专题28 纵观全局——整体思想
阅读与思考
解数学问题时,人们习惯了把它分成若干个较为简单的为,然后在分而治之,各个击破。与分解、分部处理问题相反,整体思想是将问题看成一个完整的整体,从大处着眼,有整体入手,突出对问题的整体结构的分析和改造,把一些看似彼此孤立、实质上紧密联系的量作为整体考虑,从整体上把握问题的内容和解题方向的策略,往往能找到简捷的解题方法,解题中运用整体思想解题的具体途径主要有: 1. 整体观察 2. 整体设元 3. 整体代入 4. 整体求和 5. 整体求积
注:既看局部,又看整体;既见“树木”,又见“森林”,两者互用,这是分析问题和解决问题的普遍而有效的方法.
例题与求解
【例1】某市抽样调查了1000户家庭的年收入,其中年收入最高的只有一户,是38000元。由于将这个数据输入错了,所以计算机显示的这1000户的平均年收入比实际平均年收入高出了342元,则输入计算机的那个错误数据是 .
(北京市竞赛题)
解题思路:有1000个未知量,而等式只有两个,显然不能分布求出每个未知量,不妨从整体消元.
注:有些问题要达到求解的目的,需要设几个未知数,但在解答的过程中,这些未知数只起到沟通已知与未知的辅助的作用,因此可“设而不求”,通过整体考虑,直接获得问题的答案.
【例2】设a、b、c是不全相等的任意数,若x?a?bc,y?b?ac,z?c?ab,则x、y、z( )
(全国初中数学联赛试题)
A.都不小于零 B.都不大于零 C.至少有一个小于零 D.至少有一个大于零
解题思路:由于a、b、c的任意性,若孤立地考虑x、y、z,则很难把握的x、y、z正负性,应该考虑整体求出x?y?z的值.
2222a5?3a4?3a3?9a2?5a?1【例3】如果a满足等式2a?3a?1?0,试求的值.
3a?12(天津市竞赛题)
解题思路:不能直接求出a的值,可寻求待求式子分子分母与条件等式的联系,然后把条件等式整体代入求值.
注:整体思想在代数式的化简与求值、解方程(组)、几何证明等方面有广泛的应用,整体代入、叠加叠乘、整体运算、整体设元、几何补形等都是整体思想的体现.
【例4】已知x?2,y??4,代数式ax?311by?5?1997,求当x??4,y??时,代数式223ax?24by3?4986的值.
(北京市“迎春杯”竞赛试题)
解题思路:a、b的值无法求出,将给定的x、y值分别代入对应的代数式,寻找已知式与待求式之间的联系,整体代入求值.
【例5】已知实数a、b、c、d、e、f满足方程组.
?2a?b?c?d?e?f??a?2b?c?d?e?f??a?b?2c?d?e?f??a?b?c?2d?e?f?a?b?c?d?2e?f???a?b?c?d?e?2f?20①?40②?80③?160④?320⑤?640⑥
求f?e?d?c?b?a的值.
(上海市竞赛题)
解题思路:将上述六个式子看成整体,通过⑥-⑤,④-③,②-①分别得到f?e,d?c,b?a.
【例6】如图,将1,2,3,4,5,6,7,8,9,10这十个数分别填入图中的十个圆圈内,使得任意连续相邻的五个圆圈内的数的和均不大于某一个整数M,求M得最小值并完成你的填图.
(北京市“迎春杯”竞赛试题)\
解题思路:解答此题的关键是根据题意得出S(a1?a2?L?a10)≤10M,这是本题的突破口. 注:在解答有同一结构的问题时,可将这一相同结构看作一个整体,用一个字母代换,以此达到体现式子结构的特点,化繁为简的目的.
能力训练
1.已知密码:3·ABCPQR=4·PQRABC,其中每个字母都表示一个十进制数字,将这个密码翻译成式子是
2.若a,b,c的值满足(3a?2b?c?4)?(a?2b?3c?6)≤0,则9a?2b?7c? (“城市杯”竞赛试题)
3.角?,?,?中有两个锐角和一个钝角,其数值已经给出,在计算
221的值时,全班得到(??????)1523.5°,24.5°,25.5°这样三个不同结果,其中确有正确的答案,则正确的答案是
4.如果x?2x?3,那么x?7x?8x?13x?15= (“希望杯”邀请赛试题)
5.已知a1,a2,L,a1991都是正数,设M?(a1?a2?L?a1990)?(a2?a3?L?a1991),
2432N?(a1?a2?L?a1991)?(a2?a3?L?a1990),那么M与N的大小关系是
M N.
(北京市“迎春杯”竞赛试题)
?ax2?bx?1?0?26.若方程组?bx?x?a?0有解,则a?b?
?x2?ax?b?0?(湖北省武汉市选拔赛试题)
?11?6z?x?y?2z?5?37.若正数x,y,z满足不等式?x?y?z?x,则x,y,z的大小关系是( )
3?211?5y?x?z?y?24?A.x?y?z B.y?z?x C.z?x?y D.不能确定
54328.若?3x?1??ax?bx?cx?dx?ex?f,则a?b?c?d?e?f的值是( )
2A.?32 B.32 C.1024 D.?1024
9.在一家三口人中,每两个人的平均年龄加上余下一人的年龄分别得到47,61,60,那么这三人中最大年
龄与最小年龄的差是( )
A.28 B.27 C.?2 D.2 10.设a,b,c,满足等式x?a?2b?个值( )
A.大于0 B.等于0 C.不大于0 D.小于0
(全国初中数学联赛试题)
11.(1)a?b?c?0,化简a(?)?b(?2πππ,y?b2?2c?,z?c2?2a?,则x,y,z 中至少有一3621b1c1c111)?c(?)?3. aab(2)已知
ab1bc1ca1abc ?,?,?,则的值为多少?a?b15b?c17c?a16ab?bc?ca12.有一个四位数,把它从中间分成两半,得到前、后两个两位数,将前面的两位数的末尾添一个零,然
后加上前后两个两位数的乘积,恰好等于原的四位数,又知道原数的个位数字为5,试求这个四位数.
(江苏省竞赛试题)
13.代数式rvz?rwy?suz?swx?tuy?tvx中,r,s,t,u,v,x,y,z可以分别取+1或-1. (1)证明代数式的值都是偶数. (2)求这个代数式所能取到的最大值.
(“华罗庚金杯”竞赛试题)
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