善于多角度分析思考问题

—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≤

、/瓦云万+、/瓦再万≤、/面.(・)

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,

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

事实上

塑掣=佣吲a厢≤j,I

、/曲

D、

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

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.

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:

展开变形,得\/詈(1-詈)+、v/“c[1

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.

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≤

、/瓦云万+、/瓦再万≤、/面.(・)

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,

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

事实上

塑掣=佣吲a厢≤j,I

、/曲

D、

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

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.

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:

展开变形,得\/詈(1-詈)+、v/“c[1

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.

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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