劉遠(yuǎn)桃
數(shù)字“1”,簡(jiǎn)單而又神秘.在解數(shù)學(xué)題時(shí),巧妙地進(jìn)行“1”的代換,可快速求解證明題.下面,我們結(jié)合幾個(gè)例題來(lái)探討一下如何巧妙地進(jìn)行“1”的代換.
一、乘(除)“1”
我們知道,任何數(shù)乘(除)以“1”等于任何數(shù).若某個(gè)代數(shù)式等于1,則可將所證目標(biāo)式或者某個(gè)代數(shù)式乘(除)以“1”,這樣不僅不會(huì)改變目標(biāo)式或者代數(shù)式的大小,還會(huì)改變目標(biāo)式或者代數(shù)式的結(jié)構(gòu)、形式,這便給我們解題帶來(lái)了新的契機(jī).通過(guò)通分、約分、正負(fù)相消等,化簡(jiǎn)目標(biāo)式或者代數(shù)式,即可證明結(jié)論.
二、將等于“1”的式子代入求解
該思路比較簡(jiǎn)單,只需根據(jù)解題需求,將等于“1”的代數(shù)式直接代人目標(biāo)式或者某個(gè)代數(shù)式中進(jìn)行運(yùn)算,運(yùn)用一些相關(guān)的定理、法則、公式等,即可證明結(jié)論.
三、變換等于“1”的式子,再代入求解
變換等于“1”的式子,一般難度較大.往往需要根據(jù)解題需求,將等于1的代數(shù)式進(jìn)行適當(dāng)?shù)淖冃危鐪愊禂?shù)、乘(除)以某一常數(shù)、拆項(xiàng)、添項(xiàng)等,使等于1的代數(shù)式變形為方便解題的式子.
將不等式左邊的式子化簡(jiǎn)為只含有?;?的式子,再來(lái)求最小值,這與例1的證明思路相同,這也是證明這種題型的常規(guī)思路,理論上說(shuō)可行,但就此題而言,這種證明方法卻較為繁瑣,主要有兩個(gè)原因:一是a與b的表達(dá)式比較復(fù)雜,二是代人的式子本身比較復(fù)雜,因此不能同例1那樣直接乘“1”,而是要變“1”,采用整體思想,進(jìn)行代人和換元,把式子轉(zhuǎn)化為只含有一個(gè)未知數(shù)的形式,再來(lái)求最小值.
四、構(gòu)造出等于“1”的式子,再代入求解
要構(gòu)造出等于“1”的式子,需根據(jù)解題需求、已知條件、相關(guān)的公式、定理、法則等構(gòu)造出等于1的代數(shù)式,然后將其代人題設(shè)中進(jìn)行求解. 此題有一定難度.首先設(shè)a+b+c+d=1,這便構(gòu)造出等于“1”的式子,再運(yùn)用琴生不等式進(jìn)行證明即可.這種證明方法在證明不等式時(shí)應(yīng)用廣泛,不失為一種具有普遍意義的解題方法.
通過(guò)上述分析,不難發(fā)現(xiàn)“1”在解題中能發(fā)揮巨大的作用,但數(shù)字“1”是比較容易被忽視的,忽視它往往就會(huì)錯(cuò)失了解題的重要依據(jù).這也給我們一個(gè)啟示:在解題過(guò)程中要仔細(xì)審題,深入挖掘隱含條件,尤其要關(guān)注等于“1”的式子,找到過(guò)程最簡(jiǎn)潔的解題方案.
(作者單位:貴州師范大學(xué)數(shù)學(xué)科學(xué)學(xué)院)