作者ddxu2 (东东)
看板tutor
标题[分享] 求解是什麽意思?(数学)
时间Wed Mar 28 19:30:44 2012
这篇文章是写好转贴过来的,写的时候是以给孩子
看的角度写。
有机会可以问问自己的学生,说不定会发现些什麽~
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会写这篇文章,是因为家教时发现这件事情,发现这件自己
以前也没怎麽想过,却似乎很关键的概念。
而後在教国中的学生时,询问其对於「解联立方程式得出的
解」的看法後,才发现这样的「不了解」有可能是普遍的现象。
既然有可能是普遍的,那就先听问题吧XD。
本篇文章适合学过二元一次联立方程式,或者是底下的一元
二次方程式的人。
一组二元一次联立方程式如下:
3x + 4y = 5
2x + 5y = 8
求解(x,y)?
前面提过你学过了,所以你应该做得到消去其中一个变数後
得出x = -1、y = 2 的解(就是写成(-1,2)罗)。
接着有个好问题。
2x + 5y = 8 是原本的式子嘛……如果我把右边等号及数字
先拿掉,只看2x + 5y。
那请问,如果把刚才求出来的解 x = -1、y = 2 带进去2x + 5y
,计算出来後会得到多少?(就是问2*(-1) + 5*(2) = ?)
接着就有几种情况。
第一种,你算不出来XDDD,那这就是国小或国一的事情了,
先关掉我这篇文章吧,并且去告诉你的学校老师,他并没有教会
你,请他再教你一次。
第二种情况,你算出来了,并且你列的算式是
2*(-1) + 5*(2) = -2 + 10 = 8,答案等於8。
第三种情况,你连笔都没有拿起来,脑中连算式都还没浮现
,答案就出现了8。
欸……怎麽会有第二种和第三种情况的差异呢?(这篇文章
是建立在你是用第二种情况的算法来写的)
第二种情况的人,请再试试看把x = -1 、y = 2 这组联立
方程式的解,带进去 3x + 4y(原本3x + 4y = 5式子的等号左
边部分),会得到多少?
如果你再列了一次3*(-1) + 4*(2) = -3 + 8 = 5,答案等於5……
不晓得你有没有发现,一开始给的联立方程式,是:
3x + 4y = 5 以及
2x + 5y = 8
而把求出来的这组解(x,y)= (-1,2)带进去式子的左边
部分,3x + 4y恰好会等於5,2x + 5y 恰好会等於8。
这只是偶然吗?
在这里,我要说明这不是偶然,这也是第三种情况会出现的理由根基。
在这里对你提出一个问题:「求解是什麽意思(相当於问求解的目的是?)?」
嗯……你心里想的是「把它一个变数的系数弄成一样,然後
把其中一个变数消去,得出解」吗?
如果是这样的话,你所想的是求解的「过程」,而非求解的「目的」。
「求解」的意思是--「找出解答」。
而什麽是解答呢?
当问求出
3x + 4y = 5
2x + 5y = 8
这组联立方程式的解时,我其实是在问:
「请找出当 x = ??? 且 y = ?????(我问号只是随便打的,表示
某个数) 时,3x + 4y = 5 及 2x + 5y = 8的两个等号会成立。」
如果说求解比较难,那至少我们可以判断「什麽东西不是解」。
举例来说,x = 100、y = 50这组(x,y)会是那组联立方程式的解吗?
我就把它带进去啊,左边是3*(100) + 4*(50) = 300 + 200 = 500。
欸,左边得出的值是500,右边的值是5,请问500 = 5吗?
500是不等於5的,意思是x = 100、y = 50 这组(x,y),带
进去式子里,结果等号不成立,那这组数字就不是解。
联立方程式求解的意思就是:「找出一组数对,使得带进去
每个式子里,都会使得等号成立。」
(当然如果你学的是高中不等式的联立方程式,那求解的意
思就是带进去後使得那些方程式皆成立)。
这就是第三种情况,可以直接回答出 8 的理由。
我已经找到解了!解就是会使得等号成立的数对,那我把它
带进原本的2x + 5y = 8里,因为这是解啊,所以带进去後等号
会成立,既然等号会成立,那把 (-1,2)这组解带进2x + 5y 里
,当然就会等於 8 了。
如果你原本是第二种情况,希望你看完後懂求解的意思。
略提一下,一元二次方程式求解亦是类似意境。
很多学生都学得会十字交乘法,或者是背得起来公式解。
这里我写个一元二次方程式:
5x^2(平方的意思)+18x - 8 = 0,试求解 x ?
学过十字交乘法的人,姑且不论你懂不懂十字交乘法的理由,反正你写出了
5x - 2
x + 4 ,然後得出x = 2/5 or -4
同样的问题,请问如果你把x = 2/5 带进去5x^2 + 18x - 8
这个式子里(原式左边的部分),结果会等於多少?
再次提醒,求解就是:「找到 x = ????时(在此只有x),
可以让原本式子的等号成立。」
既然找出来的x = 2/5 是解,那意思就是说,如果令x = 2/5,
则5x^2 + 18x - 8 = 0 这个式子「等号会成立」。
所以把x = 2/5 带进去 5x^2 + 18x -8 ,会得出多少?
如果你看懂前面了,希望你同样懂这段,答案是 0 。
(题外话,略提一下十字交乘法到底在做什麽,举刚才的式子
,对它十字交乘法,其实就是尝试找出它的因式。
我们直接来看,5x^2 + 18x -8 = (5x - 2)*(x + 4),你检验
一下右边的式子乘开会得出左边吧。
那既然我们是要找x使得5x^2 + 18x - 8 = 0 成立,那就相当
於找使得(5x -2)*(x + 4) = 0 成立的x(因为两个式子是完全一样的)。
那(5x-2)*(x + 4)两个数字相乘要等於 0 要满足什麽条件呢?
举例来说,一个正数乘以另个正数,会等於 0 吗?
当然是不会(希望你真的是认为不会的XDD)。
两个数字相乘如果要等於 0 ,除非其中一个数字为 0 ,试想
,若其中一个数字为 0 ,那再乘以任何数字都会等於 0 啊。
(这句话并不严谨,但对於大学以前的数学已经足够)
那我想要找出当 x = ?的时候,相乘的两数,其中一个会变成 0
,那就是会使得5x - 2 = 0 ,或 x+4 = 0 的解罗!
找出来的解,就表示把它带进原本式子里,会使得等号成立。)
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