全国初中数学竞赛辅导(初一)
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目录
第一讲 有理数的巧算…………………………………………………………(1) 第二讲 绝对值…………………………………………………………………(10) 第三讲 求代数式的值…………………………………………………………(17) 第四讲 一元一次方程…………………………………………………………(24) 第五讲 方程组的解法…………………………………………………………(32) 第六讲 一次不等式(不等式组)的解法………………………………………(40) 第七讲 含绝对值的方程及不等式……………………………………………(47) 第八讲 不等式的应用…………………………………………………………(56) 第九讲 “设而不求”的未知数………………………………………………(64) 第十讲 整式的乘法与除法……………………………………………………(73) 第十一讲 线段与角…………………………………………………………(79) 第十二讲 平行线问题…………………………………………………………(88)
第一讲 有理数的巧算
有理数运算是中学数学中一切运算的基础.它要求同学们在理解有理数的有关概念、法则的基础上,能根据法则、公式等正确、迅速地进行运算.不仅如此,还要善于根据题目条件,将推理与计算相结合,灵活巧妙地选择合理的简捷的算法解决问题,从而提高运算能力,发展思维的敏捷性与灵活性. 1.括号的使用
在代数运算中,可以根据运算法则和运算律,去掉或者添上括号,以此来改变运算的次序,使复杂的问题变得较简单. 例1 计算:
分析 中学数学中,由于负数的引入,符号“+”与“-”具有了双重涵义,它既是表示加法与减法的运算符号,也是表示正数与负数的性质符号.因此进行有理数运算时,一定要正确运用有理数的运算法则,尤其是要注意去括号时符号的变化.
注意 在本例中的乘除运算中,常常把小数变成分数,把带分数变成假分数,这样便于计算.
例2 计算下式的值: 211×555+445×789+555×789+211×445.
分析 直接计算很麻烦,根据运算规则,添加括号改变运算次序,可使计算简单.本题可将第一、第四项和第二、第三项分别结合起来计算. 解 原式=(211×555+211×445)+(445×789+555×789) =211×(555+445)+(445+555)×789 =211×1000+1000×789 =1000×(211+789) =1 000 000.
说明 加括号的一般思想方法是“分组求和”,它是有理数巧算中的常用技巧. 例3 计算:S=1-2+3-4+…+(-1)·n.
分析 不难看出这个算式的规律是任何相邻两项之和或为“1”或为“-1”.如果按照将第一、第二项,第三、第四项,…,分别配对的方式计算,就能得到一系列的“-1”,于是一改“去括号”的习惯,而取“添括号”之法. 解 S=(1-2)+(3-4)+…+(-1)·n. 下面需对n的奇偶性进行讨论:
当n为偶数时,上式是n/2个(-1)的和,所以有
n+1
n+1
当n为奇数时,上式是(n-1)/2个(-1)的和,再加上最后一项(-1)·n=n,所以有
n+1
例4 在数1,2,3,…,1998前添符号“+”和“-”,并依次运算,所得可能的最小非负数是多少?
分析与解 因为若干个整数和的奇偶性,只与奇数的个数有关,所以在1,2,3,…,1998之前任意添加符号“+”或“-”,不会改变和的奇偶性.在1,2,3,…,1998中有1998÷2个奇数,即有999个奇数,所以任意添加符号“+”或“-”之后,所得的代数和总为奇数,故最小非负数不小于1.
现考虑在自然数n,n+1,n+2,n+3之间添加符号“+”或“-”,显然
n-(n+1)-(n+2)+(n+3)=0.
这启发我们将1,2,3,…,1998每连续四个数分为一组,再按上述规则添加符号,即
(1-2-3+4)+(5-6-7+8)+…+(1993-1994-1995+1996)-1997+1998=1.
所以,所求最小非负数是1.
说明 本例中,添括号是为了造出一系列的“零”,这种方法可使计算大大简化. 2.用字母表示数
我们先来计算(100+2)×(100-2)的值:
(100+2)×(100-2)=100×100-2×100+2×100-4=100-2.
这是一个对具体数的运算,若用字母a代换100,用字母b代换2,上述运算过
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程变为 (a+b)(a-b)=a-ab+ab-b=a-b.
于是我们得到了一个重要的计算公式 (a+b)(a-b)=a-b, ①
这个公式叫平方差公式,以后应用这个公式计算时,不必重复公式的证明过程,可直接利用该公式计算. 例5 计算 3001×2999的值.
解 3001×2999=(3000+1)(3000-1)=3000-1=8 999 999. 例6 计算 103×97×10 009的值.
解 原式=(100+3)(100-3)(10000+9)=(100-9)(100+9)=100-9=99 999 919.
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2
4
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2
例7 计算:
分析与解 直接计算繁.仔细观察,发现分母中涉及到三个连续整数:12 345,12 346,12 347.可设字母n=12 346,那么12 345=n-1,12 347=n+1,于是分母变
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为n-(n-1)(n+1).应用平方差公式化简得
n-(n-1)=n-n+1=1,
即原式分母的值是1,所以原式=24 690.
例8 计算:(2+1)(2+1)(2+1)(2+1)(2+1)(2+1).
分析 式子中2,2,2,…每一个数都是前一个数的平方,若在(2+1)前面有一
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个(2-1),就可以连续递进地运用(a+b)(a-b)=a-b了. 解 原式=(2-1)(2+1)(2+1)(2+1)(2+1)×(2+1)(2+1) =(2-1)(2+1)(2+1)(2+1)(2+1)×(2+1) =(2-1)(2+1)(2+1)(2+1)(2+1)=…… =(2-1)(2+1) =2-1. 例9 计算:
6432
32
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8
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分析 在前面的例题中,应用过公式 (a+b)(a-b)=a-b. 这个公式也可以反着使用,即 a-b=(a+b)(a-b). 本题就是一个例子.
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