束峰琛
(江蘇省新沂市第一中學 221400)
當已知條件與結論之間的聯(lián)系不夠明顯、直接,或證明過程中所需用的知識不太明確、具體時,往往可以考慮采用分析法來處理,特別是一些含有根號、絕對值的等式或不等式等問題的證明時,??紤]用分析法,其思路是逆向思維,必須從結論出發(fā),倒著分析,尋找結論成立的充分條件.結合近年的高考真題,分析法的應用往往出現(xiàn)在不等式、解析幾何以及函數(shù)與導數(shù)的相關證明中,要加以重視.
分析從待證的不等式不易發(fā)現(xiàn)證明的出發(fā)點,通過通分處理,結合條件加以變形,進而移項和配方,轉化為平方和的關系式,分析其成立的充分條件即可證明相應的不等式成立.
證明因為a,b,c為正數(shù),且滿足abc=1,
只需證a2+b2+c2-ab-bc-ca≥0,
即證(a-b)2+(b-c)2+(c-a)2≥0,
由于a,b,c為正數(shù),而(a-b)2+(b-c)2+(c-a)2≥0顯然成立,
點評利用分析法證明不等式成立問題時,其分析的關鍵就是對所要證明的不等式加以等價轉化,依據(jù)不等式的基本性質、已知的重要不等式等相關知識,綜合通分、移項、配方等方法通過邏輯推理的基本理論來證明對應的不等式.
例2(2018年高考數(shù)學全國卷Ⅰ文科第20題(2))設拋物線C:y2=2x,點A(2,0),B(-2,0),過點A的直線l與C交于M,N兩點.證明:∠ABM=∠ABN.
分析設出直線l的方程,與拋物線聯(lián)立,轉化為關于y的二次方程,結合根與系數(shù)的關系得到相應的關系式,利用平面幾何方法進行分析法證明,根據(jù)∠ABM=∠ABN的等價條件Rt△BFN∽Rt△BEM的轉化,利用相應邊的比值的關系式的建立與轉化,進行逆推分析,從而得以證明結論.
證明根據(jù)題意可設直線l:x=my+2(m∈R),設M(x1,y1),N(x2,y2),不失一般性,設y1>0,y2<0,
消去參數(shù)x并整理可得y2-2my-4=0,
點評利用分析法證明解析幾何中的相關問題,關鍵是轉化為平面幾何問題,抓住幾何證明的脈絡,利用平面幾何的相關性質有條理地等價轉化,同時又要充分融合解析幾何的相關內容,從而達到轉化與證明的目的.
分析結合條件所要證明的不等式,通過分析法處理,分別借助ex≥ex的證明與應用,以及x-lnx-1≥0的證明來合理轉化,從而得以分析法解決,巧妙證明.
構造g(x)=ex-ex,求導可得g′(x)=ex-e,則當0
所以x=1是g(x)的最小值點,且最小值為g(1)=0,所以ex≥ex成立.
當x>1時,h′(x)>0,h(x)單調遞增,
所以x=1是h(x)的最小值點,且最小值為h(1)=0,所以x-lnx-1≥0成立.
點評涉及函數(shù)與導數(shù)的相關證明問題,在近年的高考中經(jīng)常出現(xiàn),借助分析法的應用,可以有效抓住結論,利用結論的合理轉化與條件的聯(lián)系,有效串聯(lián),也是破解此類問題的思維過程中比較常見的證明方法.
分析法的實質是從要證明的結論出發(fā),一步一步地推導,最后達到命題的已知條件(可明顯成立的不等式(等式)、已知不等式(等式)、定義、定理或公理等).應用分析法證明問題時要嚴格按分析法的語言表達,要有較強的邏輯推理能力,證明過程中必須有必要的文字說明,同時下一步是上一步的充分條件,其每一步的推導過程都必須可逆.