葉其基
摘 要:高中數(shù)學(xué)教材中,許多題目的解答離不開“1”的身影,“1”就像孫悟空會七十二變,靈活掌握這些“1”的變化,給我們解題帶來極大的方便,本文就從指對函數(shù),三角函數(shù),不等式,二項(xiàng)式定理四個方面來尋找“1”的七十二變。
關(guān)鍵詞:高中數(shù)學(xué);“1”;指對函數(shù);三角函數(shù);不等式;二項(xiàng)式定理
一、指對函數(shù)中“1”的妙用
在指數(shù)函數(shù)和對數(shù)函數(shù)中,“1”在解決比較大小,過定點(diǎn)等題目中起到一個十分巧妙的作用。用上了“1”這個橋梁,許多問題就會迎刃而解。
例1(必修一p57)比較的大小
解:因?yàn)?? 所以
方法小結(jié):因?yàn)?.7和0.9不相等,所以這兩個函數(shù)的大小不能直接利用單調(diào)性來判斷大小,故要找到一個橋梁,把這兩個值連接起來,通過這個橋梁“1”分別和這兩個數(shù)分別比較大小,然后確定這兩個函數(shù)值的大小。這里利用了“”這個變化。
例2(必修一p82)比較 的大小
解:因?yàn)?? 所以>
方法小結(jié):這兩個對數(shù)不是同底,故也是不能用單調(diào)性來解決,這個時候用上了“”這個變化,順利地把這兩個函數(shù)值的大小比較出來。
例3函數(shù)的圖像恒過定點(diǎn)p,點(diǎn)p的坐標(biāo)為
解:令 x-3=0,這時x=3,則,故函數(shù)的圖像過定點(diǎn)(3,3),即點(diǎn) P的坐標(biāo)為(3,3)
方法小結(jié):指數(shù)函數(shù)的圖像過定點(diǎn)(0,1),據(jù)此可解決形如的函數(shù)圖像過定點(diǎn)問題,即令,函數(shù)圖像過定點(diǎn),這里就要抓住這個變化。
例4.函數(shù)的圖像恒過定點(diǎn)
解:令x+3=1,這時x=-2,則,故函數(shù)的圖像恒過定點(diǎn)(-2,-1)
方法小結(jié):對數(shù)函數(shù)的圖像恒過點(diǎn)(1,0),據(jù)此可解決形如的函數(shù)過定點(diǎn)問題,即令x+c=1,即x=1-c,得y=b,函數(shù)圖像過定點(diǎn)(1-c,b),這里就要抓住這個變化。
二、三角函數(shù)中“1”的變化
在三角函數(shù)中,“1”也是一個多面手,常見的變化是同角三角函數(shù)在的平方關(guān)系和tan45°=1,這些變化對我們解決相關(guān)的問題是很關(guān)鍵的。
例5.(必修四 p69)已知tanα=3,計(jì)算sinαcosα
解:原式====
方法小結(jié):在三角函數(shù)當(dāng)中經(jīng)常要用上,但是題目往往不會直接給出,要像例5那樣要無中生有,利用“”的性質(zhì),變出個“1”來。所以在解題的時候一定要找準(zhǔn)方法,留意這個“1”的妙用。
例6.(必修四p130)計(jì)算
解: =
方法小結(jié):在正切函數(shù)當(dāng)中往往隱藏著tan45°=1這個條件,許多時候用上了“1”這個變化在求解中馬上就可以把非特殊值的角度算成特殊值的角度,從而達(dá)到解題的目的。
三、“1”在基本不等式中的靈活變化
例7.(選修4-5p35)設(shè),,求證:
證明:因?yàn)?所以=(a+b)() = ≥ =4
當(dāng)且僅當(dāng)時,即時,等號成立。
方法小結(jié):在不等式證明或者求最值的時候,需要我們來創(chuàng)造這個條件“”。這里“1”的這個變化就能給我們創(chuàng)造“定值”,但是有些題目中并沒有直接給出“1”,我們就要把“1”變出來或者挖掘題目當(dāng)中隱含的“1”出來,所以在解題中我們一定要多留意題目中數(shù)據(jù)的特點(diǎn),多積累一些常用的變化,這給我們解題會帶來意想不到的效果。
四、不等式證明中“1”的代換。
例8(選修4-5p22)已知是正數(shù),求證:,當(dāng)且僅當(dāng)時,等號成立。
證明:將兩邊不等式相除,得
根據(jù)要證的不等式的特點(diǎn)(交換的位置,不等式不變),不妨設(shè)>0,于是 所以 ?當(dāng)且僅當(dāng)時,等號成立,故
方法小結(jié):在不等式證明中一般用“作差比較法”和“作商比較法”,其中一個“作商比較法”往往就是要借助“1”的代換來證明證明一些比較復(fù)雜的不等式證明題.即:當(dāng)時,
五、“1”在二項(xiàng)式定理中的妙用
例9(選修2-3p40)用二項(xiàng)式定理證明5555+9能被8整除
證明:因?yàn)?555+9=(56-1)55+9=
由于各項(xiàng)都含有因數(shù)8,故能被8整除,即5555+9能被8整除
方法小結(jié):面對一些高次方的多項(xiàng)式整除問題,我們就可以考慮把這個高次方的數(shù)變成一個數(shù)與“1”的運(yùn)算,即:,從而變成二項(xiàng)式定理的應(yīng)用,通過二項(xiàng)式定理的展開運(yùn)算來達(dá)到我們解題的目的。
高中數(shù)學(xué)教材中“1”的七十二變在解題中起著許多神奇的作用,借助“1”的變化來達(dá)到“化難為易,化繁為簡”的目的,重視“1”的靈活運(yùn)用,會找到解題的“1”想不到的方法,會起到“1”點(diǎn)通的妙效。當(dāng)然,“1”在教材中還有許多變化,需要我們在平時的教學(xué)當(dāng)中不斷總結(jié)和歸納。
參考文獻(xiàn):
[1]普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書數(shù)學(xué)必修1 4 [M].北京.人民教育出版社