整体思想的解题策略
文档编制序号:[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]
整体思想的解题策略
人们在考虑问题时,通常把一个问题分成若干个简单的小问题,尽可能地分散难点,然后再各个击破,分而治之。本文所要介绍的解题方法与上述习惯方法恰恰相反。在解题时,细察命题的外形,把握问题的特征,展开联想,将各个局部因素合而为一,创设整体或整体处理,从而达到问题的解决,此方法称为整体思想方法。这种方法运用得当,常能化难为易,使解题思路出现豁然开朗的情景,达到快捷、简便的解题目的。
一、构造整体
在解题中,注意到问题的特征、创设整体,从而使问题得到解决。 例1:证明
11352n?1××…×< 2462n2n?11352n?12462n证:设M=××…×,N=××…×,显然M<N
2462n3572n?11352n?12462n1则MN=(××…×)(××…×)=
2462n3572n?12n?1∵M2<MN ∴M2<
11 故M< 2n?12n?1评注:本解法抓住M,N这两个整体,使问题得到解决。本题还可以用数学归纳法证明,但显然较为繁琐。
例2:设三个方程ax2+bx+c=0,bx2+cx+a=0,cx2+ax+b=0有公共实数解,求实数a、b、c之间的关系。
解:设三个方程的公共实数根为x0,则 ax02+bx0+c=0 ① bx02+cx0+a=0 ② cx02+ax0+b=0 ③
①+②+③ (a+b+c)( x02+x0+1)=0
13∵x02+x0+1=(x0+)+>0,∴a+b+c=0
24评注:本题欲求a、b、c关系,似乎难以下手,若能构造a+b+c这一整体,使问题的解决豁然开朗。
二、整体求解
解题过程中,视所求问题为一整体,根据条件的结构特征,合理变形,直接得到问题的答案。
例3:设有四个数,其中每三个数之和分别为22、20、17、25,求此四个数。 解:设此四个数之和为x,则得方程
(x-22)+(x-20)+(x-17)+(x-25)=x,解得x=28 ∴四数依次为8、3、6、11
评注:本题解法考虑到四数之和——问题的整体,可使问题中四个数变为只是一个未知数,从而使问题得到有效的解决。本题若按通常解题习惯,须分别设四个数,然后列出四个方程所组成方程组,解题较繁。
例4:已知2sinα-cosα=1,求解:设
sin??cos??1的值
sin??cos??1sin??cos??1=k,则(1-k)sinα+(1+k)cosα=k-1①
sin??cos??1又2sinα-cosα=1 ②
3k?32k cosα=(k≠3)
3?k3?k2k23k?32
由()+()=1 解得k=0或k=2
3?k3?k解①②得sinα=故原式的值为0或2 评注:本解法利用
sin??cos??1=k这一整体进行求解,能简捷解决问题。本题若
sin??cos??1由已知条件2sinα-cosα=1及sin2α+cos2α=1联立解得sinα、cosα的值,再代入求值,计算较为繁琐。
例 5、三棱锥S-ABC的个侧面互相垂直,它们的面积分别是6m2,4m2,和3m2,求它的体积。
解 如图,设S-ABC的三侧棱长 分别为xm,ym,zm,体积为Z, 则由题意得
S
111xy=6, yz=4, zx=3 22211∴得(xyz)2=(24)2, 则V=xyz=×24=4m3
66
A
B
C
注 本题没用解方程组的方法,先求x,y,z,而将xyz视为一整体求值,故简捷而巧妙。
例 6、球面内接圆台的高为h,球心到母线的距离为p,则球内接圆台的侧面积 S=2πph
分析与证明:如图,需求的 是S=π(r’+r)l ① ,但r’,r,l均未知, A 下面寻找它们与已知量h,p的关系。 为此作辅助线,将r’,r,l,h,p 都集中到有联系的图形之中。 (1)作DD’⊥AB ? DD’=h
(2)作EO⊥AD ?E为AD的中点(垂直于弦的半径平分弦)
r'?r(3)作EE⊥OO ? EE=
2‘
’
‘
D C D C B A B 在Rt △DD‘A和Rt △EE‘O中 DA⊥OE
DD‘⊥EE‘ ?∠ADD‘=∠OEE‘ ∠ADD‘,∠OEE‘为锐角
r?r'hEE'DD'‘‘
? 即 2? ?△DDA∽△EEO?plOEAD?(r+r’)l=2ph ② ②代入①得 S=2πph
注 按常规解法,必须把r,r’,l分别用p,h表示出来,但这样做相当困难,且几乎是不可能的。此时我们便该调整思路,用整体思想,将(r+r’)l视为一整体来求值,这样问题便巧妙的得到解答。
三、整体换元
在解题中,往往巧设某一整体为辅助元或未知元,或将某未知元整体用另一些未知元整体代换,寻求解题思路。
例7:等差数列{an}、{bn}的前n项和分别为Sn和Tn,若求limn??Sn2n= Tn3n?1an的值。 bn解:∵a1?a2n?1?2an,b1?b2n?1?2bn
1(a?a2n?1)an21∴==bn1(b1?b2n?1)2=
1(2n?1)(a1?a2n?1)S2=2n?1 1T2n?1(2n?1)(b1?b2n?1)22(2n?1)4n?2an2=,∴lim? n??3(2n?1)?16n?2bn3评注:本解法是根据等差数列的性质,m、n、p、q∈N,且m+n=p+q时,则am+an=ap+qq,再将其作为一个整体代入,灵活又简便。
例8、:已知f(x)=x5+ax3+bx 8,且f( 2)=10,求f(2) 解: 设g(x)=f(x)+8=x5+ax3+bx
注意到g(x)= g( x),即g(x)是奇函数,因此, g(2)= g( 2) ∴f(2)=g(2) 8= g( 2) 8= [f( 2)+8] 8= 26