2008年全國(guó)初中數(shù)學(xué)聯(lián)賽有這樣一題:
已知實(shí)數(shù)x,y滿(mǎn)足(x-x2-2008)(y-y2-2008)=2008,則3x2-2y2+3x-3y-2007的值為( ) A.-2008 B.2008 C.-1 D.1
1 背景分析
此題是第31屆西班牙數(shù)學(xué)競(jìng)賽題的推廣,原題是:
若(x2+1+x)(y2+1+y)=1,則x+y=0.
推廣上式可以得到:
結(jié)論1 若(x2+k2+x)(y2+k2+y)=k2,則x+y=0.
結(jié)論2 若(x-x2-k2)(y-y2-k2)=k2,則x=y.
2008年全國(guó)初中數(shù)學(xué)聯(lián)賽題是結(jié)論2的特例. 在[1]文中筆者證明了:
結(jié)論3 若(x2+1+y)(y2+1+x)=1,則x+y=0.
結(jié)論3是對(duì)西班牙競(jìng)賽題的推廣,下面我們繼續(xù)給出結(jié)論3的推廣.
推論1 設(shè)x,y∈R,m,n為非零常數(shù)且mn>0,若
(x2+m2+mny)(y2+n2+nmx)=mn,則|n|x+|m|y=0.
證明 因?yàn)閙≠0,n≠0,mn>0,所以mn=|m|?|n|,nm=nm=|n||m|,mn=mn=|m||n|.
所以命題2的條件變?yōu)閤|m|2+1+y|n|
y|n|2+1+x|m|=1,由命題1知,x|m|+y|n|=0. 即|n|x+|m|y=0.
推論2 若(x-y2-k2)(y-x2-k2)=k2,則x=y.
證明 令y2-k2=m,x2-k2=n,則y2-k2=m2,x2-k2=n2,x=n所給式子等價(jià)于(n2+k2-m)(m2+k2-n)=k2,
由命題1知-m+(-n)=0,即m+n=0. 所以y2-k2+x2-k2=0,y2-k2=x2-k所以x2=y2. 于是推論2等價(jià)于若(x-x2-k2)(y-y2-k2)=k2,則x=y. 此故推論2成立.
3 拓展
把結(jié)論3中的等式拓展為不等式得到:
命題2 已知(x+y2+1)(y+x2+1)≥1,則有x+y≥0.
ザ最后一式為《數(shù)學(xué)通報(bào)》問(wèn)題1673[2],故所證成立.
完全類(lèi)似的可以得到:
命題3 已知(x2+1+y)(y2+1+x)≤1,則x+y≤0.
為了推廣命題2和命題3,先證明下面的引理.
引理 若(x2+k2+x)(y2+k2+y)≥k2,則x+y≥0.
證明 由已知有x2+k2+x≥y2+k2-y,y2+k2+y≥x2+k2-x,
上述兩式相加得到x+y≥0.
命題4 若(x2+k2+y)(y2+k2+x)≥k2,則x+y≥0.
證明 令s1=x2+k2+x,s2=y2+k2+y,則
ビ梢理知x+y≥0. 故命題4成立.
推論3 若(x2+k2+y)(y2+k2-x)≥k2,則y≥x.
證明 在命題3中作變換x→-x則推論3顯然成立.
推論4 若(x2+k2-y)(y2+k2+x)≥k2,則y≤x.
推論5 繼續(xù)研究可以得到:
命題5 設(shè)x,y∈R,m,n為非零常數(shù)且mn>0,若
(x2+m2+mny)(y2+n2+nmx)≥mn,則|n|x+|m|y≥0.
證明 因?yàn)閙≠0,n≠0,mn>0,所以mn=|m|?|n|,nm=nm=|n||m|,mn=mn=|m||n|,
所以命題5的條件變?yōu)閤|m|2+1+y|n|
由命題2知,x|m|+y|n|≥0,即|n|x+|m|y≥0.
完全類(lèi)似的,有
命題7 設(shè)x,y∈R,m,n為非零常數(shù)且mn>0,若
仿推論3,4可以得到類(lèi)似的一些推論,此略,留給讀者自己去思考.
げ慰嘉南
ぃ1] 鄒守文. 數(shù)學(xué)奧林匹克初中訓(xùn)練題(15)[J].中等數(shù)學(xué),2008,(1).
ぃ2] 齊行超. 數(shù)學(xué)問(wèn)題1673[J].數(shù)學(xué)通報(bào),2007,(5).
ぃ3] 符立平. 一道賽題變式的簡(jiǎn)解[J].數(shù)學(xué)通訊,2008,(10).
ぃ4] 張必平. 一道西班牙競(jìng)賽題的奇異變式[J].數(shù)學(xué)通訊,2007,(20).
ぃ5] 王善鑫. 一道西班牙賽題變式問(wèn)題的另解與探究[J].數(shù)學(xué)通訊,2008,(9).
作者簡(jiǎn)介:鄒守文,男,中教一級(jí). 主要從事不等式的研究,發(fā)表關(guān)于不等式研究以及競(jìng)賽不等式研究方面的論文40多篇. 同時(shí),還進(jìn)行中學(xué)數(shù)學(xué)解題思想方法技巧的研究,參編《中學(xué)數(shù)學(xué)解題思想方法技巧》一書(shū),平時(shí)進(jìn)行競(jìng)賽數(shù)學(xué)和中考的研究,參編《2009陜西中考復(fù)習(xí)全程攻略》一書(shū). 發(fā)表論文100多篇.