云南宣威市第一中学王知涛
设而不求是数学解题中的一种很有用的手段,采用设而不求的策略,往往能避免盲目推演而造成的无益的循环运算,从而达到准确、快速、简捷的解题效果。本文将对设而不求的常见类型加以归纳,以供借鉴与参考。
一、整体代入,设而不求
在解决某些涉及若干个量的求值问题时,要有目标意识,通过虚设的策略,整体转化的思想,绕开复杂的运算过程,可使问题迅速得到解决。
例1.已知等比数列{an}中,sm=16,s2m=64,求s3m。
解:设公比为q,由于s2m=/2sm,故q=/1
于是
<2>&pide;<1>得1+qm=4,则qm=3
所以
二、转化图形,设而不求
有些代数问题,通过挖掘题目中隐含的几何背景,设而不求,可转化成几何问题求解。
例2.设a、b均为正数,且a+b=1,求证。
证明:设,
则u、v同时满足/其中u+v=m表示直线,m为此直线在v轴上的截距u2+v2=4
是以原点为圆心,2为半径的圆在第一象限内的一部分圆弧(如图),显然直线与圆弧相切时,所对应的截距m的值最大。
由图易得
即
三、适当引参,设而不求
恰当合理地引入参数,可使解题目标更加明确,已知和欲求之间的联系得以明朗化,使问题能够得到解决。
例3.已知对任何满足(x-1)2+y2=1的实数x、y,如果x+y+k>=0恒成立,求实数k的取值范围。
四、巧设坐标,设而不求
在解析几何问题中,对于有关点的坐标采用设而不求的策略,能促使问题定向,简便化归,起到以简驭繁的解题效果。
例4.设抛物线y2=2ps(p>0)的焦点为F,经过点F的直线交抛物线于A、B两点,点C在抛物线的准线上,且BC//x轴,求证:直线AC经过原点O。
证明:设点A(2pt21,2pt1)、B(2pt22,2pt2),则点C(-p/2,2pt2)因为AB过焦点F
所以2pt1.2pt2=-p2得t1t2=-1/4又直线OC的斜率
直线OA的斜率,则koc=koa
故A、O、C三点共线,即直线AC经过原点O。
五、活用性质,设而不求
解题过程中,不断变换观察角度,类比方法、联想内容,明确最终目标,经过巧妙构造,活用性质,可直达目标。
例5.求证
证明:设
则
由可知:数列{xn}为单调递增数列。
又
则
即
六、中介过渡,设而不求
根据解题需要,可引入一个中间量作为中介,起到过渡作用,使问题得以解决。
例6.如图3,OA是圆锥底面中心O到母线的垂线,OA绕轴旋转一周所得曲面将圆锥体积分成相等的两部分,求圆锥母线与轴的夹角α。
图3
解:过点A作SO的垂线,垂足为M,可知∠MAO=∠AOB=∠OSB=α
设MA=x,OB=r,SO=h则有
又因为即所以
于是,从而
七、恒等变形,设而不求
某些看似十分复杂的运算,经过巧妙转换,恒等变形,使运算对象发生转移,起到意想不到的效果。
例7.求的值。
解:设
则
而n=/0,故