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  [图文]关于方程的几个问题         ★★★ 【字体:
关于方程的几个问题
作者:任景业    文章来源:北师大数学工作室    点击数:4151    更新时间:2009/1/9    

 

一天晚上,有网友问到有关方程的问题:“a+b=b+a叫方程吗?我和我们教研员的意见不太一致。”

我让她说详细一些。她说:教研员认为这是方程,我和其他老师觉得这是用字母表示的加法交换律,不是方程,方程除了符合含有未知数的等式这个条件外,还要有解,这个方程没有解。变形以后就剩下0=0了,ab这两个字母就互相消掉了,那就不存在未知数了。教研员说a=a也是方程。我又不知道怎么能给他讲明白自己的意思。

 

从上面这位网友反映的情况来看,存在这样三个问题:

第一:如何判断一个式子是不是方程?

进而,我们可以追问:

l   含有字母的等式是方程吗?

2   方程一定都有解吗?没有解的就不是方程吗?也就是说有解没解是不是判断一个式子是不是方程的依据?

第二:怎样理解在解方程中出现的0=0

l    是方程没有解吗?

2   ab这两个字母就互相消掉了,那就不存在未知数了。

第三:判断a+b=b+a是不是方程,这样的问题合适吗?

l    这个判断题目有问题吗?

2    学习方程的价值在哪?

 

先说第一个问题,什么是方程?如何判断一个式子是不是方程。

在中小学教材中,我们给出的方程的定义是含有未知数的等式叫方程。从这个定义,我们可以看出,判断一个式子是不是方程,应当从两个方面分析:是不是等式;含有不含有未知数。

 

这两个条件缺一不可。另外,我们还要注意,第二个条件是说这个式子中含有未知数而不是说字母。在有的式子中有的字母并不一定表示未知数,如,加法交换律中a+b=b+aab可以取任意数,是用字母表示这个规律的一般性。有的方程中的未知数也不一定用字母表示,如我们古代方程用“天”“地”“人”“物”“元”表示未知数。但把未知的量用一种“符号”表示,与已知量一样参与其中的运算,用等号表示这些量之间的关系,是方程的突出特征。

 

在式子a+b=b+a中,并没有指明ab是不是未知数,所以我们也无法判断这个式子是不是方程。

 

我们注意到这位老师说到“方程除了符合含有未知数的等式这个条件外,还要有解,这个方程没有解。”这也就是说,她在说明这个式子不是方程时,用到这样的推理,因为这个方程没有解,所以就不是方程。这是没有依据的。有解无解不是主要的,方程中有无解的,也有无数个解的。用方程有解无解不能成为判断一个式子是不是方程的依据。这第一个问题暂且到此,未尽的话在第三个问题中再说。

 

关于第二个问题。

这位网友说,解方程中出现的0=0,方程没有解。怎么理解,我们还是看一个具体的方程:

解方程:3x=12  ×(6x3)+32,

我们会得到

3x3 x0,

也就是(33)·x0.

即:0·x0.

这个式子表示什么意思?是求什么数(x)与0相乘等于0.显然,x可以是任意数。——这个式子不是不存在未知数了,也不是方程没有解了,而是表示这个方程有无数个解,任意的数都是这个方程的解。

 

关于第三个问题。

我也注意到有老师谈到了自己的观点,也给出了有的书中给这个问题的“答案”。但我想仍有很多的事理需要我们思考。

 

首先,我认为这个题目是有问题的。我们一般用“a+b=b+a”加法交换律。是用字母表示某个数学规律的一般性。这个一般性是显然的,结果是明确的,我们不需要探索,也不需要运算,仅仅是把我们已知的规律表达出来而已,这是一个人人(说的严谨些:每一个数学人)尽知的结果。而方程中的未知数是什么?在解方程之前,我们并不知道这个数是什么,需要让它参与到运算的过程中去,经过一系列的运算将它变为已知。一个体现在过程,一个体现的是结果。两者本不是一类的东西。因此,这样的题目本身是有问题的。

 

由此,我想说,字母与未知数并没有什么必然的联系。字母可以作为专有名词,如π代表圆周率, 字母可作为不确定的名词,就象日常生活中的“人”,可以表示所有的人。他们的意义都在于表示结果。但方程中的未知数意义并不在于它用什么表示,而是在于与已知的数一样参与运算,通过运算求出这个结果。用什么来表示未知数是其次,可以用字母表示,也可以用其它形式的符号表示,就象我们中国古代方程中的未知数用“天”“元”表示一样。我发现在我的文章后面戎老师看出了我并没有给出“a+b=b+a是不是方程的明确结论。之所以没有给,是因为没有指明ab是不是未知数,所以我们也无法判断这个式子是不是方程。如果说明了式子中的abab是未知数,我们可以“勉强”说这个式子是方程。之所以再加上“勉强”二字,因为我认为式子“a+b=b+a”是一个恒等式,不是恒等方程。

 

这又出现了新的概念!

 

恒等方程是方程,但恒等式并一定是恒等方程,只有在方程中的恒等式才是恒等方程。如,x2y2 =(xy)(xy)是公式,是一个恒等式,但我们不把它叫做方程,也不叫它恒等方程。(注:关于恒等式,恒等方程的知识,个人的知识储备不足,认识可能有误,欢迎老师们提供权威的资料,也容我再请教专家,做进一步订正)

 

第二,这个题目出的不好,除了其本身有问题之外,还与方程的价值有关。方程的意义不在判断,不在概念本身,而在于它的思想。用已知量的观点来处理未知量,寻找问题中的等量关系构造一个模型求解,用这种方程的思想解决问题才是主要的,正如有的人看书总是记不住书中人物的名字,但知道情节,知道从中能得到什么样的教益一样。知道不知道x0是不是方程无关紧要,要紧地是知道如何用方程的思想解决我们遇上的一些问题。这是方程的价值。

 

有次与张孝达先生一同在“孔乙已酒店”进餐,他说:“我们不要再培养出一些孔乙已。”我听后很是愕然,想想这样的题目,看来,热衷回字有几种写法的观念还是存在的,张先生的担心并非没有根据。

 

 

 

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