第一篇:高一小班三角函數(shù)與換元法
高一數(shù)學(xué)三角函數(shù)與平面向量期末復(fù)習(xí)試題
一、選擇題(每小題4分,共40分)
1.設(shè)P(3,?6),Q(?5,2),R的縱坐標(biāo)為?9,且P、Q、R三點共線,則R點的橫坐標(biāo)為()A.?9 B.?6 C.9 D.6
?2PP2, 則P點坐標(biāo)為()2.己知P1(2,-1)、P2(0,5)且點P在P1P2的延長線上,PP1A.(-2,11)
B.(24,3)
C.(,3)
33D.(2,-7)3.下面給出四個命題:
① ② ③ ④ 對于實數(shù)m和向量a、b,恒有m(a?b)?ma?mb; 對于實數(shù)m、n和向量a,恒有(m?n)a?ma?na; 若ma?mb(m?R,m?0),則a?b;
若ma?na(a?0),則m?n.其中正確的命題個數(shù)是()
(A)(B)(C)(D)4 4.已知AB?3(e1?e2),CB?e1?e2,CD?e1?2e2,則下列關(guān)系一定成立的是()(A)A,B,C三點共線
(B)A,B,D三點共線
(C)A,C,D三點共線
(D)B,C,D三點共線
3且?是第三象限的角,則cos(??2?)的值是()54443A.?
B.
C.?
D.
55555.已知sin(???)?6.在△ABC中,已知2sinAcosB=sinC,則△ABC一定是()A.直角三角形 B.等腰三角形 C.等腰直角三角形
D.正三角形
7.設(shè)?、?、?∈R,且sin??sin??sin?,cos??cos??cos?,則???()
????
C.或?
D.
3336
3二、填空題(每小題4分,共16分)A.??
B.8.已知a?(2,1),b?(k,3),若(∥ 則k的___________________.(2a?b),a?2b)9.函數(shù)y?cos(?x??3)的增區(qū)間________________________。
sinα-2cosα10.若α滿足=2,則sinα·cosα的值等于______________________.sinα+3cosα
三、解答題(第15題10分,第16,17題各11分,第18題12分,)
11.已知x?????2??,?(1)求函數(shù)y?cosx的值域; ?33?(2)求函數(shù)y??3sin2x?4cosx?4的最大值和最小值.12.已知sin(??(1)求sin?
13.已知f(x)?2sin(x??4)?772,cos2??,2510?cos?的值;(2)求tan(??)的值.3??)cos(x?)?23cos2(x?)?3
222??(1)化簡f(x)的解析式;
(2)若0????,求?使函數(shù)f(x)為奇函數(shù);
(3)在(2)成立的條件下,求滿足f(x)?1,x????,??的x的集合.214。已知關(guān)于x的方程4x-2(m+1)x+m=0的兩個根恰好是一個直角三角形的兩個銳角的余弦,求實數(shù)m的值.15.已知在△ABC中,sinA(sinB+cosB)-sinC=0,sinB+cos2C=0,求角A、B、C的大小
17.(本小題滿分10分)
設(shè) a???1,1?,b??4,3?,c??5,?2?(Ⅰ)若a?tb//c,求實數(shù)t的值;(Ⅱ)求c在a方向上的射影
18.(本小題滿分12分)
已知向量a??sin?,?2?與b??1,cos??互相垂直,其中???0,(Ⅰ)求sin?和cos?的值;
(Ⅱ)若5cos??????35cos?,0???
19.(本小題滿分12分)在?ABC中,?B????????.2??2,求cos?的值.
?3(Ⅰ)求sinA?sinC的取值范圍;
(Ⅱ)若?A為銳角,求f?A?=sinA?cosA?2sinAcosA的最大值并求出此時角A的大小..20.(本小題滿分12分)
已知函數(shù)f(x)?sin?x?3cos?x?cos(兩條對稱軸之間的距離為2?2??x)(??0),且函數(shù)y?f(x)的圖象相鄰?.2(Ⅰ)求f?x?的對稱中心;
(Ⅱ)當(dāng)x??0,??時,求f?x?的單調(diào)增區(qū)間.
21.(本小題滿分12分)
3x3xxx?,sin),b?(cos,?sin),x?[0,] 22222(Ⅰ)用含x的式子表示a?b及a?b; 已知向量a?(cos(Ⅱ)求函數(shù)f?x??a?b?4a?b的值域;
(Ⅲ)設(shè)g?x??a?b?ta?b,若關(guān)于x的方程g?x??2?0有兩個不同的實數(shù)解,求實數(shù)t的取值范圍.
換元法
Ⅰ、再現(xiàn)性題組:
1.y=sinx·cosx+sinx+cosx的最大值是_________。
2.設(shè)f(x+1)=loga(4-x)(a>1),則f(x)的值域是_______________。3.已知數(shù)列{an}中,a1=-1,an?1·an=an?1-an,則數(shù)列通項an=___________。4.設(shè)實數(shù)x、y滿足x+2xy-1=0,則x+y的取值范圍是___________。2241?3?x5.方程=3的解是_______________。
1?3x6.不等式log2(2-1)·log2(2xx?1-2)〈2的解集是_______________。
27.設(shè)a>0,求f(x)=2a(sinx+cosx)-sinx·cosx-2a的最大值和最小值。
8.已知f(x)=lgx(x>0),則f(4)的值為_____。A.2lg2 B.1lg2 C.2lg2 D.2lg4 3339.函數(shù)y=(x+1)4+2的單調(diào)增區(qū)間是______。
A.[-2,+∞)B.[-1,+∞)D.(-∞,+∞)C.(-10.函數(shù)y=2x+x?1的值域是________________。3∞,-1]
第二篇:配方法與換元法
中考數(shù)學(xué)復(fù)習(xí)專題:配方法與換元法
一、配方法與換元法的特點:
把代數(shù)式通過湊配等手段,得到完全平方式,再運用完全平方式是非負(fù)數(shù)這一性質(zhì)達(dá)到增加問題的條件的目的,這種解題方法叫配方法.
配方法與換元法是初中數(shù)學(xué)中的重要方法,近幾年的中考題中常常涉及。有時題中指定用配方法或換元法求解,而更多的則是隱含在題目當(dāng)中,在分析題意的基礎(chǔ)上,由考生自己確定選用配方法或換元法,把代數(shù)式配成完全平方式的形式,利用完全平方式的特性去求解,以達(dá)到快速解題的目的,這是種快捷也是很有效的方法,在初中代數(shù)中,占有很重要的地位和份量。
換元法是數(shù)學(xué)中一個非常重要而且應(yīng)用十分廣泛的解題方法。我們通常把未知數(shù)或變數(shù)稱為元,所謂換元法,就是在一個比較復(fù)雜的數(shù)學(xué)式子中,用新的變元去代替原式的一個部分或改造原來的式子,使它簡化,使問題易于解決。
二、配方法與換元法的方法:
配方法與換元法主要依據(jù)完全平方公式,由公式a2±2ab+b2=(a±b)2可知,如果一個多項式能夠表達(dá)成“兩個數(shù)的平方和,加上或減去這兩個數(shù)的積的2倍,則這個多項式就可以寫成這兩個數(shù)的和或差的平方?!庇赏耆椒绞降男再|(zhì)可知,任何一個實數(shù)的平方都是非負(fù)數(shù),即(a-b)≥0,當(dāng)a=b時,(a-b)=0。利用這條性質(zhì),并可以解決很多與之有聯(lián)系的數(shù)學(xué)問題。
配方法解題的關(guān)鍵是恰當(dāng)?shù)摹皽惻洹?,?yīng)具有整體把握題設(shè)條件的能力,即善于將某項拆開又重新分配組合,得到完全平方式.而配方法一般有兩種形式,一是根據(jù)第一項和第二項的系數(shù)特點,確定第三項系數(shù)或常數(shù)項。如二次三項式4 x2+6x+k是完全平方式,試確定k值。這一類的問題只有一解。而更多的是由第一項和第三項的系數(shù)特點,確定第二項的系數(shù)。如二次三項式4x2+kxy+25 y2是完全平方式,試確定k值。這一類問題一定要考慮正、負(fù)值兩種情況,結(jié)果應(yīng)為兩解才為正確,這一點為不少考生所忽視,一定要考慮周到方可取得好成績。
三、例題精講:
熱身: 填空題:
1.將二次三項式x2+2x-2進(jìn)行配方,其結(jié)果為。
222.方程x+y+4x-2y+5=0的解是。
3.已知M=x2-8x+22,N=-x2+6x-3,則M、N的大小關(guān)系為。
4.用配方法把二次函數(shù)y=2x+3x+1寫成y=a(x+m)+k的形式。
5.設(shè)方程x2+2x-1=0的兩實根為x1,x2,則(x1-x2)2=。
6.已知方程x2-kx+k=0的兩根平方和為3,則k的值為。
7.若x、y為實數(shù),且x?22222y?3??3(2x?3),則y?
1x?1的值等于。
【例1】 分解因式:(1)a2b2-a2+4ab-b2+1 ;(2)(x2+2x+4)(x2+2x+6)-8
【例2】已知a,b∈R,則不等式①a+3>2a,②a+b≥2(a-b-1),③a+b>ab中一定成立的有_______. 2222
2【例3】已知:a、b為實數(shù),且a2+4b2-2a+4b+2=0,求4a2-b的值。
【例4】求證:不論m、n為任何實數(shù),關(guān)于x的一元二次方程mx2+(m+2n)x+2n=0總有兩個實數(shù)根。
【例5】(技巧題)甲、乙兩人同時從A到B,甲前一半路程用速度a,后一半路程用速度b;乙前一半時間用速度a,后一半時間用速度b,問哪個先到?
【例6】⑴已知M為△ABC的邊AB上的點,且AM+BM+CM=2AM+2BM+2CM-3,則
AC2+BC2=。⑵已知△ABC的三邊分別為a、b、c,且a2+b2+c2=ab+bc+ac,則△ABC的形狀為。
x?2x?
6x?2x
?
1【例7】、解方程:
【例8】已知:△ABC的兩邊AB、AC的長是關(guān)于x的一元二次方程
x?(2k?3)x?k
?3k?2?0的兩個實數(shù)根,第三邊BC的長為5.
(1)k為何值時,△ABC是以BC為斜邊的直角三角形?(2)k為何值時,△ABC是等腰三角形?并求△ABC的周長.
【例9】已知二次函數(shù)y =(k-1)x 2-2kx +k +2,(1)當(dāng)k為何值時,圖象的頂點在坐標(biāo)軸上?(2)當(dāng)k為何值時,圖象與x軸的兩交點間的距離為2 ?
【例10】某商人如果將進(jìn)貨單價為8元的商品按每件10元出售,每天可銷售100件,現(xiàn)在他采用提高出售價格,減少進(jìn)貨量的辦法增加利潤,已知這種商品每漲價一元,其銷售量將減少10件,問他將出售價定為多少元時,才能使每天所獲利潤最大?并且求出最大利潤是多少?
四、闖關(guān)奪冠:
1.已知x+y+4x-2y+5=0,則3x-2y 的值是。
2.已知M=x-8x+22,N=-x+6x-3,則M、N的大小關(guān)系為。
x?
1x?
3x?
2x的值為__________.
3、已知.則
4、把代數(shù)式a2+16加上一個單項式,使它能成為一個完全平方式,則所有符合條件的單項式是__________.
5.用配方法把二次函數(shù)y=2x2+3x+1寫成y=a(x+m)2+k的形式。6.設(shè)方程x+2x-1=0的兩實根為x1,x2,則(x1-x2)=。
7.將二次三項式x2+2x-2進(jìn)行配方,其結(jié)果為最小值為
8、(08上海中考)用換元法解分式方程2x-1/x-x/2x-1=2時,如果設(shè)2x-1/x=y,并將原方程化為關(guān)于y的整式方程,那么這個方程為_____________。
9.已知方程x2-kx+k=0的兩根平方和為3,則k的值為。10.代數(shù)式a2+5b2-4ab+2b+100的最小值為——————————。
x?
y?3??3(2x?3),則
y?
1x?1的值等于。
11.若x、y為實數(shù),且12、13、如果a、b、c為互不相等的實數(shù),且滿足關(guān)系式b?c?2a?16a?14與
bc?a?4a?5,那么a的取值范圍范圍是.
13、不論m、n為何值,代數(shù)式m2+n2-2m+4n+5的值總是()
A 非負(fù)數(shù)B 正數(shù)C 負(fù)數(shù)D 0
2x?x214、已知關(guān)于x的方程x?2ax?a?2a?2?0的兩個實數(shù)根滿足1=2,則a的值
2為()
A.-3B.-3,1C.3,-1D.1
15、已知一個四邊形ABCD的邊長分別為a、b、c、d,其中a、c為對邊,且a2+b2+c2+d2=2ac+2bd,則四邊形是()
A 任意四邊形;B 梯形;C平行四邊形;D 對角線互相垂直的四邊形;
16、對于分式1/x2-2x+m,不論x 取何實數(shù)都有意義,則m的取值范圍為()
Am≥1,Bm≤1,Cm>1,Dm<
117、若a、b、c是三角形的三邊長,則代數(shù)式a2 –2ab+b2 –c2的值()
A 大于零B 等于零C 小于零D 不能確定
18、若2x-kx+9是一個完全平方式,求k的值.19、已知:菱形的兩條對角線長之和為2,菱形的面積為2,求菱形的周長。
x
?
1x
?x?
1x
?4?020、解方程:(1)2x-6x+3=0(配方法)(2)
21、已知拋物線經(jīng)過點A(2,4)和點B(-1,-8),且在x軸上截得的線段長為3,求拋物線的解析式。
22、已知a=2008x+2004,b=2008x+2006,c=2008x+2008,求代數(shù)式a2+b2+c2-ac-bc-ca的值。
23、試判斷2005×2006×2007×2008+1是否是一個完全平方數(shù)。
222224、已知:△ABC的三這分別為a、b、c,且滿足等式3(a+b+c)=(a+b+c),試說明該三角形是等邊三角形。
25、已知x1、x2是關(guān)于x的方程x2-6x+k=0的兩個實數(shù)根,且x12x22-x1-x2=115,(1)求k的值;(2)求x12+x22+8的值.262(1)求m的取值范圍;
(2)若x12+ x22=10,求拋物線的解析式 ;
(3)設(shè)(2)中的拋物線與y軸于點C,在y軸上是否存在點P,使以P、0、B為頂點的三角形與△AOC相似?若存在,求出P點的坐標(biāo);若不存在,請說明理由.
27、觀察下列各式的特點,并回答下列問題:
(1)用>、=、<填空: 32+42————2×3×4,(-1)2+82————2×(-1)×8,(-3)+(-5)—————2×(-3)×(-5),(-6)+(-6)——————2×(-6)×(-6)(2)若a、b為實數(shù),則a2+b2、2ab的大小關(guān)系為a2+b2_______2ab,并證明其正確性。
28、已知二次函數(shù)圖象經(jīng)過A(-1,3).對稱軸為x=1,拋物線與x軸兩交點距離為4,求這個二次函數(shù)的解析式?
29.關(guān)于x的一元二次方程x+(k+1)x-k-3=0(1)求證:該方程一定有兩個不相等的實數(shù)根;(2)若該方程的一根為2,求另一根的值.
30、(06南通中考)已知A=a+2,B=a2-2a+5,C=a2+5a-19,其中a>0.
(1)求證:B-A>0,并指出A與B的大小關(guān)系;(2)指出A與C哪個大,并說明理由.
31、已知拋物線經(jīng)過點A(2,4)和點B(-1,-8),且在x軸上截得的線段長為3,求拋物線的解析式。
第三篇:不等式證明四(換元法)
Xupeisen110高中數(shù)學(xué)
教材:不等式證明四(換元法)
目的:增強學(xué)生“換元”思想,能較熟練地利用換元手段解決某些不等式證明問題。
過程:
一、提出課題:(換元法)
二、三角換元:
證一:證二:由x > 0 , y > 0,2x + y = 1,可設(shè)x?
則2sin?,2y?cos2? 1121????2(1?cot2?)?(1?tan2?)22xysin?cos?
?3?(2cot2??tan2?)?3?2
2例三:若x2?y2?1,求證:|x2?2xy?y2|?2
證:設(shè)x?rsin?,y?rcos?,(0?r?1),1則|x2?2xy?y2|?|r2cos2??2r2cos?sin??r2sin2?|
????r2|cos2??sin2?|?2r2cos?2????2r2?2 4??
例四:若x > 1,y > 1,求證:xy?1?(x?1)(y?1)
證:設(shè)x?sec2?,?y?sec2?,(0??,??)2?)2
小結(jié) 若x2?y2?1,則可令x = sec?, y = tan?(0???2?)。
?)。2
??若x?R,則可令x = tan?(????)。22若x≥1,則可令x = sec?(0???
三、代數(shù)換元:
例六:證明:若a > 0,則a2?11?2?a??2 2aa
1證:設(shè)x?a?,ay?a2?
21,(a?0,x?2,y?2)2a21??21?則x2?y2??a?a?2??2 ??????a??a??
x?y?a?11?a2?2?2?2(當(dāng)a = 1時取“=”)
aa
四、小結(jié):
五、作業(yè):
1.若a22. 若|a3. 若|x|4. 若a1 5. 6. 已知3
第四篇:怎樣用換元法證明不等式
怎樣用換元法證明不等式
陸世永
我們知道,無論在中學(xué),還是在大學(xué),不等式的證明都是一個難點。人們在證明不等式時創(chuàng)造了許多方法,其中有換元法。下面我們探索怎樣用換元法證明不等式。
所謂“換元法”就是根據(jù)不等式的結(jié)構(gòu)特征,選擇適當(dāng)?shù)淖兞看鷵Q,從而化繁為簡,或?qū)崿F(xiàn)某種轉(zhuǎn)化,以便證題。其換元的實質(zhì)是轉(zhuǎn)化,關(guān)鍵是構(gòu)造和設(shè)元,理論依據(jù)是等量代換,目的是變換研究對象,將問題移至新對象的知識背景中去研究,從而使非標(biāo)準(zhǔn)型問題標(biāo)準(zhǔn)化、復(fù)雜問題簡單化,變得容易處理。
一、利用對稱性換元,化繁為簡
例1設(shè)a,b,c?R?,求證:abc??b?c?a???c?a?b???a?b?c?.分析:經(jīng)過觀察,我們發(fā)現(xiàn),把a,b,c中的兩個互換,不等式不變,說明這是一個對稱不等式,如果我們令x?b?c?a,y?c?a?b,z?a?b?c,則原不等式可化為:
?x?y???y?z???z?x??8xyz.這是一個較簡單而且容易與已知不等式聯(lián)系的不等式,因而可以按上述換元證明不等式。
證明:令x?b?c?a,y?c?a?b,z?a?b?c,則
a?
?12?y?z?,b?12?x?z?,c?12?x?y?.?a,b,c?R,?當(dāng)xyz?0時,有
?x?y???y?z???z?x??8xyz;
當(dāng)xyz?0時,有x,y,z?R?(否則x,y,z中必有兩個不為正值,不妨設(shè)x?0, y?0,則c?0,這與c?0矛盾), 因此
yz?0,z?x?2zx?0, x?y?2xy?0,y?z?
2?x?y???y?z???z?x??8xyz,綜上所述,恒有
?x?y???y?z???z?x??8xyz,把x,y,z代入上式得:
abc??b?c?a???c?a?b???a?b?c?.例2設(shè)a,b,c?R,求證:
?a
?b?c
?a??
?b?c
?
??ab?bc?ca?
??
?a?b?c?2?a2
?b?c??ab?bc?ca?.?
分析:類似于例1,我們不難發(fā)現(xiàn),這也是一個對稱不等式,因此可考慮令
x?a?b?c,y?a?b?c,z?ab?bc?ca,則原不等式可化為2?y?z?z2?0.這是一個簡單的不等式,由已知條件可證該不等式,因此我們可按上述換元證明原不等式。
證明:令x?a?b?c,y?a2?b2?c2,z?ab?bc?ca,則
x
?y?2z,y?z?
??a?b?
??b?c???c?a?
??0,原不等式可化為:
yy?z
?
??
x
?y?z?2,將x2?y?2z,代入上式得:
yy?z
?
???y?2z???y?z?,?y?z??y2
?yz??y?2z??y?z??0,?
2?y?z?z?0,又由已知條件可知,2?y?z?z2?0成立,而上述過程可逆,因此原不等式成立。對于類似于例1與例2的對稱不等式,可以結(jié)合不等式的具體形式換元,簡化不等式的結(jié)構(gòu),使得不等式容易證明。
二、借助幾何圖形換元
例3已知a,b,c是?ABC三邊的長,求證:
ab?bc?ca?ab?bc?ca
.分析:(如圖)作?ABC的內(nèi)切圓,設(shè)D,E,F為切點,令x?BD,y?CD,z?AE,(其中x,y,z?R?
則原不等式可轉(zhuǎn)化為:
?y2????z?z????
?z2?
???x?x????
?x2?
??
?y?y??2x?2y?2z.??
利用重要不等式:a?b?2ab可證該不等式,因此可以通過上述換元證明原不等式。
證明:設(shè)D,E,F為切點,令x?BD,y?CD,z?AE,則原不等式可轉(zhuǎn)化為:
?y2?
????z?z???
?z2?
????x?x???
?x2?
???2x?2y?2z.???1? ?y?y???
又因為x,y,z?R?,則有
y
z
?z?2y,z
x
?x?2z,x
y
?y?2x,所以(1)式成立,因此原不等式成立。
從例3可以看出,在證明不等式時,我們可以根據(jù)題意結(jié)合幾何圖形進(jìn)行分析、換元,從而借助幾何圖形的性質(zhì)來證明不等式。
三、借助三角函數(shù)的性質(zhì)換元
例4已知:a?1,b?0,a?b?1,求證:0?
1???a?
a?
1??1???b??????1.a??b?
分析:由于a?1,b?0,a?b?1,并且不等式中有a,b,因此我們聯(lián)想三角函數(shù)的平方關(guān)系:sec2??tan2??1.經(jīng)過對比,發(fā)現(xiàn)a相當(dāng)于sec2?,b相當(dāng)于
tan?,因而可令:a?sec2?,b?tan2??0???
?
??
?
??
?.2?
證明:令a?sec2?,b?tan2??0???
1???a?
1??????a??
??
?, 則 2?
a?b?
1??? b?
sec??1tan??
1???
2sec?tan?sec?
?sin??1,可見原不等式成立。
例5若x2?y2?1,求證:x2?2xy?y2?
.分析:由x2?y2?1,知點?x,y?在圓x2?y2?1的內(nèi)部或邊界上,因此可以考慮變換:x?rsin?,y?rcos? ?0?r?1,0???2??.證明:設(shè)x?rsin?,y?rcos? ?0?r?1,0???2??, 則
x?2xy?y
?rcos2??sin2?
?
???2
2rcos?2???
4??2r?
?
2.從例4,例5可以看出,證明不等式時,我們可以結(jié)合已知條件或不等式的結(jié)構(gòu)與三角函數(shù)的性質(zhì)進(jìn)行分析,利用三角函數(shù)換元,從而借助三角函數(shù)的性質(zhì)來證明不等式。
四、借助均值不等式換元
例6n個正數(shù)x1,x2,?xn,它們的和是1,求證:
xn?1xn?1?xn
x1
x1?x2
?
x2
x2?x3
???
?
xn
xn?x1
?
.分析:就這個不等式而言,我們?nèi)菀紫氲骄挡坏仁?,但是直接用均值不?/p>
式卻難以證明這個不等式,因此我們把分子變?yōu)閮身?,可令x1?
x2?x3
xn?x1
n
x1?x2
?m1,x2?
?m2,?,xn?
?mn(其中?mi?0).i?1
證明:令x1?
n
x1?x2
?m1,x2?
x2?x3
?m2,?,xn?
xn?x1
?mn,則
?m
i?1
i
?0.x1
x1?x2
?
x2
x2?x3
???
xn?1xn?1?xn
?
xn
xn?x1
?1?
??x?x?m1n??2n??
xn?x1
?
?1?
??x?x?m21??21??
x1?x2
?
?1?
??x?x?m32??22??
x2?x3
???
?
x1?x2
?
x2?x3
4mn
???
xn?x1
??m1?m2???mn??
m1
x1?x2
?
m2
x2?x3
???
xn?x1
?
2?x1?x2???xn?
?,因而原不等式成立。
例6說明,在證明不等式時,可以從不等式的形式出發(fā),借助均值不等式進(jìn)行換元。
第五篇:數(shù)學(xué)換元法
換元法
解數(shù)學(xué)題時,把某個式子看成一個整體,用一個變量去代替它,從而使問題得到簡化,這叫換元法。換元的實質(zhì)是轉(zhuǎn)化,關(guān)鍵是構(gòu)造元和設(shè)元,理論依據(jù)是等量代換,目的是變換研究對象,將問題移至新對象的知識背景中去研究,從而使非標(biāo)準(zhǔn)型問題標(biāo)準(zhǔn)化、復(fù)雜問題簡單化,變得容易處理。
換元法又稱輔助元素法、變量代換法。通過引進(jìn)新的變量,可以把分散的條件聯(lián)系起來,隱含的條件顯露出來,或者把條件與結(jié)論聯(lián)系起來?;蛘咦?yōu)槭煜さ男问?,把?fù)雜的計算和推證簡化。
它可以化高次為低次、化分式為整式、化無理式為有理式、化超越式為代數(shù)式,在研究方程、不等式、函數(shù)、數(shù)列、三角等問題中有廣泛的應(yīng)用。
換元的方法有:局部換元、三角換元、均值換元等。局部換元又稱整體換元,是在已知或者未知中,某個代數(shù)式幾次出現(xiàn),而用一個字母來代替它從而簡化問題,當(dāng)然有時候要通過變形才能發(fā)現(xiàn)。例如解不等式:4 +2 -2≥0,先變形為設(shè)2 =t(t>0),而變?yōu)槭煜さ囊辉尾坏仁角蠼夂椭笖?shù)方程的問題。
三角換元,應(yīng)用于去根號,或者變換為三角形式易求時,主要利用已知代數(shù)式中與三角知識中有某點聯(lián)系進(jìn)行換元。如求函數(shù)y= + 的值域時,易發(fā)現(xiàn)x∈[0,1],設(shè)x=sin α,α∈[0, ],問題變成了熟悉的求三角函數(shù)值域。為什么會想到如此設(shè),其中主要應(yīng)該是發(fā)現(xiàn)值域的聯(lián)系,又有去根號的需要。如變量x、y適合條件x +y =r(r>0)時,則可作三角代換x=rcosθ、y=rsinθ化為三角問題。
均值換元,如遇到x+y=S形式時,設(shè)x= +t,y= -t等等。
我們使用換元法時,要遵循有利于運算、有利于標(biāo)準(zhǔn)化的原則,換元后要注重新變量范圍的選取,一定要使新變量范圍對應(yīng)于原變量的取值范圍,不能縮小也不能擴(kuò)大。如上幾例中的t>0和α∈[0, ]。
例:
1.y=sinx?cosx+sinx+cosx的最大值是_________。
2.設(shè)f(x +1)=log(4-x)(a>1),則f(x)的值域是_______________。
3.已知數(shù)列{a }中,a =-1,a ?a =a -a,則數(shù)列通項a =___________。
4.設(shè)實數(shù)x、y滿足x +2xy-1=0,則x+y的取值范圍是___________。
5.方程 =3的解是_______________。
6.不等式log(2 -1)?log(2 -2)〈2的解集是_______________。
【簡解】1小題:設(shè)sinx+cosx=t∈[- , ],則y= +t-,對稱軸t=-1,當(dāng)t=,y = + ;
2小題:設(shè)x +1=t(t≥1),則f(t)=log [-(t-1)+4],所以值域為(-∞,log 4]; 3小題:已知變形為 - =-1,設(shè)b =,則b =-1,b =-1+(n-1)(-1)=-n,所以a =- ;
4小題:設(shè)x+y=k,則x -2kx+1=0, △=4k -4≥0,所以k≥1或k≤-1;
5小題:設(shè)3 =y(tǒng),則3y +2y-1=0,解得y=,所以x=-1;
6小題:設(shè)log(2 -1)=y(tǒng),則y(y+1)<2,解得-2