摘要:本文給出了三個數(shù)學問題的直接、簡潔的證明,有利于學生學習掌握相關知識.
關鍵詞:三角題;高考試題;權方和不等式;數(shù)學奧林匹克
■問題一一道三角題的簡證
題目:已知α,β∈0,■,且sin(α+β)=sin2α+sin2β,求證: α+β=■.
浙江大學出版社出版的《奧數(shù)講義(高一年級下)》一書中結(jié)合三角函數(shù)單調(diào)性用反證法對此問題加以證明,侯典峰在《中學數(shù)學》上發(fā)表的《一道三角題的直接證明》一文中給出了此問題的一個直接證明,但其證明過程較為煩瑣,不易為高中生理解和掌握.本文給出一個簡單的證明.
證明:由sin2α+sin2β=sin(α+β)=sinαcosβ+cosαsinβ,整理得
sinα(sinα-cosβ)=sinβ(cosα-sinβ)
又因α,β∈0,■,下面我們討論:
?。?)如果sinα≥cosβ=sin■-β,即α≥■-β,α+β≥■,那么cosα≥sinβ=cos■-β,于是α≤■-β,α+β≤■,所以有α+β=■.
?。?)如果sinα≤cosβ=sin■-β,即α≤■-β,α+β≤■,那么cosα≤sinβ=cos■-β,于是α≥■-β,α+β≥■,所以有α+β=■.
綜上所述,α+β=■.
■問題二一道高考試題的簡解
何壽龍在《數(shù)學通訊》上發(fā)表的《對一道高考試題的探究》一文中討論了2009年遼寧省高考卷理科第12題:若x1滿足2x+2x=5,x2滿足2x+2log2(x-1)=5,則x1+x2等于()
A. ■ B. 3 C. ■ D. 4
文中給出了三種解法,但其技巧性較強,不易為高中生所理解和掌握. 本文給出該題的簡證.
由題意, x1滿足2x+2x=5得x1+2x1-1=■,于是x1-1=log2■-x■.(1)
x2滿足2x+2log2(x-1)=5得
x2+log2(x2-1)=■. (2)
?。?)和(2)式左右兩端分別相加,整理得x1+x2=■+log2■-x■-log2(x2-1)=■+log2■.?搖?搖?搖?搖 (3)
?、僭冢?)中若■=1,即x1+x2=■,又log2■=log21=0,
此時(3)式恰好成立.
?、谠冢?)中若■>1,即x1+x2<■,又log2■>log21=0,所以■+log2■>■,此時(3)式不成立.
?、弁碓冢?)中若■<1,即x1+x2>■,又log2■
■問題三2011年西班牙數(shù)學奧林匹克競賽試題的簡證
題為:已知a,b,c>0,證明:
■+■+■+■≥■.
證明:由權方和不等式可得
■+■+■=■+■+■≥■=■+1,
所以■+■+■+■≥■+■+1=■■+■+■+1≥■+1=■,即證.