馮會奇
摘要:許多數(shù)學(xué)問題都有一定難度,解決他們往往需要一定的技巧.為了在有限的時間內(nèi)快速而準確地解決數(shù)學(xué)題,我們就必須采取一些方法與技巧.這就要求我們在平時的學(xué)習(xí)過程中細心觀察、認真積累一些經(jīng)驗與方法。本文以舉例的形式重點介紹了在中職數(shù)學(xué)三角函數(shù)、不等式以及數(shù)列解題中的應(yīng)用。
關(guān)鍵詞:變形技巧;中職數(shù)學(xué);三角函數(shù);不等式;數(shù)列
中圖分類號:G6718文獻標識碼:B文章編號:1672-1578(2016)04-0280-01
變形是數(shù)學(xué)解題活動中最基本而又常用的方法,它既靈活又多變,一個公式,一個法則,它的表述形式是多種多樣的。變形是為了達到某種目的或需要而采取的一種手段,是化歸、轉(zhuǎn)化和聯(lián)想的準備階段,它屬于技能性的知識,當然存在著技巧和方法,也就需要人們在學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的實踐中反復(fù)操練才能把握,乃至靈活應(yīng)用。在數(shù)學(xué)解題中,為了完成論證、求值、化簡等的任務(wù),常要對某些式子進行恒等變形,但是恒等變形又無一定之規(guī),一個式子往往有多種可能的變形方向,因題而異,技巧性非常強。掌握并靈活應(yīng)用這些技巧,在解題時往往能化繁為簡、游刃有余。
1.三角函數(shù)中變形的應(yīng)用
三角函數(shù)是初等函數(shù)的重要組成部分,它與初等代數(shù)、初等幾何的關(guān)系十分密切。特別是三角函數(shù)的求值問題,而三角函數(shù)求值的關(guān)鍵是合理地進行三角恒等式的變形,其基本思路是"三看",即一看角、二看函數(shù)名稱、三看結(jié)構(gòu)特征。除此之外,我們還常常應(yīng)用代數(shù)的技巧和構(gòu)造法,為三角恒等變形創(chuàng)造條件。
例1.已知y=sinA+√3cosA,求該函數(shù)的最大值和最小值。
分析:首先利用三角形的恒等變形,先進性函數(shù)化簡,在進行求解。
解:y=2(12sinA+32cosA)=2(sinAcos60°+cosAsin60°)=2sin(A+60°),所以本函數(shù)的最大值為2,最小值為-2。
點評:本題實際利用三角恒等式形如asinA+bcosA(其中a,b為非零實數(shù))的三角函數(shù)式化歸為同名同角三角函數(shù)式的方法。
例2.試求cos210°+cos250°-sin40°sin80°的值。
分析:由于cos2A+sin2A=1,con2A-sin2A=cos2A,所以我們可以通過構(gòu)造對偶式,以減少三角變換的難度。再觀察所求三角函數(shù)式,不難發(fā)現(xiàn)它與余弦定理非常相似,所以我們還可以通過構(gòu)造三角形,使問題得到整體的解決。
方法一:設(shè)x= cos210°+cos250°-sin40°sin80°,y= sin210°+sin250°-cos40°cos80°,則x+y=2-cos40°,x-y=cos20°+cos100°+cos120°=2cos60°cos40°-12=cos40°-12,兩式相加,得2x=32,即x=34,所以cos210°+cos250°-sin40°sin80°=34。
方法二:原式=sin280°+sin240°-2sin40°sin80°*cos60°,構(gòu)造△ABC,使角A=80°,角B=40°,角C=60°,外接圓直徑2R=1,由正弦定理得a=sin80°,b=sin40°,c=sin60°;由余弦定理得c2=a2+b2-2abcos60°,所以sin280°+sin240°-sin80°sin40°=34,故cos210°+cos250°-sin40°sin80°=34。
點評:這里通過構(gòu)造對偶式和三角形來求三角函數(shù)式的值是一種較高的變形技巧。
2.不等式解題中變式的應(yīng)用
不等式作為數(shù)學(xué)的重要內(nèi)容,對學(xué)習(xí)者的邏輯推理要求較高,解這類題時經(jīng)常用到變式。
例3.已知a﹥b﹥c,求證1a-b+1b-c ≥4a-c。
分析:通過觀察可發(fā)現(xiàn)a-c可以變形為a-b+b-c,即式子a-c中加了0。(-b+b=0)。則再利用不等式的性質(zhì)可方便解決這道題。
證明:因為a﹥b﹥c,所以a-b﹥0,b-c﹥0,所以(a-c)(1a-b+1b-c)=[(a-b)+(b-c)]( 1a-b+1b-c) ≥a-bb-c*21a-b*1b- c=4,又因為a-c﹥0,所以 1a-b+1b-c ≥4a-c。
點評:不等式的證明中常見的變形技巧主要包括拆項、配項,添項、湊項、除項、分離、平方、換元、放縮、引參等,在解題時,當不能明確地看出是否可以應(yīng)用基本不等式時,如果合理地應(yīng)用變形技巧,可以快速簡捷進行巧解,進而取得事半功倍之效。
3.在數(shù)列解題中變形的應(yīng)用
數(shù)列問題是中職數(shù)學(xué)的重要知識點。求和問題一直是數(shù)列研究的重要方向。對于復(fù)雜數(shù)列往往習(xí)慣采用對通項公式變形,將其變?yōu)槭煜さ臄?shù)列的求和問題。常用的變形方法有公式法、倒序相加法、錯位相減法、分組求和法、裂項相消法。
3.1公式法:①等差數(shù)列求和公式;②等比數(shù)列求和公式。如:等比數(shù)列{an}的前n項和Sn=2n-1,則a21+a22+a23+…+a2n=____。
2.倒序相加法。若和式中到首尾距離相等的兩項和有其共性或數(shù)列的通項與組合數(shù)相關(guān)聯(lián),則常可考慮選用倒序相加法,發(fā)揮其共性的作用求和(這也是等差數(shù)列前n和公式的推導(dǎo)方法)如:sin21°+sin22°+sin23°+…+sin288°+sin289°的值。
3.3錯位相減法:如果數(shù)列的通項是由一個等差數(shù)列的通項與一個等比數(shù)列的通項相乘構(gòu)成,那么常選用錯位相減法(這也是等比數(shù)列前n和公式的推導(dǎo)方法)如:求和:Sn=1+3x+5x2+7x3+…+(2n-1)xn-1。
3.4分組求和法。在直接運用公式法求和有困難時,常將"和式"中"同類項"先合并在一起,再運用公式法求和。如:求和:Sn=-1+3-5+7+…+(-1)n(2n-1)。
3.5裂項相消法:如果數(shù)列的通項可"分裂成兩項差"的形式,且相鄰項分裂后相關(guān)聯(lián),那么常選用裂項相消法求和。如:求和:11×4+14×7+…+13n-2×(3n+1)=____。
總之,變形在數(shù)學(xué)解題中的運用時很常見的,有鑒于題型的千變?nèi)f化,變形的方法也因題不同。但筆者相信只要勤于練習(xí),勤于思考,就能找到其中的規(guī)律。
參考文獻:
[1]王燁.淺談變形技巧在中職數(shù)學(xué)中的應(yīng)用[J].數(shù)理化解題研究,2016(03).