轉化思想是一種重要的數(shù)學思想,它蘊涵著極其豐富的內容,應用非常廣泛.在解數(shù)學題時,運用轉化思想可化繁為簡,把握解題的關鍵,突破解題的難點,探明解題的思路,獲得新穎、獨特的解題方法,從而提高解題的能力.可見,轉化思想確實是解題的一把靈巧的金鑰匙,現(xiàn)舉例說明如下.
一、一般問題特殊化
例1:方程(m+1)x4-(3m+3)x3-2mx2+18=0 對任何實數(shù)m都有一個共同的實數(shù)解,試求這個實數(shù)解.
分析:本題應抓住兩個關鍵詞:一是“任何實數(shù)”,二是“一個共同的解”,這樣就可以把一般問題轉化成特殊問題來解.
解:因為m為任何實數(shù),不妨取m=-1 和m=0兩種情形,將 m=-1代入原方程,得:2x2-18=0,
解這個方程,得:x=±3;
將m=0代入原方程,得:x4 -3x3=0,
解這個方程,得: x=0或x=3.
因為這兩個方程只有公共解x=3,所以方程共同的實數(shù)解是x=3.
二、不等問題相等化
例2:已知不等式a2+b2+c2+4≤ab+3b+2c,求滿足不等式的實數(shù)a、b、c的值.
分析:一個不等式,三個待定未知量,不免令人困惑,但仔細揣摩條件,變換思考角度,不難想到向相等方面轉化.
解:因為a2+b2+c2+4≤ab+3b+2c可變形為:
(a-)2+3(-1)2+(c-1)2≤0,
所以, a-=-1=c-1=0,
所以a=1,b=2,c=1 .
三、方程問題不等式化
例3:一個邊數(shù)是奇數(shù)的凸多邊形中,除兩個內角外,其余內角和為2 390°,求這個多邊形的邊數(shù).
分析:此題如用方程解,難于下手,如根據(jù)多邊形內角和定理及內角的取值范圍來,求邊數(shù)的取值范圍,可迎刃而解.
解:設這個多邊形的邊數(shù)為n,由于多邊形每個內角大于0°且小于180°,根據(jù)多邊形內角和定理得:2 390°<(n-2)×180° <2 390°+180°×2,
解這個不等式,得:15<n<17 ,
又因為n是奇數(shù),故n=17,這個多邊形是17邊形.
四、函數(shù)問題方程化
例4:已知拋物線y=x2-5mx+4m2 ( m為常數(shù)),求證:此拋物線與x軸一定有交點.
分析:要證拋物線與x軸有交點,可以轉化成證明一元二次方程一定有實數(shù)解的問題.
解:若x2-5mx+4m2=0 ,
則?駐=(-5m)2-16m2=9m2≥0,
即一元二次方程x2-5mx+4m2=0 有實數(shù)解,
故知拋物線y=x2-5mx+4m2與x軸一定有交點.
五、正面問題反面化
例5:設三個二次方程x2+4mx+4m2+2m+3=0,x2+(2m+1)x+m2=0,(m-1)x2+2mx+m-1=0,它們中至少有一個方程有實根,求m的取值范圍.
分析:此題從正面入手,須要分多種情況進行討論,運算相當繁冗,不如變換思考角度,從反面突破.
解:若三個方程均無實數(shù)根,則:
?駐1=(4m)2-4(4m2+2m+3)<0,
?駐2=(2m+1)2-4m2<0,
?駐3=4m2-4(m-1)2<0.
解得:-<m<- ,
所以符合題意的m的取值范圍為:
m≤-或m≥-.
六、變量問題常量化
例6:解方程:x3+10x2+25x+4=0.
分析:這是關于x 的三次方程,想通過降次解出x很不容易,若把常量a視為變量,把變量x視為常量,問題可迎刃而解.
解:把原方程變?yōu)椋簒×52+(2x2+1)×5+(x3-1)=0.
解關于5的一元二次方程得:
5=-x+1,或5= ,
由此得:x1=-4 ,x2=-3+2,x3=-3-2 .