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配方法突破
配方法是对数学式子进行一种定向变形(配成“完全平方”)的技巧,通过配方找到已知和未知的联系,从而化繁为简。何时配方,需要我们适当预测,并且合理运用“裂项”与“添项”、“配”与“凑”的技巧,从而完成配方。有时也将其称为“凑配法”。
最常见的配方是进行恒等变形,使数学式子出现完全平方。它主要适用于:已知或者未知中含有二次方程、二次不等式、二次函数、二次代数式的讨论与求解,或者缺xy项的二次曲线的平移变换等问题。
配方法使用的最基本的配方依据是二项完全平方公式(a+b)=a+2ab+b,将这个公式灵活运用,可得到各种基本配方形式,如:
a+b=(a+b)-2ab=(a-b)+2ab;
a+ab+b=(a+b)-ab=(a-b)+3ab=(a+)+(b);
a+b+c+ab+bc+ca=[(a+b)+(b+c)+(c+a)]
a+b+c=(a+b+c)-2(ab+bc+ca)=(a+b-c)-2(ab-bc-ca)=…
结合其它数学知识和性质,相应有另外的一些配方形式,如:
1+sin2α=1+2sinαcosα=(sinα+cosα);
x+=(x+)-2=(x-)+2 ;…… 等等。
例1. 已知长方体的全面积为11,其12条棱的长度之和为24,则这个长方体的一条对角线长为_____。
A. 2 B. C. 5 D. 6
【分析】 先转换为数学表达式:设长方体长宽高分别为x,y,z,则 ,而欲求对角线长,将其配凑成两已知式的组合形式可得。
【解】设长方体长宽高分别为x,y,z,由已知“长方体的全面积为11,其12条棱的长度之和为24”而得:。
长方体所求对角线长为:===5
所以选B。
【注】本题解答关键是在于将两个已知和一个未知转换为三个数学表示式,观察和分析三个数学式,容易发现使用配方法将三个数学式进行联系,即联系了已知和未知,从而求解。这也是我们使用配方法的一种解题模式。
例2. 设方程x+kx+2=0的两实根为p、q,若()+()≤7成立,求实数k的取值范围。
又 ∵p、q为方程x+kx+2=0的两实根, ∴ △=k-8≥0即k≥2或k≤-2
综合起来,k的取值范围是:-≤k≤- 或者 ≤k≤。
【注】 关于实系数一元二次方程问题,总是先考虑根的判别式“Δ”;已知方程有两根时,可以恰当运用韦达定理。本题由韦达定理得到p+q、pq后,观察已知不等式,从其结构特征联想到先通分后配方,表示成p+q与pq的组合式。假如本题不对“△”讨论,结果将出错,即使有些题目可能结果相同,去掉对“△”的讨论,但解答是不严密、不完整的,这一点我们要尤为注意和重视。
例3. 设非零复数a、b满足a+ab+b=0,求()+() 。
【分析】 对已知式可以联想:变形为()+()+1=0,则=ω (ω为1的立方虚根);或配方为(a+b)=ab 。则代入所求式即得。
【注】 本题通过配方,简化了所求的表达式;巧用1的立方虚根,活用ω的性质,计算表达式中的高次幂。一系列的变换过程,有较大的灵活性,要求我们善于联想和展开。
【另解】由a+ab+b=0变形得:()+()+1=0 ,解出=后,化成三角形式,代入所求表达式的变形式()+()后,完成后面的运算。此方法用于只是未联想到ω时进行解题。
假如本题没有想到以上一系列变换过程时,还可由a+ab+b=0解出:a=b,直接代入所求表达式,进行分式化简后,化成复数的三角形式,利用棣莫佛定理完成最后的计算。
【专题训练】
1. 在正项等比数列{a}中,asa+2asa+aa=25,则 a+a=_______。
2. 方程x+y-4kx-2y+5k=0表示圆的充要条件是_____。
A. <k<1 B. k<或k>1 C. k∈R D. k=或k=1
3. 已知sinα+cosα=1,则sinα+cosα的值为______。
A. 1 B. -1 C. 1或-1 D. 0
4. 函数y=log (-2x+5x+3)的单调递增区间是_____。
A. (-∞, ] B. [,+∞) C. (-,] D. [,3)
5. 已知方程x+(a-2)x+a-1=0的两根x、x,则点P(x,x)在圆x+y=4上,则实数a=_____。
【简解】 1小题:利用等比数列性质aa=a,将已知等式左边后配方(a+
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