紧扣“条件”、定位“目标”合理转化与化归
2014年1月06日 16:19 作者:曹卫民紧扣“条件”、定位“目标”合理转化与化归
曹卫民
(海门中学,江苏 南通 226100)摘 要:“转化与化归”思想是处理数学问题的一种基本策略.转化和化归就是对给定的已知条件换一个方式、角度、观点加以考虑,在数学问题研究中,把要解决的问题通过合理的转化,化归为一类已经解决或比较容易解决的问题,从而使问题得到圆满解决的思维方法。
关键词:转化与化归;条件;目标
中图分类号:G633 文献标识码:A 文章编号:转化的基本策略就是要关注解决问题的目标,才保证转化后的结论对解决问题更有效。紧扣“条件”、定位“目标”,往往能使问题轻松获解,兹举数例说明。
例1.已知 的三边 和面积 满足关系式 且 ,则 面积最大值 .
分析:本题条件共有两个,面积 与边 的等量关系及 的和为定值,目标是确定 的面积的最大值。由于 为定值,根据基本不等式可知 有最大值,于是选择面积公式 ,那么角 应该是确定的,进一步推测可知条件 是用来确定角 ,尽可能将条件转化为和角 有关即可。
解:由 得 (1) 又由余弦定理 (2),由(1) (2)可得 ,不难解得 ,而 即 当且仅当 取等号,所以
例2. 已知可导函数 的导函数 满足 ,则当 时, 和 ( 是自然对数的底数)大小关系为 .
(法一)分析:从条件入手,由函数 的任意性,可选择特殊函数且满足 即可。
解:令 ,此时 即可得到
(法二)分析:此题也可从目标入手,比较 不难发现可将 变形成 ,即比较 与 ,化归成对偶式 , ,于是构造函数
解:令 ,所以
所以 为 上的增函数,而 ,因此 ,即可得到答案。
例3.已知 是定义在 上的不恒为零的函数,且对于任意 满足 ,若 , ,( ),求数列 的前 项和 .
分析:从条件看它是一个抽象函数形的数列问题,似乎转化的目标不是非常清晰,那么我们可以研究最终的目标,它是要求数列的和,于是只要求得通项即可对数列进行求和。即求 ,通过条件 ,转化为求 ,于是根据抽象函数 所满足的方程 ,
得 =
于是推出 为定值,即可判定 为等差数列
解:令 又
所以 ,也即 是以 公差 等差数列,故 ,因此 ,即
不难判断 为等比数列,所以
例4.设二次函数 ,方程 的两个根 满足 .当 时,求证:
分析:从条件来看,是一个二次函数,二次方程的零点和根的形式,要证明的是二次不等式组,本题中选择二次函数的合理形式对解决该题起着至关重要的作用,条件和结论中均与根有关,故选择二次函数的零点式令 ,这样就不难解决。
解:因为方程 的两个根 ,令
由 且 ,故 ,而
又 ,易得
因此
由 而 ,从而 ,结论得证。
例5.如图,在平面直角坐标系 中,椭圆 的左、右焦点分别为 , .已知 和 都在椭圆上,其中 为椭圆的离心率.
(1)求椭圆的方程;(2)设 是椭圆上位于 轴上方的两点,且直线 与直线 平行, 与 交于点P.求证: 是定值.解析:(1)易求得 (2)目标是证明 是定值,可从以下角度进行化归。
分析:从特殊位置入手,由 // ,当 轴, 轴时,可以求得 , 进而可以求得 ,考虑到 是定点,可以判断点P的轨迹是以 为焦点的椭圆,下面即可探求P的轨迹方程。不妨设 由于 // ,
∴ 于是 ,化简得:
①又 : ②, : ③,
联立①②③可得 ④
设 : 代入 得 ,又 , 同理,
将点 的坐标代入④得 ,消去参数 得: ,由椭圆的定义可得 为定值。
在数学问题的实施转化时,常遵循熟悉化、简单化、直观化、标准化的原则,即把遇到的问题,根据条件和目标可能的联系,通过合理转化变成我们比较熟悉的问题来处理;或者将较为繁琐、复杂的问题,转化成比较简单的问题,结合条件与目标进行数学问题的转化,有如顺水推舟,层层渗透以便高效快速解决问题。