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高中数学思想方法:综合法的研究特点与应用技巧

时间:2023-08-08 理论教育 版权反馈
【摘要】:综合法的研究特点是从发展条件开始,利用已知的数学定理、性质和公式,逐步推向结论.综合法的基本特征是连续化简,如果把条件化简到充分的地步,从条件通往结论的路径也就一览无遗了.对于条件复杂而结论简单的问题,我们应该采用综合法,从发展条件出发,逐步得到结论.化繁为简符合人的一般认知习惯和规律,不仅容易打开局面,而且一般都能得到有效的化简结果.化简的基本方式有去分母,去根号,去绝对值号,通分,合并同类项,

高中数学思想方法:综合法的研究特点与应用技巧

综合法的研究特点是从发展条件开始,利用已知的数学定理、性质和公式,逐步推向结论.

综合法的基本特征是连续化简,如果把条件化简到充分的地步,从条件通往结论的路径也就一览无遗了.

对于条件复杂而结论简单的问题,我们应该采用综合法,从发展条件出发,逐步得到结论.化繁为简符合人的一般认知习惯和规律,不仅容易打开局面,而且一般都能得到有效的化简结果.

化简的基本方式有去分母,去根号,去绝对值号,通分,合并同类项,有序排列,消元,降幂,缩小相关元素的范围等.当实施这些措施以后,距离结论就更近了.

例1 若椭圆双曲线有相同的焦点F1,F2,P是两曲线的一个交点,求证:△F1PF2的面积为定值.

探究:因为椭圆与双曲线有相同的焦点.所以m-1=n+1.所以m-n=2,n=m-2.|F1F2|=

椭圆与双曲线的方程联立可得,可以解得

所以三角形F1PF2面积

说明:该题条件多而且复杂,结论倒很简单.我们用了综合法,从条件出发,向着结论不断化简,比较自然地获得了结论.其中,用到了n=m-2(消元就是化简).在联立方程组的时候,消掉x,留下y,体现了结论的需要(三角形的高就是一个交点的纵坐标).不断化简,首尾兼顾,是综合法的一个原则.

例2 记方程(1):x2+a1x+1=0,方程(2):x2+a2x+2=0,方程(3):x2+a3x+4=0,其中a1,a2,a3是正实数.当a1,a2,a3等比数列时,下列选项中,能推出方程(3)无实根的是( ).

A.方程(1)有实根,且(2)有实根 B.方程(1)无实根,且(2)有实根

C.方程(1)无实根,且(2)无实根 D.方程(1)有实根,且(2)无实根

探究:设等比数列的公比为q,则本题的结论:方程(3)无实根等价于a23=a21q4<16,即a1q2<4……①.

由A可得a1≥2且(a1q)2≥8,即,所以a1和q可以足够大,由此显然推不出①式;

由B可得a1<2且,所以a1可以相对固定(如等于1),而q可以足够的大,由此显然推不出①式;

由C可得a1<2且,所以a1可以足够小,(如等于),而q却可以相对较大(如q=5),由此显然推不出①式;此时就应该选D.

由D可得a1≥2且,所以,所以a1q2=,也就是①式成立.(www.xing528.com)

说明:综合法的推进过程不一定是等价推理,但是前者至少应该是后者的充分条件;不等式的推进过程中,必须确保不等号的传递性.只有这样,得到的结果才是可靠的.

例3 f(x)=sin4x+cos4x+asinxcosx.(1)a=0时,求函数的周期和单调增区间;(2)若函数没有零点,求证:-1<a<1.

探究:三角函数问题的基本化简要求是标准化,将所给函数变成“一角一次一函数”的形式,甚至有些同学结合山东地方特色写了一副对联“一山一水一圣人,一角一次一函数”,横批是“不断化简”.这是三角函数问题的目标和方式的完美总结.

(1)f(x)=(sin2x+cos2x)-2sin2x cos2x+asinxcosx=1-+

例3图

a=0时,

显然,其周期为π.

由2kπ-π≤2x≤2k可得函数的增区间为

(2)令sin2x=t,则

因为函数没有零点且g(0)=1>0,函数g(t)的图象是开口向下的一段抛物线,只要抛物线弧的两个端点也在x轴上方即可,

所以问题等价于,所以-1<a<1.

说明:不仅仅证明题可以用综合法,解答题也可以用综合法;当综合法遇上数形结合,问题便可以得到更加完美的转化.换元法也能起到化简的作用.

例4 x为第二象限角,则的化简结果为( ).

A.0 B.2tanx C.4tanx D.-2tanx

探究:化简的基本要求是:去掉根号,去掉分母,合并同类项.

说明:化简分式的时候,尽量让分母是单项式.只要坚持化简的基本原则,充分地发展条件,综合法往往直指结论.

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