初中数学十大解题方法
下面介绍的解题方法,都是初中数学中最常用的,有些方法也是中学教学大纲要求掌握的。
1、配方法
所谓配方,就是把一个解析式利用恒等变形的方法,把其中的某些项配成一个或几个多项式正整数次幂的和形式。
通过配方解决数学问题的方法叫配方法。
其中,用的最多的是配成完全平方式。
配方法是数学中一种重要的恒等变形的方法,它的应用十分非常广泛,在因式分
解、化简根式、解方程、证明等式和不等式、求函数的极值和解析式等方面都经常用到它。
例题:
用配方法解方程x2+4x+1=0,经过配方,得到( )
A.(x+2) 2=5 B.(x-2) 2=5 C.(x-2) 2=3 D.(x+2) 2=3
【分析】配方法:若二次项系数为1,则常数项是一次项系数的一半的平方,若二次项系数
不为1,则可先提取二次项系数,将其化为1后再计算。
【解】将方程x2+4x+1=0,
移向得: x2+4x=- 1,
配方得: x2+4x+4=- 1+4,
即(x+2) 2=3;
因此选D。
2、因式分解法
因式分解,就是把一个多项式化成几个整式乘积的形式。
因式分解是恒等变形的基础,它作为
数学的一个有力工具、一种数学方法在代数、几何、三角等的解题中起着重要的作用。
因式分
解的方法有许多,除中学课本上介绍的提取公因式法、公式法、分组分解法、十字相乘法等外,还有如利用拆项添项、求根分解、换元、待定系数等等。
例题:
若多项式x2+mx-3因式分解的结果为( x-1)(x+3),则m的值为()A. -2 B. 2 C. 0 D. 1
【分析】根据因式分解与整式乘法是相反方向的变形,先将(x-1)(x+3)
乘法公式展开,再根据对应项系数相等求出m的值。
【解】∵x2+mx-3因式分解的结果为(x-1)(x+3),
即x2+mx-3=(x-1)(x+3),
∴x2+mx-3=(x-1)(x+3)=x2+2x-3,
∴ m=2;
因此选B。
3、换元法
换元法是数学中一个非常重要而且应用十分广泛的解题方法。
我们通常把未知数或变数称为元,所谓换元法,就是在一个比较复杂的数学式子中,用新的变元去代替原式的一个部分或改造原来的式子,使它简化,使问题易于解决。
例题:
已知(x2+y2+1)(x2+y2+3)=8,则x2+y2 的值为()
A.-5 或1 B.1 C.5 D.5 或-1
【分析】解题时把x2+y2 当成一个整体来考虑,再运用因式分解法就比较简单
【解】设x2+y2=t,t≥0,则原方程变形得
(t+1)(t+3)=8,化简得:
(t+5)(t-1)=0,
解得:t1=-5,t2=1
又t≥0
∴t=1
∴x2+y2 的值为只能是1.
因此选B.
4、判别式法与韦达定理
一元二次方程ax2+bx+c=0(a、b、c 属于R,a≠0)根的判别,△=b2-4ac,不仅用来判定根的性质,而且作为一种解题方法,在代数式变形,解方程(组),解不等式,研究函数乃至几何、三角运算中都有非常广泛的应用。
韦达定理除了已知一元二次方程的一个根,求另一根;已知两个数的和与积,求这两个数等简单应用外,还可以求根的对称函数,计论二次方程根的符号,解对称方程组,以及解一些有关二次曲线的问题等,都有非常广泛的应用。
注意:①△=b2-4ac<0,方程无实数根,即无解;②△=b2-4ac =0,方程有两个相等的实数根;③△=b2-4ac>0,方程有两个不相等的实数根。
例题:
当m 为什么值时,关于x 的方程(m2 - 4)x 2 + 2(m + 1)x + 1 = 0 有实根。
【分析】题设中的方程未指明是一元二次方程,还是一元一次方程,所以应分m2-4 =0 和m2- 4 ≠0 两种情形讨论。
【解】当m2- 4 =0 即m =±2 时,2(m + 1) ≠0,方程为一元一次方程,总有实根;
当m2- 4 ≠0 即m ≠±2 时,方程有根的条件是:
△=[2(m +1)]2 - 4(m2 - 4) = 8m + 20 ≥0,解得m≥-5 2
5
∴当m ≥ - 5
且m ≠ ±2 时,方程有实根。
2
综上所述:当m ≥ - 时,方程有实根。
2
5、待定系数法
在解数学问题时,若先判断所求的结果具有某种确定的形式,其中含有某些待定的系数,而后根据题设条件列出关于待定系数的等式,最后解出这些待定系数的值或找到这些待定系数间的某种关系,从而解答数学问题,这种解题方法称为待定系数法。
它是中学数学中常用的方法之一。
例题: 例1. 已知函数 y =
x 2 + 1
的最大值为 7,最小值为-1,求此函数式。
【分析】求函数的表达式,实际上就是确定系数 m 、n 的值;已知最大值、最小值实际是就是已知函数的值域,对分子或分母为二次函数的分式函数的值域易联想到“判别式法”。
【解】 函数式变形为: (y -m)x
2 -4 mx 2 + 4 3x + n
3 3
x+(y-n)=0,x∈R, 由已知得 y-m≠0 ∴ △=(-4
)2-4(y-m)(y-n)≥0即:y 2-(m+n)y+(mn-12)≤0①
不等式①的解集为(-1,7),则-1、7 是方程 y 2-(m+n)y+(mn-12)=0 的两根,⎧1 + (m +n) +mn -12 = 0
⎧m = 5
⎩ ⎧m = 1 代入两根得: ⎨
49 - 7(m + n ) + mn - 12 = 0 解得: ⎨n = 1 或⎨n = 5 ⎩ ⎩ ⎩
∴ y= x 2 + 1
或者 y = x 2 + 1
此题也可由解集(-1,7)而设(y +1)(y -7)≤0,即 y
2 -6y -7≤0,然后与不等式①比较系数 ⎧m + n = 6
而得: ⎨mn - 12 = -7 ,解出 m 、n 而求得函数式 y 。
6、构造法
在解题时,我们常常会采用这样的方法,通过对条件和结论的分析,构造辅助元素,它可以是一个图形、一个方程(组)、一个等式、一个函数、一个等价命题等,架起一座连接条件和结论的桥梁,从而使问题得以解决,这种解题的数学方法,我们称为构造法。
运用构造法解题,可以使代数、三角、几何等各种数学知识互相渗透,有利于问题的解决。
例题:
如图,在△ABC 中,∠B=2∠C ,∠BAC 的平分线交 BC 于点 D 。
求证:AB +BD =AC
【分析】若遇到三角形的角平分线时,常构造等腰三角形,借助等腰三角形的有关性质,往往能够找到解题途径。
【解】延长 CB 到点 F ,使 BF=AB ,连接AF ,则△BAF 为等腰三角形,且∠F=∠1.再根据三角形外角的有关性质,得出∠ABD=∠1+∠F , 即∠ABD=2∠1=2∠F ,而∠ABD=2∠C , 所以∠C=∠1=∠F ,△AFC 为等腰三角形,即 AF=AC ,又可得△FAD 为等腰三角形,因此 , AF=DF=DB+BF=DB+AB,即 AB +BD =AC 。
7、反证法
反证法是一种间接证法,它是先提出一个与命题的结论相反的假设,然后,从这个假设出发, 经过正确的推理,导致矛盾,从而否定相反的假设,达到肯定原命题正确的一种方法。
反证法可以分为归谬反证法(结论的反面只有一种)与穷举反证法(结论的反面不只一种)。
用反证法证明一个命题的步骤,大体上分为:(1)反设;(2)归谬;(3)结论。
反设是反证法的基础,为了正确地作出反设,掌握一些常用的互为否定的表述形式是有必要的,例如:是/不是;存在/不存在;平行于/不平行于;垂直于/不垂直于;等于/不等于;大(小) 于/不大(小)于;都是/不都是;至少有一个/一个也没有;至少有 n 个/至多有(n 一 1)个;至多有一个/至少有两个;唯一/至少有两个。
归谬是反证法的关键,导出矛盾的过程没有固定的模式,但必须从反设出发,否则推导将成为无源之水,无本之木。
推理必须严谨。
导出的矛盾有如下几种类型:与已知条件矛盾;与已知的公理、定义、定理、公式矛盾;与反设矛盾;自相矛盾。
5x 2 + 4 3x + 1 x 2 + 4 3x + 5
例题:
若P 是两条异面直线l、m 外的任意一点,则( )
A.过点P 有且仅有一条直线与l、m 都平行
B.过点P 有且仅有一条直线与l、m 都垂直
C.过点P 有且仅有一条直线与l、m 都相交
D.过点P 有且仅有一条直线与l、m 都异面
【分析】对于A,若存在直线n,使n∥l 且n∥m
则有l∥m,与l、m 异面矛盾;对于C,过点P 与l、m 都相交的直线不一定存在,反例如图(l∥α);对于D,过点P 与l、m 都异面的直线不唯一.。