利用整体思想巧解方程(组)与不等式(组)
2021-05-14王萍
王萍
利用整体思想解方程(组)或不等式(组),是指对问题的整体结构进行分析,发现问题的整体性结构特征,再用“集成”的眼光,考虑将其中某些数或式看成一个整体,把握它们之间的关联,进行有目的、有意义的整体处理,使方程(组)或不等式(组)化繁为简,从而快速有效地解决问题。下面围绕整体思想方法列举几道题,供同学们学习时参考。
一、整体代入
例1 解方程组[3x+5y=21,①x+2y=8。 ②]
【分析】此題我们一般会用代入消元法消去x,但计算较复杂。如果将方程①变形为3x+6y=y+21,即3(x+2y)=y+21,再将方程②整体代入,即可快速解决问题。
解:由①,得3x+6y=y+21,
即3(x+2y)=y+21。③
将②代入③,得3×8=y+21,
解得y=3。
将y=3代入②,得x=2。
所以原方程组的解是[x=2,y=3。]
例2 若(2x+3y-m)2+[2x+2-3y]=0,4x2-9y2+2<0,求m的取值范围。
【分析】我们通常由偶次方和绝对值的非负性得[2x+3y-m=0,2x+2-3y=0,]再用加减消元法解出[x=m-24,y=m+26,]最后将x、y直接代入不等式中计算。不难发现此法较为复杂。此题如果因式分解后整体代入,便可将计算化繁为简。
解:∵(2x+3y-m)2+[2x+2-3y]=0,
∴[2x+3y-m=0,2x+2-3y=0,]
解得[2x+3y=m,2x-3y=-2。]
∵4x2-9y2+2<0,
∴(2x+3y)(2x-3y)+2<0,
即-2m+2<0,
解得m>1。
二、整体换元
例3 解方程组[x+3y2+x-y4=3,x+3y4+x-y2=0。]
【分析】直接用代入消元法或加减消元法求解,运算量比较大,也容易出错。如果把方程中的x+3y和x-y分别看作一个整体,通过整体换元即可解决问题。
解:令m=x+3y,n=x-y,
原方程组化为[m2+n4=3,m4+n2=0,]
解得[m=8,n=-4。]代入m=x+3y,n=x-y,
得[x+3y=8,x-y=-4,]解得[x=-1,y=3。]
所以原方程组的解是[x=-1,y=3。]
例4 解方程:144x2+6x-5=0。
【分析】这是一元二次方程,可用配方法或因式分解法求解,但计算量大且容易出错。可设6x=y,将系数的绝对值化小,从而使题目简单化。通过整体换元将原方程化成4y2+y-5=0,解出y,从而求出x。
解:设6x=y,得4y2+y-5=0,
解得y1=[-54],y2=1,
∴x1=[-524],x2=[16]。
例5 解方程:[2(x+1)2x2][+x+1x-]6=0。
【分析】通过观察可设[x+1x]=y,将原方程化为2y2+y-6=0,将分式方程转化为整式方程再解,较为简单。……p>
