除四則運算外還可以按照約定,賦予某些符號新的含義,定義新運算
定義新運算
在數學中,除了既定的加、減、乘、除四則運算外,我們還可以按照某種約定,賦予某些符號新的含義,定義新運算。
比如,當初人們為了表示“將兩個數合在一起變成一個數”,發明了符號“+”,這樣就可以用1+2=3的列式來表示加法運算;倘若當初人們規定的運算子號不是“+”,而是“○”,那麼加法運算就會變成1○2=3。
定義新運算,也是同樣的道理:我們規定一些特殊的符號(比如※、□、☆、△等),讓它們具有某種特定的意義,形成新的運算。
在解答定義新運算類題目時,我們需要嚴格按照新定義的規則,將數值代入其中,把新運算轉變為我們所熟悉的四則運算,進而求出最後的答案。
【例1】已知“△”為一種新的運算子號,規定a△b=a+2b。
(1)求1△2,(2)求3△(4△5)。
【思路導航】(1)題中出現了一個新的運算子號“△”,根據題幹中的定義可知,該符號表示連線的前一個數字與後一個數字2倍的和。
我們將“1△2”中的1和2分別代替題幹中的a和b,代入新規則運算即可。
(2)該題與題目(1)相比,不同之處是有括號。在定義新運算中,括號仍可改變運算順序,需要先計算括號內的部分。
所以,我們需要先計算4△5,再將其結果作為新的b,計算3△b,得到最終結果。
解:(1)1△2
=1+2×2
=5
(2)3△(4△5)
=3△(4+2×5)
=3△14
=3+2×14
=31
【列2】假設x、y均表示數字,規定x☆y=4x-2y
(1)求5☆4,4☆5,(2)求(10☆6)☆3,10☆(6☆3)
(3)新定義的運算“☆”滿足交換律、結合律嗎?
【思路導航】(1)該題為定義新運算的基本應用。
首先,我們需要根據題幹中的規定,明確新的運算子號的含義:表示連線的前一個數的4倍與後一個數的2倍的差。
接著,我們將具體的數值代入規則之中,進行計算,即:5☆4=4×5-2×4=12,4☆5=4×4-2×5=6。
(2)本題中有括號,需要先計算括號內的部分。
第一小題中,先計算括號內的10☆6,將數值代入新運算,得10☆6=4×10-2×6=28,再計算28☆3,得28☆3=4×28-2×3=106;第二小題中,先計算括號內的6☆3,得6☆3=4×6-2×3=18,再計10☆18,得10☆18=4×10-2×18=4。
(3)可以回看前面兩題,從具體的例子中找答案。題(1)的兩個小題中,x、y分別等於了5、4和4、5,兩者交換了位置,但運算結果一個是12,一個是6,並不相等,所以新運算不滿足交換律;題(2)的兩個小題中,出現的數字相同,但括號的位置不同,結合的數字情況不同,最後的結果也不相同,所以新運算也不滿足結合律。
透過解答上面幾題,我們可以發現:在定義新運算中,新的運算往往無法滿足和使用加法、乘法的一些運算定律和性質。
所以,我們在計算新運算的過程中,只要還有新的運算子號存在,只要還沒有完全轉變為既定的四則運算,就不能運用四則運算中的這些定律計算,一定要嚴格接照題目中新定義的規則作答。
解:(1)5☆4
4×4-2×5
=4×5-2×4
=20-8
=12
4☆5
=4×4-2×5
=16-10
=6
(2)(10☆6)☆3
=(4×10-2×6)☆3
=28☆3
=4×28-2×3
=112-6
=106
10☆(6☆3)
=10☆(4×6-2×3)
=10☆18
=4×10-2×18
=40-36
=4
(3)不滿足。
【例3】定義“*”為新的運算子號,運算規則為:A*B=A×B-(A+B)。
(1)如果5*x=23,求x,(2)如果12*(3*y)=43,求y。
【思路導航】(1)反求未知數是定義新運算中的重要題型。
解答該類問題時,我們需要將已知數、未知數全部代入新運算之中,按照運算規則進行計算,透過運算結果和題幹中給出的結果所組成的方程式,解出未知數。本題中,將5和x分別代入算式,可得:5*x=5×x-(5+x)=4x-5=23,解出x=7。
(2)本題中有括號,需要一步步計算,先算括號內部分,再算剩餘部分。3*y=3×y-(3+y)=2y-3,將2y-3作為新的B,與12一起代入算式進行新一輪運算,得:12*(2y-3)=12×(2y-3)-[12+(2y-3)],即24y-36-12-2y+3=22y-45=43,解出y=4。
解:(1)5*x=23
5×x-(5+x)=23
5x-5-x=23
4x-5=23
4x=23+5
x=28÷4
x=7
(2)12*(3*y)
12*[(3×y-(3+y)]=43
12*(2y-3)=43
12×(2y-3)-[12+(2y-3)]=43
24y-36-12-2y+3=43
22y-45=43
22y=43+45
y=88÷22
y=4
【例4】已知“■”為新的運算子號,按照新定義的運算規則計算,得:
3■2=3×(3+3)=18;
4■3=4×(4+4+4)=48;
5■4=5×(5+5+5+5)=100。
(1)求6■5;
(2)求2■3■4
【思路導航】首先需要明確新定義的“■”的運算規則,再根據規則計算。仔細
觀察題目中給出的幾個運算過程,可以發現:“■”這個運算符號表示
一個數字與一些數字之和的乘積,這個數字是“■”符號前的數字,數
字之和是該數字多次相加的和,而數字相加的次數正好是“■”符號後
面的數字。找到新定義的運算規則之後,將數字代入其中,再一步步
計算,便可得到結果。其中,題目(2)中兩次出現該運算子號,需要
先計算2■3,再用其結果區4進行計算。
解:(1)6■5
=6×(6+6+6+6+6)
=6×30
=180
(2)2■3■4
=[2×(2+2+2)]■4
=12■4
=12×(12+12+12+12)
=12×48
=576
數學改變科技,向數學出發。