—豳面圆圆皿i;;;:”
解题教学
善于多角度分析思考问题
安振平
(成阳师范学院基础教育课程研究中心
陕西
成阳
712000)
湖南王满成先生在本912007年第12期《一个不等式的代数证法》一文中,用增量代换法,证明了如下常见的不等式:
问题1:已知n≥c,b≥c,c>O,求证:
常用的,属于高中教材里的基础知识,完全能让多数高中生所接受.
思考途径2:从三角函数的角度思考,我们可以给出这样的探究.注意到条件o≥c,b≥c,c>O,变形得0<三≤
口
、/瓦云万+、/瓦再万≤、/面.(・)
b
稍后,湖南刘少杰先生在本912008年第3期上,用柯西不等式与构造二次函数法,给出了该不等式的两种简单证明.
其实,只要我们善于观察、善于分析、善于思考,就能多角度地发现此不等式更多的证明方法,并能提出一
1,o<÷≤1,联想到正余弦函数的有界性,就可以采用
三角换元的办法.设旦=sin:a,÷:sin2卢,a,fl∈(o,了'/r1,
a
D
、
二/
于是c=asin2n,c=bsin2口,从而,有
些有意义的问题
1.不等式的证明,一般多用比较法,我们先考虑作商的处理手法.
思考途径1:从代数的角度思考.显然,不等式里的每一项的次数都是相同的,这样就可以采用同除技巧,将不等式(+)等价地变形为
、/刁;万+、/玎再万=V'—bsinjB(a-—asin2a)+X/—asin2a(b-—bsin徊)=、/面(sin口cosa+sinacosfl)=、/五
从变量的取值范围出发,联系三角函数,我们就将思考途径3:从向量的角度去思考.由思考途径l,我
(sinacosfl+cosasin口)=、/n6sin(a+芦)≤1.
代数不等式转化为三角不等式了.当中,正弦函数的有界性起到了关键性的作用.们知道,所要证明的不等式等价于
迥±塑≤L
、/面
+
7
事实上
塑掣=佣吲a厢≤j,I
、/曲
V
D、
6
口
口
a
l
1
'
这样,利用二元均值不等式来证明,就相当简单了.
构赫(候,愕例愕,仁),易
知tTnJ=1.tnl=1.
行同+仃再乱
n
t一+(・一IC_)]+{[詈+(・一{i)]=t.
当且仅当÷=1一旦且三=1一_C,即旦+÷=1。也就bD
是二+÷=二时,不等式里的等号成立.
a
6
C
t,而鬲・‘+n=\/詈(卜iC)+
、/(1-詈)詈,所以,不等式(¨)成立.
因为高一/7,一<tFntf
思考途径4:从解析几何的角度去思考,据思考途径1.尊证明的不等式等价千
需要说明的是,我们这里只用了:同除、变形、二元均值不等式,所用的知识是基本的、简单的、浅层次的和
”:i;;;匝珂圆函瞳
孵题教学
、/詈(-一詈)+、/詈(・一詈)≤-.
于是,可以构造点M(、/詈,\/1一了C),Ⅳ【一、/1-詈,一、/詈)・显然,这两个点在单位圆矿妒_1
上,从而IMNI≤2,HPlMNl2≤4,也就是
一即证c(口-c)≤n6+c(6.c)一2、/Ⅱ6c(6-c),
也就是2、石万研≤6c+口(6一c),
等价于(、/万一、/习丽)2≥o.自然成立.
思考途径8:上面的转化是先移项,再平方,笔者的思考是,不移项,直接平方,可以证明吗?请看:
要证不等式、/虱;万+、/及丽≤、/面,
(、/詈+、/t一詈)2+(、/-一詈+、/詈)2≤4.展开,化简得\/詈(1-詈)+’v/“Ctl6c/l≤1.
如上可以知道,关键是用了圆的任意弦长都不超过它的直径.
思考途径5:从解析几何的角度,也可以这样去思
即c叶6c一2c%2%/—c2(a-c)—(b-c)≤06。也就是2X/—cZ(a-c)—(b-c)≤2c2+曲一6c-c口.等价于2"V/—c2(a-c)—(b-c)≤c2+(俨c)(61),
以得证
到什么?
只要证(、/玎石万+、/习再万)2≤(、/面)2,
用二元均值不等式2、/万≤z竹(石,YER十),显然可3.一点思考的延续是,从如上的证明,我们可以得
考,构造点叫行,愕川愕,仨)湿(行一怔)2+(愕一仨降
然,IMNl≥0,即有关系
对不等式\/詈(1-詈)+V(1-c/c≤l,如果令
石=三,y=÷,就得到下面的简单问题:
a
展开变形,得\/詈(1-詈)+、v/“c[1
b
6e/l≤1.
问题2:已知z,Y∈(0,1),求证:
相比之下,这里的证明要比上面的证明简单些.、/玎F万+、/页F万≤1.
如果对问题2里的不等式,令工=a2,y=b2,就得到了
M(作,,fiTs),Ⅳ(-愕,一仁忡溯
个点在单位圆石V=1上,过点肘的单位圆切线z的方程是
思考途径6:从解析几何的角度思考,构造点
问题3:求证:口、/T二矿+6佩≤1.
下问题连接上了.
如果考虑这个不等式取等号的条件,就与常见的如
、/詈%+、/1-詈‘产1'而点删切线z的距离不大于单
位圆的直径,即有
问题4:已知实数a,b满足8、/T=矿+6、/T二孑=1.求证:a%b2=1.
到此,我们的思考是,如果对问题2里的不等式,发展到3个字母,就有
问题5:已知茁,y,z∈(0,1),求证:
|二篮:蜓:噍:选:L.\/(行)2+(愕)2
也就是I、/詈(1.詈)+、/(1.詈)詈+1l≤2,
奶丽可+坼丽可+vTria万≤妄.
再将问题5还原到问题1的类似题目,就得问题6:已知口≥d,b≥d,c≥d,d≥O,求证:
所以\/}(卜詈)+1yv/口c/、1。c,/乱
2.另外的思考是,不作商行吗?其实,用化无理为有
、/丽阿+、/习阿+、/五同≤÷佩.
Z
理,也能实现转化
思考途径7:从代数角度思考,将原无理不等式转化为右瑚不等式.对原不等式旌项得
需要说明的是,对于一个平凡的题目,只要我们善于多角度地思考,也能够挖掘出许许多多闪光点,从中开发出解题的智慧和智慧的解题.正如本T=112007年12期卷首语中说的那样:“激情促进思考,思考催发激情.数学教师只有多学多思,才能增强工作的激情,收获教学的成功,在看似平淡无奇的教学中体验其乐无穷的数学魅力.”
(责任编辑李闻)
x/疋-fA-Y≤、/石一vT-(T:万.
显然、/五一V-F(5-;Y>o;于是。只要证明(、/瓦云万)2≤(、/万一、/玎再万)2,
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解题教学
善于多角度分析思考问题
安振平
(成阳师范学院基础教育课程研究中心
陕西
成阳
712000)
湖南王满成先生在本912007年第12期《一个不等式的代数证法》一文中,用增量代换法,证明了如下常见的不等式:
问题1:已知n≥c,b≥c,c>O,求证:
常用的,属于高中教材里的基础知识,完全能让多数高中生所接受.
思考途径2:从三角函数的角度思考,我们可以给出这样的探究.注意到条件o≥c,b≥c,c>O,变形得0<三≤
口
、/瓦云万+、/瓦再万≤、/面.(・)
b
稍后,湖南刘少杰先生在本912008年第3期上,用柯西不等式与构造二次函数法,给出了该不等式的两种简单证明.
其实,只要我们善于观察、善于分析、善于思考,就能多角度地发现此不等式更多的证明方法,并能提出一
1,o<÷≤1,联想到正余弦函数的有界性,就可以采用
三角换元的办法.设旦=sin:a,÷:sin2卢,a,fl∈(o,了'/r1,
a
D
、
二/
于是c=asin2n,c=bsin2口,从而,有
些有意义的问题
1.不等式的证明,一般多用比较法,我们先考虑作商的处理手法.
思考途径1:从代数的角度思考.显然,不等式里的每一项的次数都是相同的,这样就可以采用同除技巧,将不等式(+)等价地变形为
、/刁;万+、/玎再万=V'—bsinjB(a-—asin2a)+X/—asin2a(b-—bsin徊)=、/面(sin口cosa+sinacosfl)=、/五
从变量的取值范围出发,联系三角函数,我们就将思考途径3:从向量的角度去思考.由思考途径l,我
(sinacosfl+cosasin口)=、/n6sin(a+芦)≤1.
代数不等式转化为三角不等式了.当中,正弦函数的有界性起到了关键性的作用.们知道,所要证明的不等式等价于
迥±塑≤L
、/面
+
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事实上
塑掣=佣吲a厢≤j,I
、/曲
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口
口
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'
这样,利用二元均值不等式来证明,就相当简单了.
构赫(候,愕例愕,仁),易
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当且仅当÷=1一旦且三=1一_C,即旦+÷=1。也就bD
是二+÷=二时,不等式里的等号成立.
a
6
C
t,而鬲・‘+n=\/詈(卜iC)+
、/(1-詈)詈,所以,不等式(¨)成立.
因为高一/7,一<tFntf
思考途径4:从解析几何的角度去思考,据思考途径1.尊证明的不等式等价千
需要说明的是,我们这里只用了:同除、变形、二元均值不等式,所用的知识是基本的、简单的、浅层次的和
”:i;;;匝珂圆函瞳
孵题教学
、/詈(-一詈)+、/詈(・一詈)≤-.
于是,可以构造点M(、/詈,\/1一了C),Ⅳ【一、/1-詈,一、/詈)・显然,这两个点在单位圆矿妒_1
上,从而IMNI≤2,HPlMNl2≤4,也就是
一即证c(口-c)≤n6+c(6.c)一2、/Ⅱ6c(6-c),
也就是2、石万研≤6c+口(6一c),
等价于(、/万一、/习丽)2≥o.自然成立.
思考途径8:上面的转化是先移项,再平方,笔者的思考是,不移项,直接平方,可以证明吗?请看:
要证不等式、/虱;万+、/及丽≤、/面,
(、/詈+、/t一詈)2+(、/-一詈+、/詈)2≤4.展开,化简得\/詈(1-詈)+’v/“Ctl6c/l≤1.
如上可以知道,关键是用了圆的任意弦长都不超过它的直径.
思考途径5:从解析几何的角度,也可以这样去思
即c叶6c一2c%2%/—c2(a-c)—(b-c)≤06。也就是2X/—cZ(a-c)—(b-c)≤2c2+曲一6c-c口.等价于2"V/—c2(a-c)—(b-c)≤c2+(俨c)(61),
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只要证(、/玎石万+、/习再万)2≤(、/面)2,
用二元均值不等式2、/万≤z竹(石,YER十),显然可3.一点思考的延续是,从如上的证明,我们可以得
考,构造点叫行,愕川愕,仨)湿(行一怔)2+(愕一仨降
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对不等式\/詈(1-詈)+V(1-c/c≤l,如果令
石=三,y=÷,就得到下面的简单问题:
a
展开变形,得\/詈(1-詈)+、v/“c[1
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6e/l≤1.
问题2:已知z,Y∈(0,1),求证:
相比之下,这里的证明要比上面的证明简单些.、/玎F万+、/页F万≤1.
如果对问题2里的不等式,令工=a2,y=b2,就得到了
M(作,,fiTs),Ⅳ(-愕,一仁忡溯
个点在单位圆石V=1上,过点肘的单位圆切线z的方程是
思考途径6:从解析几何的角度思考,构造点
问题3:求证:口、/T二矿+6佩≤1.
下问题连接上了.
如果考虑这个不等式取等号的条件,就与常见的如
、/詈%+、/1-詈‘产1'而点删切线z的距离不大于单
位圆的直径,即有
问题4:已知实数a,b满足8、/T=矿+6、/T二孑=1.求证:a%b2=1.
到此,我们的思考是,如果对问题2里的不等式,发展到3个字母,就有
问题5:已知茁,y,z∈(0,1),求证:
|二篮:蜓:噍:选:L.\/(行)2+(愕)2
也就是I、/詈(1.詈)+、/(1.詈)詈+1l≤2,
奶丽可+坼丽可+vTria万≤妄.
再将问题5还原到问题1的类似题目,就得问题6:已知口≥d,b≥d,c≥d,d≥O,求证:
所以\/}(卜詈)+1yv/口c/、1。c,/乱
2.另外的思考是,不作商行吗?其实,用化无理为有
、/丽阿+、/习阿+、/五同≤÷佩.
Z
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思考途径7:从代数角度思考,将原无理不等式转化为右瑚不等式.对原不等式旌项得
需要说明的是,对于一个平凡的题目,只要我们善于多角度地思考,也能够挖掘出许许多多闪光点,从中开发出解题的智慧和智慧的解题.正如本T=112007年12期卷首语中说的那样:“激情促进思考,思考催发激情.数学教师只有多学多思,才能增强工作的激情,收获教学的成功,在看似平淡无奇的教学中体验其乐无穷的数学魅力.”
(责任编辑李闻)
x/疋-fA-Y≤、/石一vT-(T:万.
显然、/五一V-F(5-;Y>o;于是。只要证明(、/瓦云万)2≤(、/万一、/玎再万)2,
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