构造思想在数学解题中起着极其巨大的作用,尤其在培养学生创造性思维能力方面具有重要的意义。如著名的勾股定理的证明,就是构造正方形来求解的。我们由此得到启发,构造长方形,利用长方形简单而特殊的性质,能使某些数学题的解答达到巧妙的境界,给人以赏心悦目的数学美的感受。现举几例说明如下:
例1 一般应用题
一个筑路队原计划20天修完一条公路。实际每天比原计划多修45米,提前5天完成任务。原计划每天修路多少米?
分析与解:根据题意作图如下:
图中AD表示原计划所需的天数(20天),DE表示比原计划提前的天数(5天),BH表示实际每天比原计划多修的米数(45米),AB表示原计划每天修路的米数。
由于长方形的一边表示每天的工作量,一边表示工作时间(天数),所以相应长方形的面积表示总工作量。因为工作总量是一定的,所以长方形ABCD与AHGE的面积相等,由此可以推出长方形BHGF与EFCD的面积也是相等的,即45×(20-5)=EF×5,AB=EF=45×15÷5
=135(米),所以原计划每天修路135米。
例2 鸡兔同笼问题
在一个停车场上,汽车、摩托车共停了60辆,一共有190个轮子。其中每辆汽车有4个轮子,每辆摩托车有2个轮子。求停车场上汽车和摩托车各有多少辆?
分析与解:我们可以画这样一个长方形面积图(如下):用长表示辆数,用宽表示每辆车的轮子数,则B长方形面积表示汽车轮子总数,C长方形面积表示摩托车轮子总数。
由图可知,B+C面积表示190个轮子,A+B+C面积表示4×60=240(个)轮子。因此,A的面积是50个轮子。由于A长方形的宽是2,则它的长是50÷2=25,即摩托车有25辆,汽车的辆数则为60-25=35(辆)。
例3 盈亏问题
幼儿园给小朋友分饼干,每人分5块饼干就多出13块,每人分6块饼干还差7块。问幼儿园里有几位小朋友?共有多少块饼干?
分析与解:根据题意我们可以构造出下图,长方形的横边表示每人分得饼的块数,竖边(AB)表示学生人数,长方形ABCD面积表示饼干的总块数。
由图可知,阴影部分的面积为13+7,其竖边为小孩人数,横边长为6-5,即小孩人数为(13+7)÷(6-5)=20(人),饼干总数为20×5+13=113(块)。答:幼儿园里有20位小朋友,共有113块饼干。
例4 工程问题
一件工程,甲队单独做10天完成,乙队单独做30天完成。现在两队合作,其间甲队休息了2天,乙队休息了8天(不存在两队同一天休息)。问开始到完工共用了多少天时间?
分析与解:题中甲队休息了2天,换句话说就是乙队单独做了2天;乙队休息了8天,换句话说就是甲队单独做了8天,其他的时间全是合作。据此,我们可以构造出如下的长方形图:
由图可知:
乙队2天的工作量是:2×1/30=1/15
甲队8天的工作量是:8×1/10=4/5
甲、乙合作的工作量是:1-(1/15+4/5)=2/15
甲、乙合作的时间是:2/15÷(1/10+1/30)=1(天)
因此,从开始到完工共用的时间则为1+2+8=11(天)。
由以上几例可以看出,构造长方形解题不但巧妙、易懂,而且形象、直观,能使问题化难为易、化繁为简。精巧的思维方法令人陶醉。
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