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數學速算是難題

生活 更新时间:2025-01-06 10:25:40

數學速算是難題(數學裡那招乾坤大挪移)1

在《倚天屠龍記》裡有一招乾坤大挪移,是明教的鎮教之寶,小說裡描述說“根本道理也并不如何奧妙,隻不過先要激發自身潛力,然後牽引挪移,但其中變化神奇,卻是匪夷所思。”按照“牽引挪移”這層含義,數學裡正好有一種這樣的方法——轉移代入法。

轉移代入法又稱為相關點法或坐标代換法,最常用于的是在解析幾何問題中求動點的軌迹方程。即利用動點P’(x’, y’)是定曲線F(x, y)=0上的動點,另一動點P(x, y)依賴于P’(x’, y’),那麼可尋求關系式x’=f(x, y), y’=g(x, y)後代入方程 F(x’, y’)=0中,得到動點P的軌迹方程。(符号’在本文中不表示求導,隻做标記,特此說明。)

數學速算是難題(數學裡那招乾坤大挪移)2

數學速算是難題(數學裡那招乾坤大挪移)3

數學速算是難題(數學裡那招乾坤大挪移)4

如果你看明白上面這題的第二種方法,相信也就想明白了一個問題:為什麼三角函數平移變換的口訣是“左加右減、上加下減”而不是“右加左減、上加下減”?

其實x方向和y方向的加減規律本來是一緻的。舉y=sinx為例,将它的圖像向右平移1個單位,向上平移2個單位,由轉移代入法,得到的圖像上任一點(x’ ,y’)與原圖像上對應點(x ,y)之間滿足x’=x 1,y’=y 2,所以代入原解析式得y’-2=sin(x’-1),可以看到,其實就是“右加左減、上加下減”。

隻不過我們習慣把因變量留在式子一側,變成y’=sin(x’-1) 2,也就成了“左加右減、上加下減”的規律!

類似地,我們用轉移代入法能夠輕松推到關于函數對稱性的兩個常用結論:

曲線y=f(x)關于直線x=a對稱的曲線為y=f(2a-x),如果y=f(x)本身就關于直線x=a對稱則有f(x) =f(2a-x),當然也可以寫成f(a x) =f(a-x);

曲線y=f(x)關于點(a, b)對稱的曲線為y=2b-f(2a-x), 如果y=f(x)本身就關于點(a, b)對稱則有f(x) =2b-f(2a-x),也可以寫成f(a x) f(a-x)=2b.

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