中学入学考试数学中存在问题的解决方法探讨_数学论文

中考数学中存在性问题的解法探讨,本文主要内容关键词为:解法论文,中考论文,性问题论文,学中论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。

存在性问题通常分为肯定型、否定型和讨论型三种。常用的解法一般有以下几种:

一.直接法:

直接法是根据问题提供的信息,运用已知的知识和方法,通过计算或逻辑推理,从而求出或证得符合条件的结论或否定结论存在。

例1设a、b、c是三角形的三边,试求方程b[2]x[2]+(b[2]+c[2]-a[2])x+c[2]=0的实数解。

解:∵a、b、c是三角形的三边,∴b[2]≠0。

又知三角形两边之和大于第三边,

∴△=(b[2]+c[2]-a[2])[2]-4b[2]c[2]=(b+c+a)(b+c-a)(b-c-a)<0。

∴方程不存在实数解。

二.分析法:

用分析法解答肯定型和讨论型存在性问题的一般思路是“假设存在——演绎推理——得出结论(合理或矛盾)”从而对“是否存在”做出准确的判定和正确的推断。

例2如图1,已知抛物线y=ax[2]+bx+c经过原点O,与直线y =kx+4相交于A(1,m)、B(2,2)两点,又与x轴交于c点。

(1)求直线和抛物线的解析式;

(2)在x轴上方的抛物线是否存在点D,使得S[,△OCD]=(9/16)S[,△OCB],如果存在,请求出所有满足条件的点D的坐标,如果不存在,请说明理由。

解:(1)直线解析式为y=-x+4,抛物线解析式为y=-2x[2]+5x。

(2)设D(x,y)是符合条件的点,依题意,得(1/2)·│OC│·y=(9/16)·(1/2)·│OC│·2,∴y=9/8

∵D是抛物线上的点,∴-2x[2]+5x=9/8,

解得,x=9/4,或x=1/4

∴在x轴上方的抛物线上存在点D,使S[,△OCD]=(9/16)S[,△OCB]。

D点坐标为(9/4,9/8)或(1/4,9/8)。

三.构造法:

以原始问题的情境特点为依托,通过观察、联想、提炼加工,建立新的数学模型,使问题在新的关系中实现转化,从而导出正确的结果。

例3求证:对任一矩形A,总存在一个矩形B,使得矩形B和矩形A的周长和面积比都等于常数K(K≥1)。

分析:设矩形B及A的长和宽分别是x、y及a、b,为证明满足条件的

┌x+y=K(a+b),

矩形B存在,只需证明方程组〈

(K、a、b 为已知数)

└xy=Kab

有正实数解即可。

联想到二次方程的韦达定理,∴x、y可以看作二次方程z[2]-K(a+b)z+Kab=0的两根,

∵K≥1,故判别式

△=K[2](a+b)[2]-4Kab≥K[2](a+b)[2]-4K[2]ab

=K[2](a-b)[2]≥0

∴上述二次方程有两实数根z[,1]、z[,2]。

又z[,1]+z[,2]=K(a+b)>0,z[,1]·z[,2]=Kab>0

从而,z[,1]>0,z[,2]>0,即方程组恒有x>0,y>0的解,所以矩形B总是存在的。

四.从特殊到一般的方法

有些存在性问题从一般情况思考很难得出结论,如果联想它的特殊情况,如特殊数值、特殊位置的点、特殊图形等,从研究特殊情况入手,通过观察、分析、类比,便可归纳、发现问题的一般结论或解题途径,这就是特殊到一般的方法,也称经验归纳法。

由以上分析可知△DEF三边上满足条件的P点仅有两点P[,1]和P[,2]。

五.分类讨论法:

根据数学研究对象本质属性的共同点和差异,分成几类情况,再按层次逐级讨论,最后通过综合归纳出正确结论。

分类讨论解题方法直观,逻辑性强,可避免漏解或重解,在数学解题中有广泛应用。

例5 当a>0且b>a+c时,求证方程ax[2]+bx+c=0 必有两个不同的实数根。

略证:根据c的取值范围,本题应分两种情况讨论

(1)如果c≥0,则a+c>0,∵b>a+c,∴b[2]>(a+c)[2],于是△=b[2]-4ac>(a+c)[2]-4ac=(a-c)[2]≥0,即△>0。

(2)如果c<0,则ac<0,△=b[2]-4ac≥-4ac>0,仍有△>0。

综上所述,恒有△>0,故原方程必有两个不同的实根。

六.反面求解法:

有些存在性问题用直接推理法有较大困难,运用求异思维,从反面考虑,往往有化隐为显,化难为易的功效。

例6 在△ABC中,BC=a,AC=b,AB=c,且c为最大边, 如果accosA+bccosB<4S,(其中S为△ABC的面积)。

求证:△ABC为锐角三角形。

分析:如果从正面考虑,∵c是最大边,故∠C是最大角, 要证△ABC为锐角三角形,就需证明∠C是锐角。为此需证明cosC>0。过程比较复杂,如从反面来考虑,即最大角∠C不是锐角,而是直角或钝角, 结论一举可得。

设∠c=90°,则在Rt△ABC中,

accosA+bccosB=ab+ab=2ab=4S

与accosA+bccosB<4S矛盾。

如设∠C>90°,而

accosA+bccosB>ab+ab=2ab>2absinC=4S,也与已知条件矛盾。

故∠C不可能为直角或钝角。

∴△ABC为锐角三角形。

七.作图法:

根据问题条件中数量关系的几何意义画出相应图形,根据几何作图及对图形性质的分析作出判断,从而使问题解决。

例7以线段a=16、b=13、c=10、d=6为边,且使a∥c作四边形,这样的四边形能作多少个?

分析:如图,若这样的四边形ABCD存在,AB=16、AD=13、DC=10、CB=6,且AB∥CD,作CE∥AD,△CEB应存在,但此时BC=BE=6,EC=13,6+6<13,与三角形边的关系矛盾。

∴这样的四边形不存在。

八.抽屉法:

根据问题的特征,运用抽屉原理解题。

例8任意三个整数中,至少有两个整数的和(或差)一定是偶数。

解:从整数奇偶性考虑,可将整数分成奇、偶两类,由抽屉原则,必有一类至少含有两个数,它们的奇偶性相同,同奇偶的两数的和(差)必定是偶数。

注意:整数除按奇偶性分类外,还可按完全平方数与非完全平方数、质数与合数、奇数与2 的非负数整数幂的乘积等分类方式构造“抽屉”。

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