整體思想是中學數學非常重要的思維模式。在很多題目中,用整體思維解題不僅可以減少計算量,還可以避免出現漏解的情況。比如今天和大家分享的這道經典的初中數學競賽題:已知a^6+a^7+a^8=0,求a^99的值。現在讓初中生來做正確率都不到5%,甚至有網友質疑答案有問題。
下面一起來看一下這道題。
不少人看到題目後都認為這是一道送分題,因為很明顯a=0,所以答案就是0。但是真的是這樣嗎?
先將題目中的已知條件進行變形,提出a^7,則變為a^7(1+a+a²)=0,所以a=0或者a²+a+1=0。
a=0大家都沒有問題,但是a²+a+1=0,不少人一看判別式小於零,所以認為沒有解了。
那麼我們先一道日本的初中數學競賽題:已知a²+5a+25=0,求a³。這道題中判別式也是小於零的,那麼是不是這道題就沒有解了?當然不是,這實際上也是考的整體思想。
將a³寫成a²·a,再將題幹中的等式變形後代入計算就可以求出a³的值,而不需要求出a的具體值,這就是整體思想的體現。
本題也是一樣,可以先求出a³的值:a³=a²·a=(-a-1)a=-(a²+a)=1,所以a^99=(a³)^33=1。過程如下:
計算到a²+a+1=0這一步時,除了可以用上面的循環代入,還可以用立方差公式(a³-b³=(a-b)(a²+ab+b²))求解。
因為a²+a+1=0,所以兩邊同時乘以(a-1)時就變成了(a-1)(a²+a+1)=0,左邊剛好是一個立方差的展開式,計算出來就是a³-1=0,所以a³=1。
對於“1”這個答案,有人質疑是錯誤的。因為a³=1,所以a=1,代入題幹明顯不成立。
其實,在實數範圍內,a³=1時a=1是成立的,但是在複數範圍內還有其他的解。根據複數的定義,i²=-1,那麼如果a=(-1+√3i)/2,計算出來後a³還是等於1。
看到這兒,有網友説a^99=1這個答案也是超綱了,初中根本沒有學習複數,默認就是實數範圍內的數。但是不要忘了整體思想也是初中數學的重要思想,題目並不需要懂得複數,採用整體代入的方法還是可以得到答案。所以並不算超綱題。
這道題的正確率並不高,就是大部分考生忽略了a^99為“1”這個答案,如果是你,你能得到滿分嗎?