焦學(xué)剛
同構(gòu)法是指通過(guò)構(gòu)造同構(gòu)式建立函數(shù)模型,利用函數(shù)的圖象和性質(zhì)來(lái)解答問(wèn)題的方法.具有相同結(jié)構(gòu)的兩個(gè)代數(shù)式稱為同構(gòu)式.同構(gòu)法常用于解答較為復(fù)雜的代數(shù)問(wèn)題.運(yùn)用同構(gòu)法解題,能達(dá)到出奇制勝的效果.
運(yùn)用同構(gòu)法解題的常規(guī)思路是:(1)將不等式或方程合理進(jìn)行變形,得到同構(gòu)式;(2)根據(jù)同構(gòu)式的特點(diǎn)構(gòu)造函數(shù)模型;(3)明確函數(shù)的某些性質(zhì),借助這些性質(zhì)將方程或不等式化簡(jiǎn),從而得到新的關(guān)系式,求得問(wèn)題的答案.
下面舉例說(shuō)明.
例 1.若實(shí)數(shù) t ≥2,則下列不等式中一定成立的是().
分析:觀察 A,B,D 三個(gè)選項(xiàng),我們可以發(fā)現(xiàn)它們左右兩邊的式子均為同構(gòu)式,可以運(yùn)用同構(gòu)法來(lái)解題.分別根據(jù)三個(gè)不等式的特點(diǎn)構(gòu)造出對(duì)數(shù)函數(shù)、指數(shù)函數(shù)模型,然后利用對(duì)數(shù)、指數(shù)函數(shù)的單調(diào)性來(lái)判斷它們的正確性.對(duì)于 C 選項(xiàng),可通過(guò)取特殊值來(lái)判斷不等式是否成立.
綜上,本題應(yīng)選ABD三項(xiàng).
例 2.已知θ∈[0,2π),若關(guān)于 k 的不等式? 上恒成立,則θ的取值范圍為_(kāi)____.
分析:我們觀察已知不等式可以發(fā)現(xiàn),該不等式左右式子的結(jié)構(gòu)比較類似,可將不等式變形為同構(gòu)式,構(gòu)造函數(shù) ,再利用函數(shù)的單調(diào)性建立新的不等式便可解題.
解:將 變形可得 ,
例 3.已知實(shí)數(shù) x1,x2滿足? ,則 x1 x2= ____.
分析:可將已知的兩個(gè)關(guān)系式轉(zhuǎn)化為結(jié)構(gòu)相同的形式,然后構(gòu)造函數(shù) ,借助函數(shù)的單調(diào)性建立關(guān)于 x1,t 的關(guān)系式,即可解題.
解法一:實(shí)數(shù) ,
解法二:
在 的兩邊取對(duì)
數(shù)得
這兩種解法在本質(zhì)上是相同的,解題的關(guān)鍵是對(duì)已知等式進(jìn)行變形,使其結(jié)構(gòu)相同,然后構(gòu)造函數(shù),利用函數(shù)的單調(diào)性求解.
例 4.設(shè)實(shí)數(shù)λ>0若對(duì)任意的 x ∈(1,+∞) ,不等式 恒成立,求λ的最小值.
分析:可考慮對(duì)不等式變形,使其變成同構(gòu)式,利用同構(gòu)法解題.
由此可以說(shuō)明,運(yùn)用同構(gòu)法解題的關(guān)鍵在于將方程或不等式變形.常常需要對(duì)指數(shù)、對(duì)數(shù)式進(jìn)行轉(zhuǎn)換,常用方法有:? .有時(shí)需要在等式兩邊進(jìn)行加乘變換,常見(jiàn)的同構(gòu)式有兩種(1)積型: ,可將其變換為 .(2)和差型: ?,可將其變換為 .同學(xué)們熟練掌握這些常見(jiàn)的同構(gòu)式及運(yùn)用同構(gòu)法解題的思路,便能順利破解難題.
(作者單位:江蘇省邗江區(qū)蔣王中學(xué))