由一道习题引发的思考

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时间:2019-02-17

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1、由一道习题引发的思考—探索二元一次方程组解的情况内容摘要:对一道二元一次方程组解的情况习题,是简单地呈现最后的结果?还是给学生讲解理由?我选择了后者,首先引入一种新的解二元一次方程组的方法,在求解的过程中产生矛盾,撞击学生思维的火花;围绕矛盾设置由浅入深的问题,直至得出最后结论,并用所归纳的结论解决问题。学生经过探索、独立思考、合作讨论、总结归纳等数学活动和思维过程认知能力得到提高。同时也使自己的教学水平提高,达到教学相长的效果。关键词:系数行列式;解的情况;唯一解;无穷多解;无解一、情景描述苏科版七年级教材下册10.3解二元一次方程组,运用代入、加减消元法求解二元一次方程组,例题

2、和习题中的方程组都是有解的,教材没有对二元一次方程组解的情况讨论。在辅导课上,徐渺,吕园等几位同学问我一个问题,题目内容是“当m,n取什么值时,方程组有唯一解?有无穷多解?无解?”他们说看不懂题目,不知道题目是什么意思。如何解答这个问题?是直接告诉结论把答案呈现给他们,还是给他们讲解理由?若讲解如何才能让他们理解透彻?二、反思与分析为了解决上述问题,进一步提高学生的认知能力,根据七年级学生的心理特征和认知特点,我给他们提供了当二元一次方程组有解时的另一种解法。首先我们引入一种运算定义:二阶行列式,例如下面我们用一种新方法来解二元一次方程组[例](教材苏科版七下P91)解二元一次方程

3、组分析:方程①右边为常数为4,方程②右边为常数为-5;我们把方程①、②中未知数x、y的系数按照原来的位置,构成二阶系数行列式;5/6把系数行列式中x的系数所在列换成方程①、②中常数,可得行列式;把系数行列式中y的系数所在列换成方程①、②中常数,可得行列式,根据行列式计算方法,可得;;。解:方程组的二阶系数行列式做相应的常数替换;方程组的解可以表示为:所以方程组的解为此种解法所得答案和课本结果一样,注意未知数求解的表示中,分母都为二阶系数行列式,求x时只需把二阶系数行列式中的未知数x的系数换为对应方程的常数后作为分子,求y时只需把二阶系数行列式中的未知数y的系数换为对应方程的常数后作

4、为分子,可以求解方程组的解。(学生感到惊奇,非常想用新方法一试身手。)通过新解法的呈现,激发了学生的求知欲望。请你仿照上述解法解方程组(教材苏科版七下P90例2)几位学生按照新解法很快求解出方程组的解。并和课本例题答案对照,结果一样。(学生快乐地学习,感觉到成功的喜悦)“很好,你们真棒﹗”我适时给学生鼓励和表扬,接着我又提出问题:“由上面解二元一次方程组解的表达式,若二元一次方程组有解,解是由什么决定的?你对二元一次方程组5/6的解有何新的认识?”(几位学生讨论后认为若二元一次方程组有解,解是由二元一次方程组本身的系数和常数唯一决定的。)很好,请你用上述方法解二元一次方程组学生用新

5、方法解题(学生说:“咦,分母怎么为0了,未知数x值算不出来啊。”学生产生困惑)解题产生了矛盾,撞击学生思维的火花,进一步激发了学生的求知欲和探索欲望。这时我适时引导学生说:“刚才我们解题的时候,虽然我们没有判断系数行列式的值是否为0;实际上它们系数行列式分别为;,都不为0,所以我们可以把解唯一地表示出来,而的系数行列式,此时方程组可能无解,也可能有无穷多个解。”接着我继续提问由上面两个方程组:1、你认为二元一次方程组满足什么条件时有唯一解?学生讨论后回答:“二元一次方程组二阶系数行列式不为0时,方程组唯一解。”2、系数行列式为0时,方程组可能无解,也可能有无穷多个解,那么什么时候无

6、解?什么时候有无穷多个解?请你继续考察方程组我们把①式两边同乘以2,得方程,这与②式相矛盾,5/6此时方程组无解。计算后知道系数行列式,用两方程的常数替换未知数x(或y)后得到行列式,计算的值是否为0?你有何结论?学生计算讨论后回答:,若,且常数替换未知数x后得到行列式,方程组无解。3、请继续考察方程组我们首先计算系数行列式,我们把①式两边同乘以3,得方程,这与②式完全相同,两个二元一次方程实际上是同一个二元一次方程了,由于一个二元一次方程有无穷多解,所以此时方程组有无穷多解。首先我们通过计算后知道系数行列式,用两方程的常数替换未知数x(或y)的系数后得到行列式,计算的值是否为0?

7、你有何结论?学生计算讨论后回答:,若,且常数替换未知数x的系数后得到行列式,方程组有无穷多解。4、由上面的探索,你能否归纳并叙述出对于一般的二元一次方程组的各系数及常数,满足什么条件时5/6(1)二元一次方程组有唯一解;(2)二元一次方程组有无穷多解;(3)二元一次方程组无解;(这对学生是一个挑战,学生的思维得到进一步的升华和提高,培养学生归纳总结的能力)我留给每位学生充足的思考探索时间,培养他们独立思考的能力;然后互相交流讨论,达成共识,培养合作学习的意识。这样即便

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