數學解題技巧與思維方法

1、巧設

在解題中對所求的未知數,未知量或未知式要精心設計,以達到解題過程的盡可能簡單和方便。

例1已知四個連續整數之積為a,求這四個數。

分析:這是一個以1為公差的等差數列連續四項的乘積問題。按一般設法將出現奇次項的四次方程,不易求解。考慮到首末兩項差的一半和中間兩項差的一半分別為1、5和0、5,為此可設連續四項為(x-1、5),(x-0、5),(x-0、5),(x+1、5),使其等距離的兩項之積構成平方差公式,得出一個易解的特殊四次方程。

解:當a≠0時,設四個連續整數分別為

(x-1、5),(x-0、5),(x+0、5),(x+1、5)

依題意有

(x-1、5),(x-0、5),(x+0、5),(x+1、5)=a

x4-(0、52+1、52)x2+0、52×1、52=a

所以x4-2、5x2+(0、5625-a)=0

由求根公式得x2=1、25±1+a,顯然a≥24,式中不能取負號。

從而x=±1、25+1+a。當僅且當1、25+1+a為平方數時,才得到所求的四個連續整數為:

1、25+1+a-1、5,1、25+1+a-0、5,

1、25+1+a+0、5,1、25+1+a+1、5,

或-1、25+1+a-1、5,-1、25+1+a-0、5,-1、25+1+a+0、5,-1、25+1+a+1、5,當a=0時,可設四個連續整數為:n,(n+1),(n+2),(n+3),易得四組解。

例2已知a+b+c、a+b-c、a+c-b、b+c-a成等比數列,求證其公比是方程x3+x2+x-1=0的根。

分析:如果用公比q=a+b-ca+b+c直接代入方程檢驗,那麼,計算十分麻煩。如果注意到等比數列通項與首項的關係:an=a1qn-1,可得:

qn-1=ana1。那麼,驗證計算就簡便得多。

證明:設公比為q,則q=a+b-ca+b+c;q2=a+c-ba+b+c;q3=b+c-aa+b+c、∴x3+x2+x-1=q3+q2+q-1=b+c-aa+b+c+a+c-ba+b+c+a+b-ca+b+c-1=0,這就證明了數列公比確是方程的根。

2、巧配

在解題過程中,對有關項進行巧妙的分項、組合,或在分式的分子、分母乘上適當的代數式,使其配成易於應用公式或易於求解的形式。

例3求cos20°cos40°cos80°之值。

分析:題中出現的3個角都不是特殊角,但有一個特點:後一個是前一個的2倍,而且都是餘弦函數的連乘積,自然想到應用三角函數公式的倍角公式,對照時發現缺少了正弦項,原式乘上巧配這項問題便解決了。

解:

原式=2sin20°cos20°cos40°cos80°2sin20°

=2sin40°cos40°cos80°4sin20°

=2sin80°cos80°8sin20°

=sin160°8sin20°=sin20°8sin20°=1〖〗8、

3、巧變

在數、式的計算或變形過程中,隨時都要圍繞題意要求,采取靈活多變的方法。尤其象“0”、“1”等這些在數學中具有特殊地位的數,如能靈活應用,將使問題便於解答。

例4、求證

(1+tg1°)(1+tg2°)……

(1+tg43°)(1+tg44°)=222、

分析:等式的左邊是44個因式的連乘積,正好為右邊2的指數的2倍,因此如能證得每兩個因式之積為2,則問題就解決了。注意到44個因式中,角的度數構成一個等差數列,且首尾等距離的兩角之和是45°,這是一個特殊角,其正切值是1,我們就從1出發。

證明由1=tg45°=tg(1+44°)

=tg1°+tg44°1-tg1°tg44°,

可得tg1°+tg44°=1-tg1°tg44°,

即tg1°+tg44°+tg1°tg44°=1(1)

兩邊加上1:

(1+tg1°)+tg44°(1+tg1°)=2(2)

所以(1+tg1°)(1+tg44°)=2

同理可得(1+tg2°)(1+tg43°)=2

(1+tg3°)(1+tg42°)=2;

……

(1+tg22°)(1+tg23°)=2。

將上述22個等式兩邊分別相乘便有

(1+tg1°)(1+tg2°)……(1+tg43°)(1+tg44°)=222