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巧妙转化提升解题效率

2018-04-09夏仁权

考试周刊 2017年104期
关键词:构造转化数形结合

摘要:转化思想是高中数学中极为重要的一种思想方法,转化思想的精髓在于将复杂的、难以解决的问题转化为简单的、具体的问题,将问题一层一层的抽丝剥茧,通过问题的现象发现问题的本质,既能快速地解决问题,还能锻炼学生的思维能力。

关键词:转化;构造;数形结合

数学问题的解决离不开转化的思想,对于一些复杂的难题,就更离不开转化思想的铺垫。通过巧妙的转化,可以充分利用题目中的已知条件,以创新的思维方式去思考问题,从而采用创新的方法去解决问题,培养学生的发散性思维。

一、 善用韦达定理,巧求两点距离

对于解析几何中求两点之间距离的问题,直接求点的坐标往往会比较麻烦。如果能够得到相关的方程,通过韦达定理,将问题进行转化,换一种思路表示出两点之间的距离,可以达到事半功倍的效果。

例1现有抛物线y=12px2(p>0)和定点F,F的坐标为0,p2,过定点F引倾角αα≠π2的直线,直线与抛物线相交于M、N,求出M、N之间的距离。

解析:将过定点F的直线方程设为:x=0+t*cosα,y=p2+t*sinα(t为参数),将所设的直线参数方程代入抛物线方程y=12px2(p>0),可得:p2+tsinα=12p(tcosα)2,化简即为t2cos2α-t2psinα-p2=0,根据韦达定理可得:t1+t2=2p

sinαcos2α,t1t2=-p2cos2α。根据t的几何意义,|MN|=|MF|+

|FN|=|t2-t1|=(t2-t1)2=(t2+t1)2-4t2t1=2p*sec2α。

点拨:本题中通过运用韦达定理,将两点之间的距离问题进行了巧妙的转化,不但准确地得出了结果,还节省了宝贵的时间,大大提高了解题效率,是一种非常好的方法。

二、 巧妙构造,化不等式为数列

构造思想在数学问题的转化中占有重要地位,对于一些难以解决的问题,采用构造思想,可以将原本复杂的问题进行转化。例如对含有n的不等式证明问题,采用构造数列的方法,可以巧妙地化复杂为简单,从而将不等式问题转化为数列问题,更有利于解决问题。

例2证明不等式1n+1+1n+2+…13n+1>1(n∈N*)。

解析:构造数列:an=1n+1+1n+2+…+13n+1,那么an+1-an=13n+4+13n+3+13n+2-1n+1=13n+4+13n+2-23n+3=2(3n+2)(3n+3)(3n+4)>0,所以數列{an}是递增数列,又a1=12+13+14=1312>1,所以an>1(n∈N*),所以原不等式得证。

点拨:本题中采用构造数列的方法巧妙地解决了不等式证明问题,通过新构造出的数列,巧妙地判断出该数列是递增数列,从而证明不等式。通过构造数列可以事半功倍的解决问题,提高解题效率。

三、 数形结合,突破实根问题

对于方程的实根个数问题,并不需要求出具体的实根,如果能够结合函数的图像,将原本纯粹的函数问题进行转化,巧妙地运用函数的图像与实根个数之间的关系,运用数形结合的思想,采用创新的方法来解决问题。

例3已知函数f(x)=|lnx|,g(x)=0,0

|x2-4|-2,x>1,那么对于方程|f(x)+g(x)|=1的实根个数为。

解析:设h(x)=f(x)+g(x)=-lnx,0

-x2+2+lnx,1

x2-6+lnx,x>2,将问题进行转化,方程|f(x)+g(x)|=1的实根个数即为函数h(x)与函数y=1与函数y=-1的交点,利用相关的导数知识可以画出h(x)的图像,通过所作的图像,可以直观地看出h(x)与y=1和y=-1共有4个交点,所以方程|f(x)+g(x)|=1的实根个数为4个。

点拨:本题的难点在于转化思想的运用,要想到将函数问题与其图像相结合。接着严格按照函数的定义域,按部就班地画出每一段的图像,得出具体图像之后,原本复杂的问题自然就迎刃而解了。

综上所述,转化思想存在于高中数学中的方方面面,无论是平面解析几何问题、不等式问题或是函数问题,它们的解决都离不开转化思想,转化思想是高中数学知识之间相互联系的纽带,通过转化思想可以将这些知识紧密地联系起来,从而事半功倍的解决问题。

作者简介:夏仁权,云南省曲靖市,云南省富源县胜境中学。

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