整体思想是中学数学非常重要的思维模式。在很多题目中,用整体思维解题不仅可以减少计算量,还可以避免出现漏解的情况。比如今天和大家分享的这道经典的初中数学竞赛题:已知a^6+a^7+a^8=0,求a^99的值。现在让初中生来做正确率都不到5%,甚至有网友质疑答案有问题。
下面一起来看一下这道题。
不少人看到题目后都认为这是一道送分题,因为很明显a=0,所以答案就是0。但是真的是这样吗?
先将题目中的已知条件进行变形,提出a^7,则变为a^7(1+a+a²)=0,所以a=0或者a²+a+1=0。
a=0大家都没有问题,但是a²+a+1=0,不少人一看判别式小于零,所以认为没有解了。
那么我们先一道日本的初中数学竞赛题:已知a²+5a+25=0,求a³。这道题中判别式也是小于零的,那么是不是这道题就没有解了?当然不是,这实际上也是考的整体思想。
将a³写成a²·a,再将题干中的等式变形后代入计算就可以求出a³的值,而不需要求出a的具体值,这就是整体思想的体现。
本题也是一样,可以先求出a³的值:a³=a²·a=(-a-1)a=-(a²+a)=1,所以a^99=(a³)^33=1。过程如下:
计算到a²+a+1=0这一步时,除了可以用上面的循环代入,还可以用立方差公式(a³-b³=(a-b)(a²+ab+b²))求解。
因为a²+a+1=0,所以两边同时乘以(a-1)时就变成了(a-1)(a²+a+1)=0,左边刚好是一个立方差的展开式,计算出来就是a³-1=0,所以a³=1。
对于“1”这个答案,有人质疑是错误的。因为a³=1,所以a=1,代入题干明显不成立。
其实,在实数范围内,a³=1时a=1是成立的,但是在复数范围内还有其他的解。根据复数的定义,i²=-1,那么如果a=(-1+√3i)/2,计算出来后a³还是等于1。
看到这儿,有网友说a^99=1这个答案也是超纲了,初中根本没有学习复数,默认就是实数范围内的数。但是不要忘了整体思想也是初中数学的重要思想,题目并不需要懂得复数,采用整体代入的方法还是可以得到答案。所以并不算超纲题。
这道题的正确率并不高,就是大部分考生忽略了a^99为“1”这个答案,如果是你,你能得到满分吗?