内容正文:
思想方法
第4讲 转化与化归思想
思想概述 转化与化归思想方法适用于在研究、解决数学问题时,思维受阻或试图寻求简单方法或从一种情形转化到另一种情形,也就是转化到另一种情形使问题得到解决,这种转化是解决问题的有效策略,同时也是获取成功的思维方式.
内
容
索
引
方法一
方法二
方法三
一般问题特殊化,使问题处理变得直接、简单,也可以通过一般问题的特殊情形找到一般思路;特殊问题一般化,可以使我们从宏观整体的高度把握问题的一般规律,从而达到成批处理问题的效果;对于某些选择题、填空题,可以把题中变化的量用特殊值代替,得到问题答案.
方法一 特殊与一般的转化
√
又过A,B的切线互相垂直,
由题意知交点必在一个与椭圆C同心的圆上,
所以椭圆C的蒙日圆的方程为x2+y2=7.
(2)(2020·浙江最后一卷押题)已知a,b,c成等差数列,随机变量ε,η的分布列如下,则下列结论正确的是
A.E(ε)=E(η) B.D(ε)=D(η) C.E(ε)>E(η) D.D(ε)>D(η)
ε 0 1 2
P a b c
η 0 1 2
P c b a
√
思路分析 a,b,c成等差数列考虑a=b=c的情况计算E(ε),E(η),D(ε),D(η)
解析 由a,b,c成等差数列,得2b=a+c,
由分布列的性质得a+b+c=1,
规律方法
一般问题特殊化,使问题处理变得直接、简单,特殊问题一般化,可以使我们从宏观整体的高度把握问题的一般规律,从而达到成批处理问题的效果.
将题目已知条件或结论进行转化,使深奥的问题浅显化、繁杂的问题简单化,让题目得以解决.一般包括数与形的转化、正与反的转化、常量与变量的转化、图形形体及位置的转化.
方法二 命题的等价转化
思路分析 g(x)在(t,3)上总不为单调函数→先看g(x)在(t,3)上单调的条件→补集法求m的取值范围
解析 g′(x)=3x2+(m+4)x-2,若g(x)在区间(t,3)上为单调函数,
则①g′(x)≥0在(t,3)上恒成立,或②g′(x)≤0在(t,3)上恒成立.
由①得3x2+(m+4)x-2≥0,
思路分析 f(x)是增函数→1-ax-x2≤2-a对a∈[-1,1]恒成立→g(a)=(x-1)a+x2+1≥0对a∈[-1,1]恒成立→通过g(-1)≥0,g(1)≥0,求x的取值范围
(2)设f(x)是定义在R上的增函数,若f(1-ax-x2)≤f(2-a)对任意a∈[-1,1]恒成立,则实数x的取值范围为_______________________.
(-∞,-1]∪[0,+∞)
解析 ∵f(x)是R上的增函数,
∴1-ax-x2≤2-a,a∈[-1,1]. (*)
(*)式可化为(x-1)a+x2+1≥0对a∈[-1,1]恒成立.
令g(a)=(x-1)a+x2+1.
即实数x的取值范围是(-∞,-1]∪[0,+∞).
规律方法
根据命题的等价性对题目条件进行明晰化是解题常见思路;对复杂问题可采用正难则反策略,也称为“补集法”;含两个变量的问题可以变换主元.
函数与方程、不等式紧密联系,通过研究函数y=f(x)的图象性质可以确定方程f(x)=0,不等式f(x)>0和f(x)<0的解集.
例3 (2020·全国Ⅱ)若2x-2y<3-x-3-y,则
A.ln(y-x+1)>0 B.ln(y-x+1)<0
C.ln|x-y|>0 D.ln|x-y|<0
方法三 函数、方程、不等式之间的转化
√
解析 ∵2x-2y<3-x-3-y,
∴2x-3-x<2y-3-y.
∴x<y,∴y-x+1>1,
∴ln(y-x+1)>ln 1=0.
例4 已知函数f(x)=eln x,g(x)= f(x)-(x+1).(e=2.718……)
(1)求函数g(x)的极大值;
思路分析 g(x)的极值→ln x<x-1→赋值叠加证明结论
令g′(x)>0,解得0<x<1;
令g′(x)<0,解得x>1.
∴函数g(x)在(0,1)上单调递增,在(1,+∞)上单调递减,
∴g(x)极大值=g(1)=-2.
证明 由(1)知x=1是函数g(x)的极大值点,也是最大值点,
∴g(x)≤g(1)=-2,
即ln x-(x+1)≤-2⇒ln x≤x-1(当且仅当x=1时等号成立),
令t=x-1,得t≥ln(t+1)(t>-1).
规律方法
借助函数、方程、不等式进行转化与化归可以将问题化繁为简,一般可将不等关系转化为最值(值域)问题,从而求出参变量的范围.
例1 (1)“蒙日圆”涉及几何学中的一个著名定理,该定理的内容为:椭圆上两条互相垂直的切线的交点必在一个与椭圆同心的圆上,该圆称为原椭圆的蒙日圆,若椭圆C:+=1(a>0)的离心率为,则椭圆C的蒙日圆的方程为
A.x2+y2