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设元是列方程解应用题的一个重要的环节。有时巧妙的设元,可以帮我们巧妙地列出方程解题,那么应怎样设元呢?这里结合实例介绍几种方法,供同学们参考。
一、直接设未知数
这是一种求什么就设什么的设未知数的方法。这是最常用的设元法。
例1某同学在A、B两家超市发现他看中的英语学习机的单价相同,书包单价也相同,英语学习机和书包单价之和是452元,且英语学习机的单价比书包单价的4倍少8元。
(1)求该同学看中的英语学习机和书包单价各是多少元。
(2)某一天该同学上街,恰好赶上商家促销,超市A所有商品打7.5折销售;超市B全场购物每满100元返购物券30元销售(不足100元不返券,购物券全场通用),但他只带了400元钱,如果他只在一家超市购买看中的英语学习机、书包,那么在哪一家购买更省钱?
分析:(1)设书包的单价为x元,则英语学习机的单价为(4x-8)元,利用“英语学习机和书包单价之和是452元”列出一元一次方程求解即可;
(2)分别计算在A、B两个超市购买英语学习机和书包各一件所需花费的现金并与400元比较,再比较在A、B两个超市购买英语学习机和书包各一件所需花费的现金,来确定在哪家超市购买更省钱。
解:设书包的单价为x元,则英语学习机的单价为(4x-8)元。
根据题意,得4x-8+x=452,
解得x=92。
4x-8=4×92-8=360。
答:该同学看中的英语学习机单价为360元,书包单价为92元。
(2)在超市A购买英语学习机与书包各一件,需花费现金452×75%=339(元);因为339<400,所以可以选择在超市A购买。在超市B可先花费现金360元购买英语学习机,再利用得到的90元购物券,加上2元现金购买书包,总计共花费现金:360+2=362(元);因为362<400,所以也可以选择在超市B购买。但是,由于362>339,所以在超市A购买英语学习机与书包,更省钱。
二、间接设未知数
所设的量不是要求的,但更易找出符合题意的相等关系,这种把题中要求量以外的量设为未知元的方法,称之为“间接设元法”。有些应用题,直接设未知数列方程比较困难,或列出的方程比较复杂,可以考虑使用间接设未知数法。
例2 “种粮补贴”惠农政策的出台,大大激发了农民的种粮积极性,某粮食生产专业户去年计划生产小麦和玉米共18吨,实际生产了20吨,其中小麦超产12%,玉米超产10%,该专业户去年实际生产小麦、玉米各多少吨?
分析:要求该专业户去年实际生产小麦、玉米各多少吨,而知道小麦、玉米超产百分率,直接设未知数时,列式比较困难,所以考虑设间接未知数。
解:设原计划生产小麦x吨,生产玉米(18-x)吨。
根据题意,得
12%x+10%(18-x)=20-18。
解得x=10,18-x=8。
10×(1+12%)=11.2(吨),8×(1+10%)=8.8(吨)。
答:该专业户去年实际生产小麦11.2吨,玉米8.8吨。
三、直接设未知并辅以参数
对于一些较复杂的问题,往往条件隐含、关系交错。这时不妨引入参数,在已知量和未知量之间架起一座“桥梁”,以便理顺各个量之间的关系,列出方程。而所设的参数在解题过程中被消去,不影响问题的结果。这种方法叫做“参数法”,也叫“设而不求法”。
例3 甲从A地到B地需30分钟,乙从A地到B地需20分钟,若甲乙两人都从A地到B地,甲比乙早出发5分钟,问乙出发几分钟后追上甲?
分析:由于路程一定时,速度与时间成反比,于是“甲速:乙速=20∶30=2∶3”,这是此题的隐含条件,据此可增设辅助元甲速为2k米/分钟,乙速为3k米/分钟。相等关系为“甲走的路程=乙走的路程”。
解:设乙出发x分钟后追上甲,又设甲速为2k米/分钟,乙速为3k米/分钟。得到方程3kx=2k×(5+x),因为k≠0,方程两边同时约去,得方程3x=2×(5+x),解得x=10。
答:乙出发10分钟后追上甲。
四、间接设元并辅以参数
有些应用题在间接设元后,也需要引入适当的参数才比较容易列出方程。
例4 李明与王云分别从A、B两地相向而行,若两人同时出发,则经过80分钟两人相遇;若李明出发60分钟后王云再出发,则经过40分钟两人相遇,问李明与王云单独走完全程各需多少小时?
答:李明与王云单独走完全程各需120分钟和240分钟。
五、整体设元法
有些问题未知量太多,而已知关系又太少,如果某一部分未知量存在一个整体关系,则可设这一部分为一个未知元,这样就减少了设元的个数,这种设元的方法叫做“整体设元法”。
例5一个五位数,个位数为4,这五位数加上6120后所得的新五位数的万位、千位、百位、十位、个位上的数恰巧分别为原五位数的个位、万位、千位、百位、十位上的数,试求原五位数。
分析:在解此题时,可以把原五位数去掉个位数4以后得到的四位数看作一个整体,设其x,就达到化难为易,化繁为简了。
解:设原五位数去掉个位数后的四位数为x则原五位数可表示为10x+4。得方程(10x+4)+6120=4×10000+x。
解得:x=3764,10x+4=37644。
六、设辅助未知数
有些应用题,往往发现要列方程,量不够,未知的量太多,此时可考虑适当地引入辅助未知数,把它视为已知量,已知量多了,已列方程就简便了,辅助未知数与参数不同,参数在化简过程中往往会消失,但是辅助未知数不一定消失。
例6 陈老师为学校购买运动会的奖品后,回学校向后勤处王老师交账说:“我买了两种书,共105本,单价分别为8元和12元,买书前我领了1500元,现在还余418元。”王老师算了一下,说:“你肯定搞错了。”
(1)王老师为什么说他搞错了?试用方程的知识给予解释;
(2)陈老师连忙拿出购物发票,发现的确弄错了,因为他还买了一个笔记本。但笔记本的单价已模糊不清,只能辨认出应为小于10元的整数,笔记本的单价可能为多少元?
分析:(1)根据钱数列方程求出本数即可作出判断;(2)设出笔记本的单价为a元,单价为8元的课外书为y本,多了一个a列方程就容易多了,列出方程后,利用整除的有关知识求解即可。
解:(1)设单价为8元的课外书为x本。得8x+12(105-x)=1500-418。
解得x=44.5(不符合题意)。
所以王老师肯定搞错了。
(2)设单价为8元的课外书为y本,设笔记本的单价为a元。依题意得
8y+12(105-y)=1500-418-a。
解得:178+a=4y
∵ a、y都是整数,则178+a应被4整除,
∴ a为偶数。
又∵ a为小于10元的整数,
∴ a可能为2、4、6、8。
当a=2时,4y=180,y=45,符合题意;当a=4时,4y=182,y=45.5,不符合题意;
当a=6时,4y=184,y=46,符合题意;当a=8时,4y=186,y=46.5,不符合题意。
∴ 笔记本的单价可能是2元或6元。
练习:
1.为了节约水资源,某市对城镇居民每月用水作如下规定:不超过3吨收费5元,3吨到5吨之间,每吨收费1.5元,5吨以上,每吨收费2.5元。若居民张大娘家3月份缴纳水费20.5元,请你帮张大娘算算,她家3月共用水多少吨?
2.小民和爷爷在400米的环形操场上跑步,同时同向从同一点出发,如果小民的速度是6米/秒,爷爷的速度是4米/秒,问爷爷跑几圈后,小民超过爷爷一圈?
3.农科所向农民推荐渝江Ⅰ号和渝江Ⅱ号两种新型良种稻谷。在田间管理和土质相同的条件下,Ⅱ号稻谷单位面积的产量比Ⅰ号稻谷低20%,但Ⅱ号稻谷的米质好,价格比Ⅰ号高。已知Ⅰ号稻谷国家的收购价是1.6元/千克。当Ⅱ号稻谷的国家收购价是多少时,在田间管理、土质和面积相同的两块田里分别种植Ⅰ号、Ⅱ号稻谷的收益相同?
4.一个六位数2abcde的3倍等于abcde9,求这个六位数。
答案:
1.设张大娘家3月用水x吨,易知x>5,故得方程5+1.5×(5-3)+2.5×(x-5)=20.5,解得x=10。
2.设经过x秒后,小民超过爷爷一圈,得方程:(6-4)x=400,解得x=200(秒),(4×200)÷400=2(圈)。
3.设Ⅱ号稻谷的国家收购价为x元/千克,用参数a表示Ⅰ号稻谷的产量,则Ⅱ号稻谷的产量为(1-20%)a,则Ⅰ号稻谷的收益为1.6a元,Ⅱ号稻谷的收益为(1-20%)ax,根据“Ⅰ号、Ⅱ号稻谷的收益相同”可列方程为1.6a=(1-20%)ax,解得x=2,所以Ⅰ号稻谷的国家收购价为2元/千克。
4.设abcde为x,则3(200000+x)=10x+9。解得x=85713。故这个六位数为285713。
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