初一数学新定义题,孩子看到发懵?5道题讲清套路,帮孩子开窍

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初一数学新定义题,孩子看到发懵?5道题讲清套路,帮孩子开窍

嘿,我是墨爸。

今天聊一个不少孩子容易卡住的题型:数与式新定义。

这类题有个特点:题目会突然出现一个没见过的符号,或者给某种运算起一个陌生的名字,比如“明德值”“模三数”。孩子读完题,第一反应可能就是:这个课本里没学过,怎么做?

其实,新定义题并不是要求孩子提前学会所有新知识,而是看他能不能读懂题目给出的规则,再调用已经学过的数学知识。

这类题往往有一个递进过程:先理解定义,再代入计算,接着发现规律,最后解决综合问题。

下面用 5 道例题,把这个过程拆开讲清楚。

一、新定义题到底怎么做?先看懂规则

第 1 题指数新定义:先把符号翻译成人话

📝 题目

规定:如果 ac = b,那么记作 [a, b] = c。

例如,因为 23 = 8,所以 [2, 8] = 3。

(1)求 [4, 64];(2)求 [3, 81];(3)若 [2, x] = 5,求 x。

这道题的关键不是计算,而是先读懂方括号的含义。根据定义,[a, b] = c 表示 ac = b。

初一数学新定义题,孩子看到发懵?5道题讲清套路,帮孩子开窍-第1张图片-四季读书网

图 1:新记号只是把“指数式”换了个写法

🔍 一步步算

(1)[4, 64] 就是在问:4 的几次方等于 64?因为 43 = 64,所以 [4, 64] = 3。

(2)因为 34 = 81,所以 [3, 81] = 4。

(3)[2, x] = 5 表示 25 = x,因此 x = 25 = 32。

✅ 答案

(1)3;(2)4;(3)32。

💡 提醒

看到新符号,别急着套用熟悉的运算。先用一句话说清楚它的含义,往往就知道下一步该怎么做了。

二、定义中有绝对值,先化简,再找规律

第 2 题一个新运算,最后竟然就是取较大的数

📝 题目

对于两个不相等的有理数 a、b,规定:

a ⊕ b = ( |a − b| + a + b ) / 2

(1)求 4 ⊕ 3 和 (−3) ⊕ 2;

(2)当 a > b 时,求 a ⊕ b 的值;当 a < b 时呢?

(3)求 [ (−2024) ⊕ (−2023) ] ⊕ [ 2023 ⊕ 2024 ]。

第(1)问,直接代入定义:

🔍 一步步算

4 ⊕ 3 = ( |4 − 3| + 4 + 3 ) / 2 = (1 + 7) / 2 = 4

(−3) ⊕ 2 = ( |−3 − 2| + (−3) + 2 ) / 2 = (5 − 1) / 2 = 2

第(2)问,要找一般规律,关键是处理绝对值:

🔍 一步步算

当 a > b 时,|a − b| = a − b,a ⊕ b = (a − b + a + b) / 2 = a

当 a < b 时,|a − b| = b − a,a ⊕ b = (b − a + a + b) / 2 = b

由此可以发现:这个新运算的结果,就是两个数中较大的那个数。

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图 2:分 a>b、a<b 两种情况化简,结果都是较大数

第(3)问就简单了,不必再把长式子全部展开:

🔍 一步步算

(−2024) ⊕ (−2023) = −2023, 2023 ⊕ 2024 = 2024

原式 = (−2023) ⊕ 2024 = 2024

✅ 答案

(1)4,2;(2)当 a > b 时结果为 a,当 a < b 时结果为 b;(3)2024。

💡 提醒

有些新定义题看起来计算量很大,其实是在考规律。前面多花一点时间研究定义,后面可能少算很多步。

三、碰到“明德值”,本质上还是绝对值

第 3 题为什么一道新定义题会有两个答案?

📝 题目

对于有理数 a、b、n,规定 a 和 b 关于 n 的“明德值”为:

|a − n| + |b − n|

(1)求 −4 和 3 关于 1 的明德值;

(2)若 a 和 2 关于 1 的明德值为 3,求 a;

(3)若 a 和 −2 关于 1 的明德值为 5,求 a。

第(1)问,按定义列式(明德值就是两段“数轴上的距离”之和):

🔍 一步步算

|−4 − 1| + |3 − 1| = 5 + 2 = 7

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图 3:明德值 = 两个数到 n 的距离之和

第(2)问,先把文字条件翻译成数学式子:

🔍 一步步算

|a − 1| + |2 − 1| = 3,而 |2 − 1| = 1,

所以 |a − 1| = 2。

绝对值等于 2,括号里的数可能是 2,也可能是 −2:

a − 1 = 2 或 a − 1 = −2,得 a = 3 或 a = −1。

第(3)问,同样列式:

🔍 一步步算

|a − 1| + |−2 − 1| = 5,而 |−2 − 1| = 3,

所以 |a − 1| = 2,同样得 a = 3 或 a = −1。

第(3)问和第(2)问答案相同,是因为两问化简后都得到 |a − 1| = 2,并不是算错了。

✅ 答案

(1)7;(2)a = 3 或 a = −1;(3)a = 3 或 a = −1。

💡 提醒

新定义只是题目的外壳,里面仍然可能考绝对值、有理数等基础知识。特别是绝对值等于正数时,别忘了分类讨论,否则很容易漏掉答案。

四、“模三数”是什么?把新规则和数位知识结合起来

第 4 题看懂定义,才能正确处理每一位数字

📝 题目

对于一个十进制自然数,把它每个数位上的数字分别除以 3,再将所得余数按原来的数位顺序排列,得到的新数称为原数的“模三数”,记作 M₃(x)。

例如:M₃(7352) = 1022。

(1)求 M₃(1945);

(2)一个两位数的十位数字比个位数字大 1,设个位数字为 a,用含 a 的代数式表示这个两位数。

第(1)问,按定义逐位计算除以 3 的余数:

🔍 一步步算

1 ÷ 3 余 1; 9 ÷ 3 余 0; 4 ÷ 3 余 1; 5 ÷ 3 余 2。

把余数按原数位顺序排列,得到 1012,即 M₃(1945) = 1012。

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图 4:逐位除以 3 取余数,再按原顺序拼好

第(2)问,个位数字是 a,十位数字就是 a + 1。两位数要用“数位值”表示:

🔍 一步步算

两位数 = 10 × 十位数字 + 个位数字

= 10(a + 1) + a = 11a + 10。

(a 是个位数,且十位 a + 1 不超过 9,所以 a 取 0~8。)

✅ 答案

(1)1012;(2)11a + 10(a 取 0~8)。

💡 提醒

这道题两个小问考查的知识并不相同:第一问考新定义,第二问考数位表示。做题时要看清每个小问究竟在问什么,不要被题目中的新名词带偏。

五、最后一问变成综合题,怎样找到突破口?

第 5 题新运算与分组最值

📝 题目

规定对于两个不相等的有理数 a、b,有:a ⊕ b = ( |a − b| + a + b ) / 2。

将 −10,−9,−8,…,7,8,9 这 20 个连续整数,任意分成 10 组,每组两个数。

求出每组的 a ⊕ b,再把 10 个结果相加,求这个和的最小值。

这道题比前面多了一层:不仅要理解新运算,还要思考怎样分组,才能让最后的和最小。

第一步:先把新运算化简。第 2 题已经得到规律 a ⊕ b = max(a, b),即每组结果就是这一组中较大的数。原题就转化成:把 20 个连续整数分成 10 组,使每组较大的数之和最小。

第二步:尝试合理分组。把相邻的整数配成一组:

🔍 一步步算

(−10,−9)、(−8,−7)、(−6,−5)、(−4,−3)、(−2,−1)、(0,1)、(2,3)、(4,5)、(6,7)、(8,9)

每组取较大的数,得到 −9,−7,−5,−3,−1,1,3,5,7,9,它们的和为 0。

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图 5:相邻两两配对,红圈是每组较大的数,相加正好为 0

这样已经找到一种分组,使总和等于 0。但题目问的是最小值,还要说明没有其他分组能得到更小的结果。

第三步:证明 0 就是最小值。

📐 为什么 0 是最小的

先讲一个直观道理:每个被取出的“较大数”,组里都得配一个比它更小的数。所以 10 个较大数,不可能都很小——第 1 个较大数至少要占到第 2 小的位置,第 2 个至少占到第 4 小的位置……依此类推。

把 20 个数从小到大记为 x₁ < x₂ < … < x₂₀(x₁ = −10,x₂ = −9,…,x₂₀ = 9),把 10 个结果从小到大记为 y₁ < y₂ < … < y₁₀。

第 i 个较大数 yᵢ 前面,至少要有 i 个较大数和它们各自同组的 i 个较小数,共 2i 个数,所以 yᵢ ≥ x₂ᵢ。

把 10 个不等式相加:y₁ + … + y₁₀ ≥ x₂ + x₄ + … + x₂₀,而 x₂ + x₄ + … + x₂₀ = −9 −7 −5 −3 −1 + 1 + 3 + 5 + 7 + 9 = 0。

所以任何分组的结果之和都不小于 0;而前面相邻配对恰好等于 0,因此最小值就是 0。

✅ 答案

最小值为 0。

💡 提醒

这道题真正的难点不是计算,而是从新定义中发现“取较大数”的规律,再把它转化成分组最值问题。对这类综合题,找到一个可行答案只是第一步,还要证明它确实是最小值。

写在最后:新定义题,按这 5 步练

看完这 5 道题,可以把新定义题的解题过程归纳为 5 步:

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图 6:新定义题的 5 步解题流程

① 读定义:先弄清新符号代表什么。

② 写算式:把文字条件转化成数学表达式。

③ 做计算:按定义代入,注意绝对值、正负号和数位。

④ 找规律:如果出现复杂运算或大量数字,尝试先化简、再归纳。

⑤ 验结论:如果题目要求最值或规律证明,不能只给出一个结果,还要说明为什么成立。

初一数学学到这里,孩子会慢慢遇到更多课本上没有直接出现过的符号和规则。

这并不意味着题目超出了孩子的能力。很多时候,题目只是换了一种表达方式,真正需要调用的,仍然是已经学过的知识。

所以,练习新定义题,不必一开始就追求做得多快、多难。先让孩子说清楚定义是什么意思,再把它写成式子,最后一步步往下推。

能把陌生的规则转化成熟悉的数学问题,才是新定义题真正要练的能力。

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