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四 转化与化归思想
——化繁为简,峰回路转
转化与化归的原则 常见的转化与化归的方法
1.熟悉化原则 2.简单化原则 3.直观化原则 4.正难则反原则 1.直接转化法2.换元法3.数形结合法4.构造
法5.坐标法6.类比法7.特殊化法8.等价问题
法9.加强命题法10.补集法
转化与化归思想就是在研究和解决有关数学问题时,采用某种措施将问 题转化,进而使问题得到解决的一种数学思想 应用1 正与反的相互转化
[例1] 已知函数在区间上不单调,则实数 的
取值范围为_______.
,
【解析】 方法一:由题意得, .
①若函数在区间 上单调递增,
则在 上恒成立,
即当时, 恒成立,
则,所以 ;
②若函数在区间 上单调递减,
则在 上恒成立,
即当时, 恒成立,
则,所以 .
综上,若函数在区间 上单调,
则实数的取值范围为或 .
所以若函数在区间 上不单调,
则实数的取值范围为, .
方法二:由得 .
由于函数在区间 上不单调,
故,使 ,
即, ,
故实数的取值范围为, .
(1)本题是正与反的转化,可先求出其反面情况,遵循“正难则反”的原则.
(2)题目若出现多种成立的情形,则不成立的情形相对较少,从反面考虑较
简单,因此,间接法多用于含有“至多”“至少”及否定性命题情形的问题中.
[对点训练]
1.若“,”为假命题,则实数 的取值范围为_____.
,
解析:由条件可知“, ”为真命题,则
,解得 .
2.已知甲、乙两人三分球投篮的命中率分别为0.4和 ,则他们各投两个
三分球,至少有一人两球都投中的概率为_____.
0.37
解析:设“甲两个三分球都投中”为事件 ,“乙两个三分球都投中”为事件
,“至少有一人两球都投中”为事件,则, ,
,,,由题可知,事件 与事
件 互相独立,所以
,所以至少
有一人两球都投中的概率为0.37.
应用2 常量与变量的相互转化
[例2] 已知函数, ,其中
是的导函数.对任意,都有,则实数 的取值
范围为________.
,
【解析】 由题意知
,令
, .
由题意得即
解得 .
故实数的取值范围为, .
(1)本题是把关于的函数转化为区间内关于 的一次函数的问题.
(2)在处理多变元的数学问题时,我们可以选取其中的常数(参数),将其
看成“主元”,而把其他变元看成常量,从而达到减少变元简化运算的目的.
[对点训练] 对于满足的所有实数 ,使不等式
恒成立的实数 的取值范围是___________________.
解析:由题意设,,则当 时,
,所以 .
在上恒成立,等价于即
解得或.故实数的取值范围为 .
应用3 特殊与一般的相互转化
[例3] (1)过抛物线的焦点,作一直线交抛物线于 ,
两点.若线段与的长度分别为,,则 ( )
C
A. B. C. D.
【解析】 抛物线的标准方程为 ,
焦点为, .
取特殊情况,过焦点作直线垂直于轴(图略),直线与抛物线交于 ,
两点,
则,所以 .
(2)已知函数满足对,,有 ,
且,则 ( )
D
A.2 B.3 C.6 D.9
【解析】 方法一:令,得 ,
令,得 ,
令,,得 ,
令, ,
得 ,
解得 .
方法二:取,满足及 ,
所以 .
(1)一般问题特殊化,使问题处理变得直接、简单.特殊问题一般化,可
以使我们从宏观整体的高度把握问题的一般规律,从而达到成批处理问题
的效果.
(2)对于某些选择题、填空题,如果结论唯一或题目提供的信息暗示答
案是一个定值时,可以把题中变化的量用特殊值代替,即可得到答案.
[对点训练] 1.已知一个等差数列的前项和为48,前项和为60,则它
的前 项和为( )
D
A. B.84 C.72 D.36
解析: 选D.方法一(直接法)因为数列是等差数列,所以 ,
,也是等差数列,所以 ,
即,解得 .
方法二(特值法)选项中不含,故本题答案与的取值无关,可对 取
特殊值,如,此时, ,
,所以前 项和为36.
2.设四边形为平行四边形,,.若点, 满足
,,则 ( )
C
A.20 B.15 C.9 D.6
解析: 选C.方法一(特例法)若四边形 为矩
形,以A为坐标原点建立平面直角坐标系,如图1.
由, ,
知, ,
所以, ,
则 .
方法二:如图2所示,由题设知,
,
,
所以
.
应用4 函数、方程、不等式之间的相互转化
[例4] 若不等式(为参数)在上有解,则实数
的取值范围是( )
C
A., B. , C., D.
【解析】 若 因为关于的不等式在 上有解,所以
(为参数)在 上有解.
设,,易得在区间 上单调递减,
所以有最小值,为 ,
所以实数的取值范围是, .
借助函数、方程、不等式进行转化与化归可以将问题化繁为简,一般
可将不等式关系转化为最值(值域)问题,从而求出含参变量的范围.
[对点训练] 已知,,,则 的最小值为___.
6
解析:方法一:由已知得 ,
即 ,
当且仅当,即, 时取等号,
令,则且 ,
解得,即 .
故 的最小值为6.
方法二:因为 ,
当且仅当,即, 时取等号.
所以 ,
所以 ,
又,,所以 ,
所以,所以 ,
即 的最小值为6.