“算兩次”是一種基本的數(shù)學(xué)方法,其思想就是把同一個(gè)量從兩個(gè)不同角度計(jì)算“兩次”,進(jìn)而建立等量關(guān)系.單墫教授將“算兩次”法的解題形式其比喻成“三步舞曲”,即從兩個(gè)方面考慮一個(gè)適當(dāng)量,“一方面…,另一方面…,綜合起來(lái)可得…”.“算兩次”法蘊(yùn)含了化歸轉(zhuǎn)化和方程思想的運(yùn)用,在數(shù)學(xué)問(wèn)題的諸多方面都有廣泛的應(yīng)用.下面從幾個(gè)方面舉例說(shuō)明“算兩次”法在數(shù)學(xué)解題中的應(yīng)用.
例1 (2022屆陜西省咸陽(yáng)市二模理11)已知a∈(e,+∞),則函數(shù)f(x)=alnx+ax-xex的零點(diǎn)個(gè)數(shù)為().
A.0 B.1 C.2 D.3
點(diǎn)評(píng):利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的性質(zhì)確定兩個(gè)函數(shù)g(x)和h(x)的凸凹性,由兩個(gè)函數(shù)的圖象在點(diǎn)P(x0,y0)處有公切線時(shí)應(yīng)用“算兩次”法列方程求得a=e,然后當(dāng)a>e時(shí),由h(x)的圖象在公切線附近向上伸展,從而根據(jù)兩函數(shù)的凸凹性確定出函數(shù)f(x)必有兩零點(diǎn).
例2 (2023屆湖北省七市州3月聯(lián)考18)設(shè)數(shù)列an的前n數(shù)項(xiàng)和為Sn,已知a1=1,2nan-2Sn=n2-n,n∈N*.
(1)求證:數(shù)列{an}是等差數(shù)列;
點(diǎn)評(píng):(2)在求解Rn的過(guò)程中,應(yīng)用“算兩次”法兩次運(yùn)用錯(cuò)位相減法求解的.
例3 (2018年高考江蘇卷13)在△ABC中,角A,B,C所對(duì)的邊分別為a,b,c,∠ABC=120°,∠ABC的平分線交AC于點(diǎn)D,且BD=1,則4a+c的最小值為.
點(diǎn)評(píng):利用內(nèi)角平分線的性質(zhì),把一個(gè)大三角形面積和分割為兩個(gè)小三角形面積之和這兩個(gè)角度應(yīng)用“算兩次”法得到a、c的關(guān)系后,通過(guò)進(jìn)行1的代換利用均值不等式求解.
例4 (2020年全國(guó)Ⅲ卷理15)已知圓錐的底面半徑為1,母線長(zhǎng)為3,則該圓錐內(nèi)半徑最大的球的體積為.
點(diǎn)評(píng):本題通過(guò)作出軸截面,把空間圖形問(wèn)題轉(zhuǎn)化為平面圖形問(wèn)題,然后應(yīng)用“算兩次”法分別表示S△ABC后,建立等量關(guān)系求解.
點(diǎn)評(píng):根據(jù)條件作出輔助線,然后應(yīng)用“算兩次”法求出比例式后得出為的角平分線和為的角平分線,最后結(jié)合平面幾何知識(shí)推導(dǎo)證明的.