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变化角度思考问题
武汉六中 姬义波
有些问题,如果从正面思考往往绞尽心智也寸步难行,若遇到这种情况时,不妨改变一下思维习惯,从不同的方向去考虑问题,以此冲破思维定势的束缚,把我们的解题思路导向光明。下面举例说明改变思考角度的几种常见方法。
一、直接求解有思维困难时,考虑间接求解
[例1] 已知四边形ABCD的对角线AC⊥BD,H为垂足,∠BAD与∠BCD的角平分线都通过BD上的G点,且AB≠AD,试证:⊿ABD≌⊿CBD。
分析:此题直接证明难于找到突破口,考虑角平分线此桥梁,则容易找到解题途径。
证明:∵AC⊥BD ∴⊿ABH、⊿ADH、⊿BCH、⊿CDH皆为Rt⊿
∴AB2-AD2=(BH2+AH2)-(AH2+DH2)
=BH2-DH2=(BH2+CH2)-(DH2+CH2)
=BC2-CD2 ①
∵GA与GC分别是∠BAD与∠BCD的角平分线,
∴ ②
把②代入①得:,∴AD=CD
再由②得AB=BC,∴⊿ABD≌⊿CBD
[例2] 已知是方程的一个根,求的个位数字。
分析:同样直接解无法突破,而观察,不难看到解题途径
解:∵是方程的一个根
∴,而(在实数范围内),则
∴,,故的个位数字是7
二、顺推有困难时,考虑逆推
[例3] 设100个实数满足,并且已知,求的值。
分析:若将解出来很是繁琐,如果先考虑为一整体,再据理倒推,则容易得解。
解:由得
当时,,当时,
当时,,当时,, ……
当时,,当时,
综上加得:
则
而当时,
故
[例4] 把一堆西瓜的一半又半个分给第一人,再把剩下的一半又半个分给第二人,……,把每一次所剩西瓜的一半又半个分给下一个人,照此下去分给第9人后恰好分完。问这堆西瓜至少有多少个?
分析:因为第9次分完后就知道没有剩余了,而题意中又有一种递推关系,所以倒着想把问题给简化了。
解:设这堆西瓜至少的个,分给第个人后剩下的西瓜为,则
由于分给第9人后恰好分完,则,于是可推知
即这堆西瓜至少有511个。
三、探求可能性有困难时,探求不可能性
[例5] 已知方程和中,至少有一个方程有实数根,求的取值范围。
分析:如果逐一讨论每个方程较为繁杂,若从反面来看,就只研究两个方程中均无实根的情况,显然简单得多。
解:若两个方程均无实根,则
,那么则此不等式组无解集
说明找不到这样的实根使得两个方程均无实根
故当为任意实数时上述两个方程中至少有一个方程有实根
四、用常规方法难于求解时,考虑反常规方法
[例6] 设,
求的值。
分析:常规方法用杨辉三角公式展开后,再把系数相加,此种方法既繁又不实用,若采用赋值法则简单明白。
解:令,则
[例7] 若,
求证:
分析:常规方法难以寻找突破口,若把看成单位长为1的正方形内部一点,问题就迎刃而解了。
解:如图,在坐标系中构造正方形OABC,OA=1,
而位于正方形内,而正方形四个顶点的坐标为:
,则
由于三角形任两边之和大于第三边,故P点为AC与OB的交点时,
PO+PA+PB+PC的值最小,即
故
五、在小范围内寻解有困难时,考虑扩大范围
[例8] 设为正实数,且,证明:
分析:用代数方法解将很困难,注意到已知中的,则考虑用三角函数来破解。
证明:令,则
即
[例9] 试确定的整数部分的个位数字是几?
分析:直接判定无良方时,考虑的特性,再构造一个等式,
运用二项式定理推理则易得。
解:令,则由二项式展开化简得:
(M为自然数),
又因,所以,
那么的整整部分为,而的个位数字是零,
故的个位数字是9
总之,思考问题不能一味循规蹈矩,死搬书本,应该把思维的发散,延伸向更大的空间,且敢于打破束缚思路的框框,把代数、几何与三角诸方法综合,采用蟹状星云式的思维方式去探索,只有这样才能开拓思路,提高解题能力。
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