一. 构造函数解题
例1. (1)在实数范围内解
。
(2)解不等式
方程与不等式都是高次的,展开求解是不现实的。根据其自身特点,分别作适当的变形,然后构造函数,再利用函数的有关性质求解。
(1)原方程变形为
。
设函数
,上述方程即为
。
由于
在
上是单调增函数,故若
,则必有
成立。因此
,即
,故原方程有唯一解。
(2)设
,
,易证f(x)在区间
上为增函数。
,
为奇函数,从而f(x)在区间
上为增函数,
原不等式可化为
,即
,即
。
说明:函数的单调性和奇偶性是函数的两个十分重要的性质,要熟练掌握函数的图象的几何特征和代数含义,它们在研究方程、不等式中经常用到。
二. 构造一元二次方程解题
例2. 已知
三内角A、B、C的大小成等差数列,且
,求A、B、C的大小。
由题知,联想到
,由A、B、C成等差数列,得
,故
。
是方程
的两根,得
。当A<c时,</c
,得
;当
时,
,得
,
,
。
说明:由根与系数的关系来构造一元二次方程是最常见的思路,不可忽视。
三. 构造数列解题
例3. 已知
,求满足
的正整数n的取值范围。
解析:
因此可知数列
是以
为首项,以
为公比的等比数列。
。
,得
。所求n的取值范围是。
说明:有一些与数列有关的问题或看似无关的问题(变量为正整数的函数),通过巧妙地构造出一个数列,其问题的本质能更好地凸显出来,并能用数列的有关知识较简捷地解答。
四. 构造几何图形解题
例4. 试证:对任何
,都有
,当有仅当
时等号成立。
观察题目特点,从
联想到余弦定理,可以构造三角形,同理,另两个根式也可构造三角形,利用几何图形进行证明。
根据题意构造图形(如上图),其中AB=a,BC=c,BD=b,
,由余弦定理得:
在
中,
,则
。但当A、D、C三点共线时等号成立,此时,
,即
。
,即
说明:本题若不构造一个三角形,而是运用三角知识解题,直接将两边平方,则无论是用综合法还是分析法,不仅计算过程十分复杂,而且很不容易说明。
例5. 设关于
的方程
在区间(0,
)内有相异的两个实根
。求实数a的取值范围。
设
,则由题设知,直线
与圆
有两个不同的交点A(
)和B(
)。
即原点O到直线
的距离小于1,即
。
解得:
。
又因为
、
,且
,直线不过点(1,0),即
。
所以
,即
说明:将代数问题构造平面图形后,用平面解析几何的有关知识解题,实际上是数形结合思想的灵活应用。
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,