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以“退”为“进”类比解题

2008-10-15庄亿农

关键词:小虎距离解题

庄亿农

一堂有理数习题课上,我出了这样一道题:在一条笔直的街道上有依次排列的n(n>1)个订奶户,我们要设置一个牛奶供应点P,使这n个订奶户到供应点P的距离之和最小,这个点应建在何处?

看完题目后,教室里一片寂静,好一会儿没人说话.我启发道:“俗话说得好,‘退一步海阔天空,数学解题也是如此,对于一些复杂的数学问题,适当地退是为了更好地进,正如我国著名数学家华罗庚所说的‘善于退,足够地退,退到最原始而不失去重要性的地方,是学好数学的一个诀窍.同学们能不能采用退的方法来探究这个问题呢?”

话音刚落,平时喜欢发言的超超同学站起来说:“老师,我发现,如果这条街上只有A1与A2两个订奶户,因为A1与A2两户所走的距离之和就等于A1A2之间的距离,所以供应点P可建在A1与A2之间的任何地方,如图1所示.对吗?”

“对的!同学们再想想,如果这条街上有3个订奶户,那么供应点P情况又如何呢?” 我说道.“老师,我来说.”坐在讲台旁的芳芳说道,“如果A1、A2、A3如图2所示排列,我看供应点P应设在A2处最合适,这是因为如果P放在A2处,A1与A3两户所走的距离之和恰好为A1与A3之间的距离.而如果把P放在别处,例如D处,如图2所示,那么A1与A3两户所走的距离之和仍是A1与A3之间的距离,可是A2户还得走从A2到D的这一段,这是多出来的,因此,P放在A2处是最佳选择.”

“很好!芳芳同学说得非常好!根据上面两位同学探究的结果,大家看看如果这条街上有4个订奶户,5个订奶户,…,n个订奶户,供应点P应设在何处?”我笑着说.性急的小虎立即答道:“如果有4个订奶户,P应设在第2个和第3个订奶户之间的任何地方;如果有5个订奶户,P应设在第3个订奶户处;如果有n个订奶户,P应设在第(n+1) 个订奶户处.”“不对!”和小虎同桌的小明反驳道,“老师,小虎说得不全面!应对n分类进行考虑,当n为奇数时,就是小虎所说的情况;当n为偶数时,P应设在第n和第n+1个订奶户之间的任何地方.”

我赞许地点点头说:“是的,我们考虑问题一定要全面,不能顾前不顾后.”我顿了顿,继续说道:“同学们,下面我们将这个问题引申一下,有哪位同学能看出如何求|x-1|+|x-2|+|x-3|+…+|x-617|的最小值?”

数学课代表玲玲道:“老师,我们可以把|x-1|+|x-2|+|x-3|+…+|x-617|转化为一条直线上有617个点,要求其最小值,就是在直线上找一点,使它到各点的距离和最小,这就是上面确定供应点P位置问题.由于从1到617有奇数个点,因此这一点应选在309对应的位置,这样|x-1|+|x-2|+|x-3|+…+|x-617|的最小值就为2×(1+2+…+308)=95 172.”

我高兴地连声赞叹道:“我们的同学都很聪明,今天通过探究,解决了牛奶供应点位置的确定问题.实际上在解决这个问题时,我们用到了数形结合思想、分类思想、转化思想及以‘退为‘进的解题方法,通过对实际问题的探索,又巧妙地把原本比较抽象的代数中的绝对值问题,转化为看得见摸得着的‘形的问题,使同学们感到抽象的不再抽象,希望大家好好地反思和总结,争取得到更大的收获!”

注:本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文

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