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引人一个或几个新变量代替原式中某些量,使得原式中仅含有这些新变量,然后对新变量求出结果,再代回求出关于原变量的结果,这种解决问题的方法叫做换元法。换元法的基本思想是通过变量代替,代繁为简,化难为易,以实现从未知向已知转化,从而达到解题的目的。
引入参变量,作为揭示运动变化中变量间内在联系的媒介,使我们有可能对运动变化的过程作出定量刻画,消化问题难点,促使问题转化,达到简捷解决问题的目的。现举例如下:
一、在证明条件等式的中应用
例1已知实数x,y,z满足x=6-y,z2=xy-9,求证x=y
证明:令x=s+t,y=s-t,代入题设式,立即得s=3,z2=s2-t2-9,进一步推得s2+t2=0,因z,t均为实数,故z=t=0,故x=y=3
注:根据已知等式的结构特征,引入和差代换,使问题得到解决。以上证法,浅显简易。
二、在解不等式中的应用
例2解不等式
解:令:则
不等式化为:得:
取从而
若则
若则
注:求解对数,指数不等式,利用换元法可以达到化繁为简的目的。
三、在求最值(值域)中的应用
例3求函数y=x-1+的值域
解:y=x-1+2故可设,则x=2sin-1代入函数式得:
从而
故函数值域为
注:根据题目特点,引入三角代换,利用三角函数的有关性质,使问题变得简单。
四、在三角函数中的应用
例4已知sinα+sinβ=,sinα+sinβ=,求tg(α+β)的值。
解:由题设得
引入角参数θ,使则
且
注:引入“”,确定tg,从而获解,可谓匠心独运,别出心裁!
五、在求函数解析式中应用
例5将函数的图象绕原点逆时针旋转90°,求旋转后的图像表示的函数解析式。
解:设代入已知的函数式得
因为函数的图象绕原点逆时针旋转90°,于是,即,,
注:根据题目特点,恰当引入三角代换,利用图象的旋转性质,使问题解决。
六、在解析几何中的应用
例6椭圆方程为是椭圆的左、右顶点,p是椭圆上圆上任一点,引设与相交于,求点的轨迹方程。。
解:设点p的坐标为
则直线的方程为
直线的方程为
(1)×(2)消去得
即
注:在求点的轨迹时,往往引入参数(角参数、点参数、线段参数等)打破思维定势整体处理,化繁为简。
七、在确定的取值范围中的应用
例7设实数a,b,c满足
求a取值范围
解:令:则得
解关于的方程组,得:
在(2)式中,由得:解得1≤a≤9
∴a的以值范围是:1≤a≤9
注:本题通过换元法将问题转化为二元一次议程组,熔非负数性质于一炉,称得上珠联璧合,相得益彰!
引入参变量,作为揭示运动变化中变量间内在联系的媒介,使我们有可能对运动变化的过程作出定量刻画,消化问题难点,促使问题转化,达到简捷解决问题的目的。现举例如下:
一、在证明条件等式的中应用
例1已知实数x,y,z满足x=6-y,z2=xy-9,求证x=y
证明:令x=s+t,y=s-t,代入题设式,立即得s=3,z2=s2-t2-9,进一步推得s2+t2=0,因z,t均为实数,故z=t=0,故x=y=3
注:根据已知等式的结构特征,引入和差代换,使问题得到解决。以上证法,浅显简易。
二、在解不等式中的应用
例2解不等式
解:令:则
不等式化为:得:
取从而
若则
若则
注:求解对数,指数不等式,利用换元法可以达到化繁为简的目的。
三、在求最值(值域)中的应用
例3求函数y=x-1+的值域
解:y=x-1+2故可设,则x=2sin-1代入函数式得:
从而
故函数值域为
注:根据题目特点,引入三角代换,利用三角函数的有关性质,使问题变得简单。
四、在三角函数中的应用
例4已知sinα+sinβ=,sinα+sinβ=,求tg(α+β)的值。
解:由题设得
引入角参数θ,使则
且
注:引入“”,确定tg,从而获解,可谓匠心独运,别出心裁!
五、在求函数解析式中应用
例5将函数的图象绕原点逆时针旋转90°,求旋转后的图像表示的函数解析式。
解:设代入已知的函数式得
因为函数的图象绕原点逆时针旋转90°,于是,即,,
注:根据题目特点,恰当引入三角代换,利用图象的旋转性质,使问题解决。
六、在解析几何中的应用
例6椭圆方程为是椭圆的左、右顶点,p是椭圆上圆上任一点,引设与相交于,求点的轨迹方程。。
解:设点p的坐标为
则直线的方程为
直线的方程为
(1)×(2)消去得
即
注:在求点的轨迹时,往往引入参数(角参数、点参数、线段参数等)打破思维定势整体处理,化繁为简。
七、在确定的取值范围中的应用
例7设实数a,b,c满足
求a取值范围
解:令:则得
解关于的方程组,得:
在(2)式中,由得:解得1≤a≤9
∴a的以值范围是:1≤a≤9
注:本题通过换元法将问题转化为二元一次议程组,熔非负数性质于一炉,称得上珠联璧合,相得益彰!