构造方程十一法

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  摘要:方程是重要的解题工具,利用构造方程解决有关问题,可简化过程,一种好的方法会使你的解题事半功倍,通过多角度思考问题的训练,提高运用方程的能力,培养思维的灵活性。
  关键词:巧构方程;促使转化;思想方法;创新思维。
  一元二次方程在初中数学中占据举足轻重的地位,是应用广泛的数学解题工具,它在代数变形、解不等式、几何等中随处可现它的身影。某些数学问题,若挖掘其内在的联系,抓住题目的结构特点,巧妙地构造符合条件的一元二次方程,再进行解(证)题,显得尤为简捷,也容易理解。现介绍几种方法,仅供参考。
  方法1,逆用根的定义
  当题目中含有或能变形为x12+mx1+n=0,x22+mx2+n=0,可逆用根的定义构造以x1、x2为两根的一元二次方程x2+mx+n=0,再进行解(证)题。
  例1:已知:a2+2a-1=0,b4-2b2-1=0,且1-ab2≠0,求:()2013的值。
  解:由条件知a≠0
  ∴已知可变形为
  又1-ab2≠0
  ∴≠b2
  依据方程根的定义,可知、b2是方程:x2-2x-1=0的两个根
  ∴+b2=2, ·b2=-1
  故待求式=[(b2+)+·b2]2013 = (2-1)2013 = 1
  点评 逆用方程根的定义,巧妙地构造方程求解,显得清爽、明快。
  方法2.逆用求根公式
  当题目中含有或能变形为的式子,可逆用求根公式构造一
  元二次方程ax2+bx+c=0,再进行解(证)题。
  例2,已知a=
  求:()3—()2+a·()+2013的值
  直接代入,参与计算的数较大,显然不实际,由于出现,从形式上自然想到求根公式,故可逆用求根公式构造一元二次方程,再求解将大大简化运算过程。
  解:设x=,则它是方程x2-x+a=0的一个根。
  ∴ 待求式= x3-x2+ax+2013
  = x(x2-x+a)+2013
  = x·0+2013
  =2013
  点评 此题解法“绝妙”,体现了“方程思想”在解题中的奇妙功效。
  方法3.逆用根的判别式
  当题目中含有或能变形为“b2-4ac”的式子,可逆用根的判别式构造一元二次方程ax2+bx+c=0,再进行解(证)题。
  例3(全国初中数学联赛题)已知(b-c)2=(a-b)(c-a),且a≠0,则=________ 。
  解:由已知得(b-c)2-4(a-b)(c-a)=0
  当a≠b时,视(b-c)2-4(a-b)(c-a)为方程(a-b)2+(b-c)x+(c-a)=0的根的判别式。
  又,(b-c)2-4(a-b)(c-a)=0,故两根相等。
  而(a-b)+(b-c)+(c-a)=0
  ∴1是方程的一个根,∴x1=x2=1
  ∴1×1= ∴b+c=2a
  故=2
  当a=b时,由已知得b=c,∴a=b=c
  ∴=2
  综合上述 =2
  方法4 逆用根与系数间关系
  当题目中含有或能变形为x1+x2=m,x1·x2=n的式子,可逆用根与系数间关系构造一元二次方程x2-mx+n=0,再进行解(证)题。
  例4(吉林竞赛题)已知:设实数a、b、c满足a2-bc-8a+7=0…① b2+c2+bc-6a+6=0…②
  求证:1≤a≤9
  为了出现“数对”由①变形为bc=a2-8a+7②配方整理为(b+c)2-bc-6a+6=0,从而可得b+c=±(a-1),再逆用根与系数间关系构造方程,从而方程必有实根,故判别式△≥0,问题顺利解决。
  证明:由①得bc=a2-8a+7……③
  由②得(b+c)2-bc-6a+6=0……④
  ③代入④得b+c=±(a-1)
  ∴b、c是方程x2±(a-1)x+(a2-8a+7)=0的两个根。又a、b、c为实数。   ∴判别式△=[±(a-1)]2-4(a2-8a+7)≥0
  ∴a2-10a+9≤0,故1≤a≤9
  点评 本题关键是如何由“相等关系”向“不等关系”转化,由已知不难求得b+c与b-c的值,我们不失时机的逆用根与系数间关系构造方程,此方程必有实根,故△≥0,从而由相等关系“逼”出了不等关系,问题得证。
  方法5 利用共轭根
  当题目中含有或能变形为x=a+(x=a-)的式子,依据共轭根可构造以x1= a+,x2= a-为两根的一元二次方程x2-2ax+a2-b=0,再进行解(证)题。
  例5(全国初中赛题)已知:x=4-
  求分式的值
  若将x的值代入待求式,运算量较大,也易出错,由于x=4-,故可依据共轭根构造方程,再求职,会化繁为简。
  解:∵x=4-
  ∴x1=4-, x2=4+是方程x2-8x+13=0的两个根。
  ∴待求式===5
  方法6 利用函数式法
  函数式本身就是关于自变量的方程,当题目中含有或能转化为函数式,可构造以自变量为未知数的方程,再进行解(证)题。
  例6 求:函数y=x+2的最值
  解 :∵y=x+2
  ∴(2)2=(y-x)2
  整理,得3x2+2yx+36-y2=0,∵x为实数 ∴ △=(2y)2-4×3(36-y2)≥0
  ∴y2≥54 ∴ -3≤y≤3
  故y的最大值3是,最小值是-3
  点评 此法显得简捷,清新。
  数学教育家波利亚说过“掌握数学就是意味着善于解题,而善于解题就是讲究解题方法与技巧,一种好的方法会使你的解题事半功倍”。
  对某些数学问题,从不同的角度,用不同的思维方式,实施同一目标“一元二次方程,” 再进行求解,可使解“证”题过程简捷、清新、明快。一种解题方法技巧的学习不要墨守成规,照搬照抄,而宜灵活运用,择善而从。
  一种解题方法的学会不是目的,而是通过这种训练让学生养成多角度思考问题的习惯,开拓学生对一元二次方程的认识,提高运用“方程”这一重要数学工具的基本能力,培养学生思维的灵活性和创新精神。
  参考文献:
  [1]郭兴甫.数学教学辅导[M].2005,(9).
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