1、第 17 计 化归开门 江山一统计名释义整数乘法有口诀:23=6,57=35.这就是整数乘法的法则.分数乘法无口诀,那么分数在怎样作乘法呢? ,原来是在进行“转化” ,变成了分子分母上的整35672数乘法.化归思想,连小学生都在用,有一老师问学生:前 100 个偶数的和为多少?一学生回答:10100.老师问怎么来的?学生回答:由前 100 个自然数的和来的:2+4+200=2(1+2+100)=25050=10100.这就是数学解题中的“化归法” ,复杂向简单化归,陌生向熟悉化归,未知向已知化归.典例示范【例 1】 已知数列a n中,a 1=1,a n+1 =2an+1.求数列的通项公式及前
2、n 项和 Sn.【分析】 这个数列既不是等差数列也不是等比数列,但又看到其中既含等差数列又含等比数列:比如把递推式中的常数 1 去掉,则变成等比数列,把系数 2 换成 1 则变成等差数列.为此,破题工作在化归上寻找入口:向等比(等差)数列转换.【解答】 在递推式 an+1=2an+1 两边加 1,化为(a n+1+1)=2(an+1),数列a n+1为等比数列,公比 q=2. 所以 an+1=2n-1 (a1+1),即 an=2n-1,且 Sn=2n-n-1.【插语】 本数列的一般形式为:a n+1=kan+b(k0、1,b0),有人称其为“等差比数列”.等差、等比数列都是它的特例,分别是 k
3、=1,或 b=0 时的特殊情况.用换元法化归为等比数列的“常数匹配”可用待定系数法求得:设 an+1+c=k(an+c)=kan+kc an+1=kan+kc-c kc-c=b,c=.k对于上题,b=1,k=2,因此解得 c=1.【点评】 化归开门体现在本题中:把我们不熟悉的“等差比数列”化归到我们熟悉的等比数列来解.化归采用的办法是换元,实际上是 an+1+c=bn+1=kbn.说来也很滑稽,对中学生来讲,不向“等比(等差) ”化归,还有什么别的出路呢?【例 2】 已知三条抛物线 y=x2+4ax-4a+3,y =x2+(a-1)x+a2,y=x 2+2ax-2a 中至少有一条抛物线与 x
4、轴有交点,求实数 a 的取值范围.【解答】 解答本题如果从正面入手,将要分有一条抛物线、两条抛物线、三条抛物线与x 轴有交点的三类七种情况加以讨论,过程十分繁琐.但是如果转化为从反面思考,即考虑三条抛物线都不与 x 轴相交,则只要解下列不等式组: .1230213,084)1(,)3623221 aaa 从 而 可 得或解 得数学破题 36 计所以使得原命题成立的实数 a 的取值范围是 a .123或【点评】 很多的数学问题,如果直接从正面入手求解,难度较大,致使解题思路受阻,但如果转化为考虑问题的反面,则往往可以将问题轻松解决.数学解题中的反证法、补集法等体现的就是这种思想.【例 3】 已知
5、 a, b, c 均为正整数,且 a2+b2+c2+480)的焦点 F 作一直线交抛物线于 P、 Q 两点,若线段 PF 与 FQ 的长分别是 p,q,则 等于 ( )1 A.2a B. C.4a D. a2 a43.函数 f (x)满足:对任意实数 x,y 都有 f (x)+f (y)= ,且当 x0.)1求证: .2)3)152fnfff 参考答案1.解析 若在三维空间考虑该问题,就显得千头万绪. 如右图所示,过直线 b 上任意一点 A 作直线aa,a与 b 确定平面 a,把点 P 移动到 A 点,问题便转化为过 A 点作一条直线 c与直线 a,b所成的角均为 ,求 的取值范围.易知当直线
6、 c在平面 a 内时, 第 1 题解图直线 c与 a,b 所成的角最小为 ,当 ca 时,直线 c与 a,b 所成的角最大为6,故选 D .22.解析 一般解法是先求出焦点 F 坐标为(0, ),然后由直线 PQ 的方程与抛物线的a41方程联立,求出 p, q 的值,运算过程繁杂,容易出错.若把一般性的 PQ 的直线方程转化为特殊性的方程,即取 PQ 与 x 轴平行的方程 y= ,a41很快就能选出正确答案 C.应当看到相当多的一类选择题与填空题,或者可赋予变量的特殊值,或者可从符合一般条件的特殊点中求得正确的答案,这种从一般到特殊的转化常常能收到事半功倍的效果.3.证明 易证 f (x)为奇函数 ,且当 x0 时都有 f (x)0.先从 入手,向题设132nf条件转化:由于 ,211)2(132 nnn故有 =2f .ff再整体处理不等式左端数列的和有 .21 21413152 nffnffffff nfff 依题意 ,恒有 ,则00f .2121fnff故原不等式成立.点评 本题融函数、数列、不等式为一体,正确解答本题的关键是注意整体和式与局部数列的通项的转化.