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观察题目的结构特征,对已有知识、方法、技能等进行联想、回忆,从中选取解题所需要的素材,经过加工整理,以便找到突破口,进而寻找思路进行解题.这是数学解题的一种重要思维方法.
1.观察数式特征,联想概念,探究解题
例1设f(x)=4x[]4x+2,求和式f11001+f21001+…+f10001001的值.
分析观察代数式的数字特征: 11001+10001001=1,21001+9991001=1,…,5001001+5011001=1.从而启发联想,寻求解题思路: f(x)=4x[]4x+2有何结构特点?
因为f(x)+f(1-x)=4x[]4x+2+41-x[]41-x+2=4x[]4x+2+4[]4+2·4x=4x[]4x+2+2[]4x+2=1,
所以,据此可发现“自变量之和为1的二次函数值之和也为1”这一特点.
故原式=f11001+f(10001001)+f21001+f9991001+…+ f5001001+f5011001=1+1+…+1500个=500.
2.观察外形特征,联想性质,转换解题
例2求函数y=x2-12x+72+x2+36的最小值及此时x的值.
分析观察外形,原式可变为(6-x)2+62+x2+62,因此联想复数模并转换用模的性质|Z1|+|Z2|≥|Z1+Z2| 解题.
这样,y=x2-12x+72+x2+36=(6-x)2+62+x2+62.
设Z1=(6-x)+6i,Z2 =x+6i,则y=|Z1|+|Z2| ≥|Z1+Z2|=|6+12i|=65,
故ymin =65,当等号成立时必须6-x=x,从而x=3.
3.观察等式特征,联想公式,对比解题
例3求征:若对常数m和任意的x,f(x+m)=1+f(x)[]1-f(x)成立,则 f(x)是周期函数.
分析 细观等式f(x+m)=1+f(x)[]1-f(x),联想我们熟知的三角函数正切公式tanx+π4=1+tanx[]1-tanx,而tanx的周期是π,恰为π4的4倍,这样联想到f(x)是以4m为周期的函数,故得如下证法.
证明∵f(x+2m)=f\[(x+m)+m\]=1+f(x+m)1-f(x+m)=…=-1f(x),
∴f(x+4m)=f\[(x+2m)+2m\]=-1f(x+2m)=-1[]f(x)=f(x).
故f(x)是以4m为周期的周期函数.
4.观察结构特征,联想意义,数形解题
例4求函数y=x2-2x+2+x2-10x+34的最小值.
分析观察函数关系式的结构特征,将式子变形为(x-1)2+12+(x-5)2+32.联想其几何意义,将问题转换为:在x 轴上求一点使到A(1,1)和B(5,3)的距离之和为最小.
解(如图)作点A关于x 轴的对称点A1(1,-1),
连接A1B,则A1B与x 轴交于C(2,0),那么AC+BC=A1B,
显然C就是所求的点,故
ymin=(2-1)2+12+(2-5)2+32=42.
5.观察信息特征,联想反面,逆向解题
例5抛物线y=( k-2)x2-4kx+2k-6与x轴有两个交点,其中至少有一个在x轴负半轴上,求实数k的取值范围.
分析从题目的已知条件“抛物线与x轴有两个交点”获得信息,应有
k-2≠0,
16k2-4(k-2)(2k-6)>0,这是前提条件.又由“至少有一个交点在x轴负半轴上” 获得信息,它包括:(1)两个交点均在x轴负半轴上;(2)一个交点在x轴负半轴上.这样后面情形需要分类讨论,分别求出k的范围,再取其并集,显然运算量较大.事实上,我们只要细观题目所提供的信息特征,从而“一反常态”,联想到它的反面,进而从反面入手,求其补集,便可大大优化解题程序.
解已知“抛物线与x轴有两个交点”,故必须:k-2≠0,
16k2-4(k-2)(2k-6)>0),
解得k≠2,
k>1或k<-6,
即k<-6,或12.(1)
再从反面出发,由“两交点都不在x轴负半轴上”,得
4kk-2>0,
2k-6k-2≥0,
解得k<0或k>2,
k<2或k≥3,即k<0,或k≥3.
从而满足“至少有一个交点在x轴负半轴上”的k的范围是:0≤k<3.(2)
最后,由(1)(2)求交集,得满足题意的k的范围是:0
1.观察数式特征,联想概念,探究解题
例1设f(x)=4x[]4x+2,求和式f11001+f21001+…+f10001001的值.
分析观察代数式的数字特征: 11001+10001001=1,21001+9991001=1,…,5001001+5011001=1.从而启发联想,寻求解题思路: f(x)=4x[]4x+2有何结构特点?
因为f(x)+f(1-x)=4x[]4x+2+41-x[]41-x+2=4x[]4x+2+4[]4+2·4x=4x[]4x+2+2[]4x+2=1,
所以,据此可发现“自变量之和为1的二次函数值之和也为1”这一特点.
故原式=f11001+f(10001001)+f21001+f9991001+…+ f5001001+f5011001=1+1+…+1500个=500.
2.观察外形特征,联想性质,转换解题
例2求函数y=x2-12x+72+x2+36的最小值及此时x的值.
分析观察外形,原式可变为(6-x)2+62+x2+62,因此联想复数模并转换用模的性质|Z1|+|Z2|≥|Z1+Z2| 解题.
这样,y=x2-12x+72+x2+36=(6-x)2+62+x2+62.
设Z1=(6-x)+6i,Z2 =x+6i,则y=|Z1|+|Z2| ≥|Z1+Z2|=|6+12i|=65,
故ymin =65,当等号成立时必须6-x=x,从而x=3.
3.观察等式特征,联想公式,对比解题
例3求征:若对常数m和任意的x,f(x+m)=1+f(x)[]1-f(x)成立,则 f(x)是周期函数.
分析 细观等式f(x+m)=1+f(x)[]1-f(x),联想我们熟知的三角函数正切公式tanx+π4=1+tanx[]1-tanx,而tanx的周期是π,恰为π4的4倍,这样联想到f(x)是以4m为周期的函数,故得如下证法.
证明∵f(x+2m)=f\[(x+m)+m\]=1+f(x+m)1-f(x+m)=…=-1f(x),
∴f(x+4m)=f\[(x+2m)+2m\]=-1f(x+2m)=-1[]f(x)=f(x).
故f(x)是以4m为周期的周期函数.
4.观察结构特征,联想意义,数形解题
例4求函数y=x2-2x+2+x2-10x+34的最小值.
分析观察函数关系式的结构特征,将式子变形为(x-1)2+12+(x-5)2+32.联想其几何意义,将问题转换为:在x 轴上求一点使到A(1,1)和B(5,3)的距离之和为最小.
解(如图)作点A关于x 轴的对称点A1(1,-1),
连接A1B,则A1B与x 轴交于C(2,0),那么AC+BC=A1B,
显然C就是所求的点,故
ymin=(2-1)2+12+(2-5)2+32=42.
5.观察信息特征,联想反面,逆向解题
例5抛物线y=( k-2)x2-4kx+2k-6与x轴有两个交点,其中至少有一个在x轴负半轴上,求实数k的取值范围.
分析从题目的已知条件“抛物线与x轴有两个交点”获得信息,应有
k-2≠0,
16k2-4(k-2)(2k-6)>0,这是前提条件.又由“至少有一个交点在x轴负半轴上” 获得信息,它包括:(1)两个交点均在x轴负半轴上;(2)一个交点在x轴负半轴上.这样后面情形需要分类讨论,分别求出k的范围,再取其并集,显然运算量较大.事实上,我们只要细观题目所提供的信息特征,从而“一反常态”,联想到它的反面,进而从反面入手,求其补集,便可大大优化解题程序.
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k<2或k≥3,即k<0,或k≥3.
从而满足“至少有一个交点在x轴负半轴上”的k的范围是:0≤k<3.(2)
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