换元法怎么理解?

简单点说,换元法就用一个字母符号代表一堆复杂的东西,计算起来比较省力。

换元法是数学学习中的一种常见方法。

对结构比较复杂的多项式,把其中某些部分看成一个整体,用新字母代替,从而将复杂的式子化繁为简。

举个简单的例子。

例1计算3+9+27+81+243+729+2187

分析:这题是等比数列求和,公比是3,共有7项。采用错位相减法,让等式乘以它的公比。

令A=3+9+27+81+243+729+2187;

则 3A=9+27+81+243+729+2187+6561;

两式相减,

3A-A=2A=6561-3

2A=6558

A=6558÷2=3279

所以,

3+9+27+81+243+729+2187=3279

在计算例1中,

G老师令A=3+9+27+81+243+729+2187;

这一步,

就叫做换元。

用字母A代表3+9+27+81+243+729+2187的和。

当然,

也可以不用A,

用B、C、D、E、F、G……都行,

喜欢哪个字母就用哪个。

注意:用换元法解答,在解题的最后一定要记得把元还回来,就像G老师在例1中写的最后一步“所以,3+9+27+81+243+729+2187=3279”。

什么是设元

所谓数学思想,是指现实世界的空间形式和数量关系反映到人们的意识之中,经过思维活动而产生的结果。数学思想是对数学事实与理论经过概括后产生的本质认识;基本数学思想则是体现或应该体现于基础数学中的具有奠基性、总结性和最广泛的数学思想,它们含有传统数学思想的精华和现代数学思想的基本特征,并且是历史地发展着的。通过数学思想的培养,数学的能力能才会有一个大幅度的提高。掌握数学思想,就是掌握数学的精髓。

1.函数思想:

把某一数学问题用函数表示出来,并且利用函数探究这个问题的一般规律。这是最基本、最常用的数学方法。

2.数形结合思想:

“数无形,少直观,形无数,难入微”,利用“数形结合”可使所要研究的问题化难为易,化繁为简。把代数和几何相结合,例如对几何问题用代数方法解答,对代数问题用几何方法解答,这种方法在解析几何里最常用。例如求根号((a-1)^2+(b-1)^2)+根号(a^2+(b-1)^2)+根号((a-1)^2+b^2)+根号(a^2+b^2)的最小值,就可以把它放在坐标系中,把它转化成一个点到(0,1)、(1,0)、(0,0)、(1,1)四点的距离,就可以求出它的最小值。

3.分类讨论思想:

当一个问题因为某种量的情况不同而有可能引起问题的结果不同时,需要对这个量的各种情况进行分类讨论。比如解不等式|a-1|>4的时候,就要讨论a的取值情况。

4.方程思想:

当一个问题可能与某个方程建立关联时,可以构造方程并对方程的性质进行研究以解决这个问题。例如证明柯西不等式的时候,就可以把柯西不等式转化成一个二次方程的判别式。

5.整体思想:

从问题的整体性质出发,突出对问题的整体结构的分析和改造,发现问题的整体结构特征,善于用“集成”的眼光,把某些式子或图形看成一个整体,把握它们之间的关联,进行有目的的、有意识的整体处理。整体思想方法在代数式的化简与求值、解方程(组)、几何解证等方面都有广泛的应用,整体代入、叠加叠乘处理、整体运算、整体设元、整体处理、几何中的补形等都是整体思想方法在解数学问题中的具体运用。

6.转化思想:

在于将未知的,陌生的,复杂的问题通过演绎归纳转化为已知的,熟悉的,简单的问题。三角函数,几何变换,因式分解,解析几何,微积分,乃至古代数学的尺规作等数学理论无不渗透着转化的思想。常见的转化方式有:一般 特殊转化,等价转化,复杂 简单转化,数形转化,构造转化,联想转化,类比转化等。

7.隐含条件思想:

没有明文表述出来,但是根据已有的明文表述可以推断出来的条件,或者是没有明文表述,但是该条件是一个常规或者真理。

8.类比思想:

把两个(或两类)不同的数学对象进行比较,如果发现它们在某些方面有相同或类似之处,那么就推断它们在其他方面也可能有相同或类似之处。

9.建模思想:

为了描述一个实际现象更具科学性,逻辑性,客观性和可重复性,人们采用一种普遍认为比较严格的语言来描述各种现象,这种语言就是数学。使用数学语言描述的事物就称为数学模型。有时候我们需要做一些实验,但这些实验往往用抽象出来了的数学模型作为实际物体的代替而进行相应的实验,实验本身也是实际操作的一种理论替代。

10.化归思想:

化归思想就是化未知为已知,化繁为简,化难为易.如将分式方程化为整式方程,将代数问题化为几何问题,将四边形问题转化为三角形问题等.实现这种转化的方法有:待定系数法,配方法,整体代人法以及化动为静,由抽象到具体等转化思想

11.归纳推理思想:

由某类事物的部分对象具有某些特征,推出该类事物的全部对象都具有这些特征的推理,或者由个别事实概括出一般结论的推理称为归纳推理(简称归纳),简言之,归纳推理是由部分到整体,由个别到一般的推理

另外,还有概率统计思想等数学思想,例如概率统计思想是指通过概率统计解决一些实际问题,如摸奖的中奖率、某次考试的综合分析等等。另外,还可以用概率方法解决一些面积问题。

设元是列方程或方程组解应用题的重要环节.只有设得巧,才能解得妙.那么应怎样设元呢?这里结合实例介绍四种方法.

1、直接设元

这是一种求什么就设什么的设元方法.

例1 A、B两地相距360km,甲车从A地开往B地,每小时行驶72km;甲车出发25min后,乙车从B地开往A地,每小时行驶48km.两车相遇后各自仍按原速度原方向继续行驶,则甲车从出发到相遇后两车相距100km时共行驶了多少小时?

设甲车从出发到相遇后两车相距100km时共行驶了x h,乙车共行驶了y h.

可列方程组 解得

答:甲车从出发到相遇后相距100km时共行驶了4h.

2、直接设元并辅以参数

有些应用题,直接设元列方程组比较困难,或列出来的方程组比较复杂,此时可考虑适当引入参数.

例2 从甲、乙两车站同时相向各发出一辆车,再隔相同时间又同时各发出一辆车,依次不断发车,且所有车速都相同.两站间有一骑自行车者,他发现每20min后面就有一辆从乙站发来的汽车追上他,每5min就有一辆甲站发出的车迎面遇上他.甲、乙两车站每隔多少分钟发一次车?

设甲、乙两车站每隔x min发一次车,汽车的速度为 ,骑自行车者的速度为 .

依题意得

由①、②消去x,得 ,将它代入①,解得 .

答:甲、乙两车站每隔8min发一次车.

3、间接设元

例2中的参数 和 是设而不求的,但没有这些参数,列方程组就比较困难.如果上述两种设元方法难以解决问题,那么我们就可考虑使用间接设元法.

例3 新华书店一天内销售两种书籍,甲种书籍共卖得1560元.为了发展农业科技,将乙种书籍送货下乡,共卖得1350元.若按甲、乙两种书的成本分别计算,甲种书赢利25%,乙种书亏本10%,该书店这一天共赢利(或亏本)多少元?

设这天所卖全部书籍中,甲书的成本为x元,乙书的成本为y元.

可列方程组 解得

∴总的来说是赢利而不是亏本.

答:该书店这一天赢利162元.

4、间接设元并辅以参数

与直接设元类似,有些应用题在间接设元后,也要引入适当的参数才比较容易列出方程组.

例4 甲、乙两人分别从A、B两地同时同向出发,36min后甲追上乙;若同时出发9min后,乙停止前进等候甲,则甲再有10min就可追上乙.甲走完两地间的路程需几分钟?

设甲的速度为x m/min,乙的速度为y m/min,两地间的路程为s m.

根据题意可列方程组

由①、②消去s,得 .将它代入②,得 .故 .

答:甲走完AB间的路程需 .

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  • 翁淑慧的头像
    翁淑慧 2026年02月04日

    我是泰博号的签约作者“翁淑慧”

  • 翁淑慧
    翁淑慧 2026年02月04日

    本文概览:简单点说,换元法就用一个字母符号代表一堆复杂的东西,计算起来比较省力。换元法是数学学习中的一种常见方法。对结构比较复杂的多项式,把其中某些部分看成一个整体,用新字母代替,从而将...

  • 翁淑慧
    用户020410 2026年02月04日

    文章不错《换元法怎么理解?》内容很有帮助

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