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在数学学习中,如果我们能够在问题中善于观察,发现新奇,探索规律,就有利于培养我们的创新意识和解题能力.比如数字“1”,在不同章节的知识里它常有多种不同的表示结果,若对它进行挖掘及灵活运用,可以使很多问题巧妙、快速地得到解决.现举例说明如下:
一、 三角函数求值问题.
例1 计算1+tan75°1-tan75°的值.
分析:因为“tan45°=1” ,所以原式可看成是tan45°+tan75°1-tan45°tan75°,这样我们就可以运用两角和的正切公式,把原式化为tan(45°+75°),从而求出原式的值.
解:∵tan45°=1,
∴1+tan75°1-tan75°=tan45°+tan75°1-tan45°tan75°=
tan(45°+75°)=
tan120°=-3.
例2 已知tan=2,求4sin2α-3sinαcosα-5cos2α的值.
分析:注意到式子是二次齐次式,不妨把其看成分式,分母为1,将1变为sin2α+cos2α,便顺利求解.
解:原式=4sin2α-3sinαcosα-5cos2αsin2α+cos2α=
4tan2α-3tanα-5tan2α-1
=4×4-3×2-54+1=1.
二、 三角等式的证明或化简问题.
例3 求证:1+secα+tanα1+secα-tanα=1+sinαcosα.
分析:注意左边式子出现的函数名称,联想到“1=sec2α-tan2α”,将分子和分母中的“1”用“sec2-tan2α”代换就很容易证得结论.
证:左边=sec2α-tan2α+secα+tanα1+secα-tanα
=(secα+tanα)(secα-tanα)+secα+tanα1+secα-tanα
=(secα+tanα)(secα-tanα+1)1+secα-tanα
=secα+tanα
=1+sinαcosα=右边. ∴原等式成立.
例4 化简:1-cos4α-sin4α1-cos6α-sin6α.
分析:根据式子特点,将分子和分母中的“1”换成“sin2α+cos2α”,便能顺利求解了.
解:原式=(cos2α+sin2α)2-cos4α-sin4α
(cos2α+sin2α)3-cos6α-sin6α=
2cos2αsin2α3cos2αsin2α(cos2α+sin2α)=23.
三、 求最值问题.
例5 已知a,b∈R+且2a+b=1. 求1a+1b的最小值.
分析:题中已知条件有“2a+b=1” ,可将所求式子“1a+1b”中的“1”用“2a+b”
代换,再使用均值不等式即可求解.
解:∵2a+b=1,且a,b∈R+. ∴1a+1b=2a+ba+2a+bb=3+ba+2ab≧3+22. 当且仅当ba=2ab且2a+b=1时,即a=1-22,b=2-1时,等号成立.
因此1a+1b的最小值为3+22.
四、 不等式的证明问题.
例6 已知a,b∈(0,+∞)且a+b=1, 求证:a+12+b+12 ≦2.
分析:利用性质“1乘以任何数得它本身” ,便可巧妙得证.
解:∵a+12=a+12·1≤
a+12+12=a+322.
同理b+12≤b+322.
∴a+12+b+12≤a+b+32=2.
五、 其他方面.
例7 复数2i的平方根为( )
A. 1+i
B. 1- i
C. 1±iD. ±(1+i )
分析:由2i=1+2i-1=1+2i+i2=(1+i)2.得2i的平方根为±(1+i ).故选D.
例8 化简:C23+C24+C25+C26+…+C22003.
分析:观察式子特点联想到组合数公式Ckn+Ck+1n=Ck+1n+1.由此想到添加一项C33,再减去“1”即可.
解:原式=C33+C23+C24+C25+Cc26+…+C22003-1
=C34+C24+C25+C26+…+C22003-1
=…=C32003+C22003-1
=C32004-1
从以上各例不难看出,巧妙代换是有一定技巧和创造性的,渗透着猜想、探索等重要的数学方法.在有些题中利用巧妙代换解题可从中欣赏数学之美,感受解题的乐趣,有一种“春雨断桥人不渡,小舟撑出柳荫来”之美妙感觉.更重要的是可开拓思维,启迪智慧,并对培养创新精神大有裨益.
一、 三角函数求值问题.
例1 计算1+tan75°1-tan75°的值.
分析:因为“tan45°=1” ,所以原式可看成是tan45°+tan75°1-tan45°tan75°,这样我们就可以运用两角和的正切公式,把原式化为tan(45°+75°),从而求出原式的值.
解:∵tan45°=1,
∴1+tan75°1-tan75°=tan45°+tan75°1-tan45°tan75°=
tan(45°+75°)=
tan120°=-3.
例2 已知tan=2,求4sin2α-3sinαcosα-5cos2α的值.
分析:注意到式子是二次齐次式,不妨把其看成分式,分母为1,将1变为sin2α+cos2α,便顺利求解.
解:原式=4sin2α-3sinαcosα-5cos2αsin2α+cos2α=
4tan2α-3tanα-5tan2α-1
=4×4-3×2-54+1=1.
二、 三角等式的证明或化简问题.
例3 求证:1+secα+tanα1+secα-tanα=1+sinαcosα.
分析:注意左边式子出现的函数名称,联想到“1=sec2α-tan2α”,将分子和分母中的“1”用“sec2-tan2α”代换就很容易证得结论.
证:左边=sec2α-tan2α+secα+tanα1+secα-tanα
=(secα+tanα)(secα-tanα)+secα+tanα1+secα-tanα
=(secα+tanα)(secα-tanα+1)1+secα-tanα
=secα+tanα
=1+sinαcosα=右边. ∴原等式成立.
例4 化简:1-cos4α-sin4α1-cos6α-sin6α.
分析:根据式子特点,将分子和分母中的“1”换成“sin2α+cos2α”,便能顺利求解了.
解:原式=(cos2α+sin2α)2-cos4α-sin4α
(cos2α+sin2α)3-cos6α-sin6α=
2cos2αsin2α3cos2αsin2α(cos2α+sin2α)=23.
三、 求最值问题.
例5 已知a,b∈R+且2a+b=1. 求1a+1b的最小值.
分析:题中已知条件有“2a+b=1” ,可将所求式子“1a+1b”中的“1”用“2a+b”
代换,再使用均值不等式即可求解.
解:∵2a+b=1,且a,b∈R+. ∴1a+1b=2a+ba+2a+bb=3+ba+2ab≧3+22. 当且仅当ba=2ab且2a+b=1时,即a=1-22,b=2-1时,等号成立.
因此1a+1b的最小值为3+22.
四、 不等式的证明问题.
例6 已知a,b∈(0,+∞)且a+b=1, 求证:a+12+b+12 ≦2.
分析:利用性质“1乘以任何数得它本身” ,便可巧妙得证.
解:∵a+12=a+12·1≤
a+12+12=a+322.
同理b+12≤b+322.
∴a+12+b+12≤a+b+32=2.
五、 其他方面.
例7 复数2i的平方根为( )
A. 1+i
B. 1- i
C. 1±iD. ±(1+i )
分析:由2i=1+2i-1=1+2i+i2=(1+i)2.得2i的平方根为±(1+i ).故选D.
例8 化简:C23+C24+C25+C26+…+C22003.
分析:观察式子特点联想到组合数公式Ckn+Ck+1n=Ck+1n+1.由此想到添加一项C33,再减去“1”即可.
解:原式=C33+C23+C24+C25+Cc26+…+C22003-1
=C34+C24+C25+C26+…+C22003-1
=…=C32003+C22003-1
=C32004-1
从以上各例不难看出,巧妙代换是有一定技巧和创造性的,渗透着猜想、探索等重要的数学方法.在有些题中利用巧妙代换解题可从中欣赏数学之美,感受解题的乐趣,有一种“春雨断桥人不渡,小舟撑出柳荫来”之美妙感觉.更重要的是可开拓思维,启迪智慧,并对培养创新精神大有裨益.