高中数学竞赛题解题方法

时间:2021-01-14 13:29:17 高中数学 我要投稿

高中数学竞赛题解题方法

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高中数学竞赛题解题方法

  配方法

  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)2=a2+2ab+b2,将这个公式灵活运用,可得到各种基本配方形式,如:

  a2+b2=(a+b)2-2ab=(a-b)2+2ab;

  b3a2+ab+b2=(a+)2-ab=(a-b)2+3ab=(a+)2+(b)2; 22

  1a2+b2+c2+ab+bc+ca=[(a+b)2+(b+c)2+(c+a)2] 2

  2222a+b+c=(a+b+c)-2(ab+bc+ca)=(a+b-c)2-2(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)2;

  111x2+2=(x+)2-2=(x-)2+2 ;?? 等等。 xxx

  Ⅰ、再现性题组:

  1. 在正项等比数列{an}中,a1?a5+2a3?a5+a3?a7=25,则 a3+a5=_______。

  2. 方程x2+y2-4kx-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sin4α+cos4α=1,则sinα+cosα的值为______。

  A. 1 B. -1 C. 1或-1 D. 0

  4. 函数y=log1 (-2x2+5x+3)的单调递增区间是_____。

  A. (-∞, ] B. [,+∞) C. (-,] D. [,3)

  5. 已知方程x2+(a-2)x+a-1=0的两根x1、x2,则点P(x1,x2)在圆x2+y2=4上,则实数a=_____。

  【简解】 1小题:利用等比数列性质am?pam?p=am2,将已知等式左边后配方(a3+a5)2易求。答案是:5。

  2小题:配方成圆的标准方程形式(x-a)2+(y-b)2=r2,解r2>0即可,选B。 3小题:已知等式经配方成(sin2α+cos2α)2-2sin2αcos2α=1,求出sinαcosα,然后求出所求式的平方值,再开方求解。选C。

  4小题:配方后得到对称轴,结合定义域和对数函数及复合函数的单调性求解。选D。

  5小题:答案3-。

  Ⅱ、示范性题组:

  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?2(xy?yz?xz)?11 ,而欲求对角线长x2?y2?z2,将其配凑成两已知式的组合?4(x?y?z)?24?

  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

  ?2(xy?yz?xz)?11条棱的`长度之和为24”而得:?。 ?4(x?y?z)?24

  长方体所求对角线长为:x2?y2?z2=(x?y?z)2?2(xy?yz?xz)=62?11=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x2+kx+2=0的两实根为p、q,若(p2q2)+()≤7成立,求实qp

  数k的取值范围。

  【解】方程x2+kx+2=0的两实根为p、q,由韦达定理得:p+q=-k,pq=2 , p2q2[(p?q)2?2pq]2?2p2q2(p2?q2)2?2p2q2p4?q4

  ()+()====qp(pq)2(pq)2(pq)2

  (k2?4)2?8≤7, 解得k≤-或k≥ 。 4

  又 ∵p、q为方程x2+kx+2=0的两实根, ∴ △=k2-8≥0即k≥22或k≤-22

  综合起来,k的取值范围是:-≤k≤-22 或者 22≤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。

  ba例3. 设非零复数a、b满足a2+ab+b2=0,求()1998+()1998 。 a?ba?b

  aaa【分析】 对已知式可以联想:变形为()2+()+1=0,则=ω (ω为bbb

  1的立方虚根);或配方为(a+b)2=ab 。则代入所求式即得。

  aa【解】由a2+ab+b2=0变形得:()2+()+1=0 , bb

  a1b设ω=,则ω2+ω+1=0,可知ω为1的立方虚根,所以:=,ω3=ba?3=1。

  又由a2+ab+b2=0变形得:(a+b)2=ab ,

  baaba2

  999b2

  99919981998所以 ()+()=()+()=()999+()999=ωa?bbaa?babab

  999+999=2 。

  【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。

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