师:同学们好,欢迎再次走进数学课堂。今天我们要学习初中数学北师大版七年级上册第五章第一节“认识一元一次方程”的第二课时。请大家准备好练习本和笔,和老师一起继续认识一元一次方程。首先,我们回顾一下小学学过的等式性质。
大家看上面这组天平,右边的天平相当于左边天平的左右两边同时去掉了两个砝码。它们对应的等式分别是(x + 2 = 5)和(x = 3),(x = 3)可以写成(x = 5 - 2),也就是左边天平对应的(x + 2 = 5)两边同时减了(2)。如果从右往左看,相当于在右边天平的左右两边同时加了两个砝码,天平依然平衡,对应的等式(x = 3)两边同时加(2),就得到(x + 2 = 5)。由此,我们回忆起小学学过的一个等式性质:等式两边同时加或减去同一个数,等式仍然成立。
接下来观察下面这组天平,请回忆小学学过的另一个等式性质。从左往右看,第二个天平和第一个天平都平衡,第二个天平相当于在第一个天平的左右两边同时拿去一半。对应的等式(2x = 6),两边也都变成一半,怎么变呢?对,除以(2)或者乘以(\frac{1}{2}),左边除以(2)是(x),右边(6)除以(2)正好是(3)。如果倒过来从右往左看,第一个天平相当于第二个天平的左右两边同时变成(2)倍,对应的等式(x = 3)两边同时乘以(2),就变成(2x = 6)。由此,我们在小学得到等式的另一个性质:等式两边都乘以同一个数,等式成立;等式两边都除以同一个不为零的数,等式成立。
在小学,我们应用等式的性质求解过一些简单方程。那大家还记得上节课小华和小冰猜年龄的问题吗?你们帮小冰解开年龄之谜了吗?是不是利用等式的性质解方程的呢?在上节课作业中,大家编的应用题有没有出现(5x = 3x + 4)这样的方程呢?会解这类方程吗?为了更好地解这类方程,我们还要从天平称物与等式变形开始研究。
仔细观察图中的天平,这三个天平都平衡。第二个天平相当于第一个天平的左右两边同时去掉了(3x),对应的等式(5x = 3x + 4)也变成了(2x = 4)。第三个天平相当于在第二个天平的两边同时拿去一半,对应的等式就变成了(x = 2)。同学们,就像观察这些平衡天平上砝码的变化一样,如果从左往右观察这些等式的变形,你们发现了什么呢?从第一个天平对应的等式(5x = 3x + 4)到第二个天平对应的等式(2x = 4),天平上的砝码同时去掉了(3x),此时等式两边其实也同时去掉了(3x),(5x - 3x = 3x + 4 - 3x),天平仍平衡,所以用等号连接,即(2x = 4)。
从第二个天平到第三个天平,砝码都变成一半,相当于等式两边同时除以(2)或者乘以(\frac{1}{2}),也就是(x = 2)。如果从右往左看又会怎样呢?从(x = 2)到(2x = 4),相当于在等式两边同时乘了(2);从(2x = 4)到(5x = 3x + 4),相当于在等式两边同时加了(3x)。
再看下面的天平称物,上面的发现还对吗?能得到什么关于等式或方程的数学结论呢?等式两边同时加或减同一个代数式,所得结果仍是等式;等式两边同时乘以同一个数或者同时除以同一个不为(0)的数,所得结果仍是等式。为什么要求不为(0)呢?因为除以的数为除数,除数不能为(0),所以必须要求同时除以的那个数不能为(0)。
同学们,前面我们学习了用字母表示数,那能不能用字母表示等式的基本性质呢?如果(x = y)表示一个等式,则(x ± z = y ± z),这里的(z)为代数式。同学们,这和小学有什么不同呢?等式两边同时加减的对象范围从数扩充到了代数式。(c×x = c×y),这里的(c)为常数,即等式两边同时乘以一个数,所得结果仍是等式;(x÷c = y÷c),这里的(c)为非(0)常数,即等式两边同时除以一个不为(0)的数,所得结果仍是等式。
好啦,同学们通过研究天平称物,我们得到了等式的基本性质,并用字母表示了这个性质。接下来通过一个例题加深对性质的理解。解下列方程,要求用等式的基本性质尝试求解。第一个方程(x + 2 = 5),第二个方程(3 = x - 5)。请大家在练习本上尝试求解。
同学们,我们一起来看书上的解题步骤。解第一个方程,两边同时减(2),得(x + 2 - 2 = 5 - 2)。选择同时减(2)是为了使方程左边只剩下未知项(x),最终求出(x)的值。化简可得(x = 3),这样第一个方程就解出来了。解第二个方程,两边同时加(5),目的是使未知项(x)单独留在方程一边,可得(3 + 5 = x - 5 + 5),记住是左右两边同时加(5)。化简可得(8 = x),我们习惯把(x)写在方程左边,值写在右边,所以写成(x = 8)。
下面请同学们思考,(x = 3)是不是方程(x + 2 = 5)的解呢?该如何检验这个解是否正确呢?我们可以把求出的解代入原方程检验。比如把(x = 3)代入方程(x + 2 = 5)中,方程左边等于(3 + 2 = 5),右边等于(5),左边等于右边,所以(x = 3)是方程(x + 2 = 5)的解。请同学们自己检验一下第二个方程,我们求得的(x = 8)是不是(3 = x - 5)的解。检验好了吗?对,我们求得的(x = 8)也是方程(3 = x - 5)的解。
注意,解题过程中只要正确利用等式的基本性质,在方程两边同时加或者减同一个代数式,再仔细计算,像例一这样的两道题都能解出来。为保证解的正确性,老师建议同学们养成检验的好习惯。
好,同学们,我们再来看例(2),解下列方程:((1)-3x = 15);((2)-\frac{n}{3} - 2 = 10);((3)5x = 3x + 4)。拿出练习本先自己尝试解一下。
解好了吗?我们一起来看。第一个方程,在方程两边同时除以未知项的系数(-3),可得(-3x÷(-3) = 15÷(-3)),化简可得(x = -5)。这里利用的是等式的第二个性质,等式两边同时除以同一个不为(0)的数,所得结果仍是等式。
看第二道题,方程两边同时加(2),把左边的未知项(-\frac{n}{3})单独留在左边,所以两边同时加(2),左边(-\frac{n}{3} - 2 + 2),右边也要加(2),即(= 10 + 2),所得结果仍是等式。化简可得(-\frac{n}{3} = 12)。现在要解方程求出(n)的值,需要把系数(-\frac{1}{3})化为(1)。互为倒数的两数乘积为(1),所以在方程两边同时乘以(-\frac{1}{3})的倒数(-3),可得(n = -36)。
看第三道题,方程两边同时减(3x),目的是去掉右边的未知项(3x),使右边只剩下(4),所以两边同时减(3x),左边(5x - 3x),右边(3x + 4 - 3x),合并同类项可得(2x = 4)。现在未知项系数是(2),要把系数化为(1),像第二道题一样,可以选择未知项(2)的倒数(\frac{1}{2}),左右两边同时乘(\frac{1}{2})。其实还有一种方法,就是同时除以未知项的系数(2)。在方程两边同时除以(2),可得(x = 2)。
