高中数学解题思想方法技巧:方程开门 欲擒故纵

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数学破题36
27方程开门欲擒故纵
●计名释义
数学,顾名思义,是关于数的科学.于是,数的运算和求值就成了数学的首要内容.数学的主干内容——函数、方程和不等式都是关于数的内容.
方程和函数是从两个不同的方向研究数的关系.从映射的角度看问题,函数研究的是“从数到象”而方程相反,研究的是“从象到数(原象).
方程解题步骤:1x.对数(原象x先作假设;2x.把这个“假”x放到函数(笼子)中去.(3x.按函数解析式的运算,列出一个等式——方程(笼子关闭).(4x,解这个方程,把x抓出来.
●典例示范
1求二项式(3x
1x
2展开式中的常数项.
分析这是数学运算中的“求值”问题,解决问题的工具是函数和方程式,为了设方程,先得找函数.
解答由二项展开式的通项公式Tr+1=Cna
r
nr
br
插语n为常数的条件下,这是一个关于r的函数式Tr=f(r续解由此得Tr+1=C10(3xTr+1为常数,只须
r
10r
1r4r==-1C10x
x
r
205r
6

205r
=0.6
4
插语按“函数值”满足的条件,转入方程.
续解解方程,得r=4.故所求的常数项为T5=(-14C10=210.
点评欲擒故纵是方程解题的基本策略.“欲擒”体现了列方程;“故纵”体现于将对象“放到”函数中去“入套”.
2求sin20°cos70°+sin10°sin50°的值.
解答x=sin20°cos70°+sin10°sin50°,构造与之对应的对偶式y=cos20°sin70°+cos10°cos50°,
x+y=sin20°cos70°+cos20°sin70°+(sin10°sin50°+cos10°cos50°
=sin90°+cos40°=1+cos40°①x-y=sin20°cos70°-cos20°sin70°)+(sin10°sin50°-cos10°cos50°
1
]②2
11
+②得x=,故sin20°cos70°+sin10°sin50°=.
44
=sin(20°-70°+cos(10°+50°=-cos40°-点评构造方程组,利用对偶方程组解决问题,是充分借助方程思想解题的方法之一.
3已知双曲线C1-a2x2+a2y2=a2(a>1,设该双曲线上支的顶点为A,且上支与直线y=-x


交于P点,一条以A为焦点,M(0,m为顶点,开口向下的抛物线通过点P.PM的斜率为k求实数a的取值范围.
解答由双曲线方程知A(0,1,则抛物线方程为x2=-4(m-1(y-m,由双曲线与直线相交解得点P的坐标为(-a,a,又因为点P在抛物线上,a2=-4(m-1(a-m①MP的斜率为k=
11k43
ma
,故m=ak+a.a
m=ak+a代入①得a2=-4(ak+a-1(-ak,
4ak2+4(a-1k-a=0②根据题意,方程②在区间[
11
]上有实根.43
1a
<02a
f(k=4ak2+4(a-1k-a,则其对称轴方程为k=
1f(012124
a4.∴实数a的取值范围为[,4.
77f(10
3
点评根据直线与圆锥曲线的位置关系,构造含参数的方程,转化为根的分布问题求解.4(Ⅰ)已知数列{cn},其中cn=2n+3n,且数列{cn+1-pcn}为等比数列,求常数p的值;(Ⅱ)设{an}{bn}是公比不相等的两个等比数列,cn=an+bn,求证:数列{cn}不是等比数列.解答(Ⅰ)由题意知c2-pc1c3-pc2c4-pc3成等比数列,
(c3-pc22=(c2-pc1(c4-pc3,展开整理得(c22-c1c3p2+(c1c4-c2c3p+c23-c2c4=0.c1=5c2=13c3=35c4=97代入上式得p2=-5p+6=0,解得p=2p=3.而当p=2,
cn2pcn1cpcn1
=3;p=3时,n2=2.均适合.
cn1pcncn1pcn
故满足条件的p的值为23.
(Ⅱ)假设数列{cn}是等比数列,则c22=c1c3,即(a2+b22=(a1+b1(a3+b3,(a1q+b1r2=(a1+b1(a1q2+b1r2,其中qr分别是{an}{bn}的公比.化简整理,得a1b1r2+a1b1q2-2a1b1qr=0,即(q-r2=0,解得q=r.
这与题设中两数列公比不相等矛盾,因此数列{cn}不是等比数列.点评这里选取等比数列的前三项,根据等比中项的意义列方程求出p的值,再验证一般情况.(问的反证法中,也是通过构建方程获证.
●对应训练
1.(2-x5=a0+a1x+a2x2+a3x3+a4x4+a5x5,则a1+a3+a5=.
x2y2
2.已知椭圆22=1(a>b>0A,B的椭圆上两点,线段AB的垂直平分线与x轴交于点P(x0,0,求证:
aba2b2a2b2
x0.
aa


3.{an}为等差数列,Sn为数列{an}的前n项和,已知S7=7S15=75Tn为数列
Sn
的前n项和,求Tn.n
●参考答案
1.分析本式为二项式展开式中的偶数项系数和,而不是偶数项二项式系数和,不能直接用二项式系数性质求解,但可用赋值法构造方程求解.
解:由于f(x=(2-x5=a0+a1x+a2x2+a3x3+a4x4+a5x5
x=1得:f(1=(2-15=a0+a1+a2+a3+a4+a5=1①x=-1f(-1=2-(-15=a0-a1+a2-a3+a4-a5=35②两式相加再除以2得:a1+a3+a5=-121.2.证明AB的中点为M,
AB的垂直平分线为ly=k(x-x0①由于lx轴相交,因此k0,故kAB=
1.k
b2kb21
kOM·=2,故kOM=2,
kaa
kb2kb2
OM所在直线方程为y=2x,代入①得2x=k(x-x0.
aa
因此所证的结论变为方程的解在椭圆内的取值范围问题.
a2
故由上述方程解得x=2x0.(x为点M的横坐标
ab2x2y2a2
但点M在椭圆22=1内部,即-a<2x<a,20
ababa2a2b2
解得-2<x0<.
aab2
点评用方程思想解决某些范围问题特别简单,容易找出问题的突破口.
3.设等差数列{an}的前n项和Sn=an2+bn.
27ab1,157a7b7,
S7=7S15=75,得2解得a=b=
2215a15b75,15ab5,
Sn=
S12515
nn.nn.
n2222
Sn
是首项为-2,公差为的等差数列.n129Tn=nn.44
∴数列


点评因为等差数列(公差不为0的前n项和公式是关于n的二次函数,因此可将等差数列的前n和直接设为Sn=an2+bn的形式,往往能达到化繁为简的目的.

本文来源:https://www.2haoxitong.net/k/doc/de249ce5a58da0116c17494f.html

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