一. 構造函數解題
例1. (1)在實數範圍内解
。
(2)解不等式
方程與不等式都是高次的,展開求解是不現實的。根據其自身特點,分别作适當的變形,然後構造函數,再利用函數的有關性質求解。
(1)原方程變形為
。
設函數
,上述方程即為
。
由于
在
上是單調增函數,故若
,則必有
成立。因此
,即
,故原方程有唯一解。
(2)設
,
,易證f(x)在區間
上為增函數。
,
為奇函數,從而f(x)在區間
上為增函數,
原不等式可化為
,即
,即
。
說明:函數的單調性和奇偶性是函數的兩個十分重要的性質,要熟練掌握函數的圖象的幾何特征和代數含義,它們在研究方程、不等式中經常用到。
二. 構造一元二次方程解題
例2. 已知
三内角A、B、C的大小成等差數列,且
,求A、B、C的大小。
由題知,聯想到
,由A、B、C成等差數列,得
,故
。
是方程
的兩根,得
。當A<c時,</c
,得
;當
時,
,得
,
,
。
說明:由根與系數的關系來構造一元二次方程是最常見的思路,不可忽視。
三. 構造數列解題
例3. 已知
,求滿足
的正整數n的取值範圍。
解析:
因此可知數列
是以
為首項,以
為公比的等比數列。
。
,得
。所求n的取值範圍是。
說明:有一些與數列有關的問題或看似無關的問題(變量為正整數的函數),通過巧妙地構造出一個數列,其問題的本質能更好地凸顯出來,并能用數列的有關知識較簡捷地解答。
四. 構造幾何圖形解題
例4. 試證:對任何
,都有
,當有僅當
時等号成立。
觀察題目特點,從
聯想到餘弦定理,可以構造三角形,同理,另兩個根式也可構造三角形,利用幾何圖形進行證明。
根據題意構造圖形(如上圖),其中AB=a,BC=c,BD=b,
,由餘弦定理得:
在
中,
,則
。但當A、D、C三點共線時等号成立,此時,
,即
。
,即
說明:本題若不構造一個三角形,而是運用三角知識解題,直接将兩邊平方,則無論是用綜合法還是分析法,不僅計算過程十分複雜,而且很不容易說明。
例5. 設關于
的方程
在區間(0,
)内有相異的兩個實根
。求實數a的取值範圍。
設
,則由題設知,直線
與圓
有兩個不同的交點A(
)和B(
)。
即原點O到直線
的距離小于1,即
。
解得:
。
又因為
、
,且
,直線不過點(1,0),即
。
所以
,即
說明:将代數問題構造平面圖形後,用平面解析幾何的有關知識解題,實際上是數形結合思想的靈活應用。
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