☉江蘇省盱眙中學(xué) 杜加強(qiáng)
轉(zhuǎn)化有等價(jià)轉(zhuǎn)化與不等價(jià)轉(zhuǎn)化.等價(jià)轉(zhuǎn)化要求轉(zhuǎn)化過(guò)程的前因與后果既是充分的,又是必要的,以保證轉(zhuǎn)化后所得的結(jié)果為原題的結(jié)果;不等價(jià)轉(zhuǎn)化其過(guò)程則是充分或必要的,這樣的轉(zhuǎn)化能給人帶來(lái)思維的閃光點(diǎn),找到解決問(wèn)題的突破口.不等價(jià)轉(zhuǎn)化要對(duì)所得結(jié)論進(jìn)行必要的修正(如解無(wú)理方程轉(zhuǎn)化為解有理方程,要進(jìn)行驗(yàn)根).
解題時(shí)往往從考查新問(wèn)題的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)入手,橫向回想與之形似的某些熟知情境及處理方法,或縱向聯(lián)想類似解決過(guò)的問(wèn)題及解決方式,這樣,就能很快找到解決問(wèn)題的突破口.
評(píng)析:通過(guò)變形、變量代換等方法,把已知式轉(zhuǎn)化為同學(xué)們比較熟悉的an+1=pan+q型的一階遞推數(shù)列問(wèn)題,通過(guò)構(gòu)造等比數(shù)列等一系列化歸手段,把非等比數(shù)列問(wèn)題轉(zhuǎn)化成等比數(shù)列問(wèn)題.只有熟悉一些常見的解題方法,熟悉教材,才能處理好陌生向熟悉轉(zhuǎn)化的關(guān)系.
將等式與不等式對(duì)應(yīng)等價(jià)轉(zhuǎn)化,是轉(zhuǎn)化數(shù)學(xué)問(wèn)題的常用和有效手段.
例2 若正數(shù)a、b滿足ab=a+b+3,則ab的取值范圍是______.
三個(gè)一元二次(函數(shù)、方程、不等式)綜合問(wèn)題,是中學(xué)數(shù)學(xué)中重要問(wèn)題,它具有令人矚目的地位.尤其是以一元二次方程形式出現(xiàn)的不等式證明問(wèn)題,既是高考的熱點(diǎn)題型,又是頗難解決的數(shù)學(xué)綜合題.這類問(wèn)題若能抓住三個(gè)一元二次之間的內(nèi)在聯(lián)系,利用一元二次函數(shù)的特有性質(zhì),在紛繁的困惑中求得簡(jiǎn)捷的突破.
例3設(shè)二次函數(shù)f(x)=ax2+bx+c(a>0),方程f(x)-x=0的兩個(gè)根
證明:由x1、x2是方程f(x)-x=0的兩個(gè)根,得f(x)-x=a(x-x1)·(x-x2).
當(dāng)0<x<x1時(shí),由a>0,得a(x-x1)(x-x2)>0,則x<f(x);
又x1-f(x)=x1-x-a(x-x1)(x-x2)=(x1-x)[1+a(x-x2)].
所以有x<f(x)<x1成立.
有些數(shù)學(xué)問(wèn)題,如果直接從正面入手求解,難度大,致使解題思路受阻,但此時(shí)考慮問(wèn)題的反面,則可使問(wèn)題獲解.
例4y=f(x)在它的定義域內(nèi)是增函數(shù).
(1)證明y=f-1(x)在其定義域內(nèi)也是增函數(shù);
(2)若f(x)=f-1(x),證明:f(x)=x.
證明:設(shè)函數(shù)f(x)的定義域?yàn)锳,值域?yàn)锽,則其反函數(shù)f-1(x)的定義域?yàn)锽,值域?yàn)锳.
(1)任取x1∈B,x2∈B,且x1<x2,假設(shè)f-1(x1)<f-1(x2)不成立,則應(yīng)有f-1(x1)≥f-1(x2).
又f-1(x1)∈A,f-1(x2)∈A,從而f(x)在A上是增函數(shù),所以f[f-1(x1)]≥f[f-1(x2)],即x1≥x2,這與所設(shè)x1<x2矛盾.
故假設(shè)不成立,所以f-1(x1)是增函數(shù).
(2)假設(shè)f(x)≠x,則在f(x)的定義域內(nèi)存在x0,使f(x0)≠x0,不妨設(shè)f(x0)>x0.記f(x0)=x1,則x1>x0,且f-1(x1)=x0.因?yàn)閒-1(x)=f(x),所以f(x1)=x0.又因?yàn)閒(x)為增函數(shù),所以由x1>x0,得f(x1)>f(x0),即x0>f(x0),與假設(shè)矛盾.故f(x)=x成立.
有些數(shù)學(xué)題中的常量具有特殊性,常常暗示著某種巧妙的解題思路,并有尋求解題途徑的導(dǎo)向功能,如能充分挖掘,巧妙轉(zhuǎn)化,可以簡(jiǎn)化運(yùn)算,優(yōu)化解題過(guò)程.
通過(guò)分析構(gòu)造一個(gè)與原命題相關(guān)的新命題,將原命題結(jié)構(gòu)從形式上轉(zhuǎn)化,這樣使比較難解的原命題轉(zhuǎn)化為較易解決的新命題,通過(guò)對(duì)新命題的研究達(dá)到解決原命題的目的.