巧构造 妙解题
1. 直接构造
例1. 求函数f x x x ()sin cos =
-+32的值域。
分析:由于f x x x
()sin cos =-+32可以看作定点(2,3)与动点(-cosx ,sinx )连线的斜率,故f(x)的值域即为斜率的最大、最小值。
解:令μθ=-=cos sin x x ,,则μθ221+=表示单位圆
f x k ()=
--=32θμ
表示连接定点P (2,3)与单位圆上任一点(μ,θ)所得直线θμ---=k k ()320的斜率。
显然该直线与圆相切时,k 取得最值,此时,圆心(0,0)到这条直线的距离为1,即||32112-+=k k
所以k =±
2233 故22332233-
≤≤+f x ()
例 2. 已知三条不同的直线x y a sin sin 3αα+=,x y a sin sin 3ββ+=,x y a sin sin 3γγ+=共点,求sin sin sin αβγ++的值。
分析:由条件知sin sin sin αβγ,,为某一元方程的根,于是想法构造出这个一元方程,然后用韦达定理求值。
解:设(m ,n )是三条直线的交点,则可构造方程m n a sin sin 3θθ+=,即 4303m n m)a sin (sin θθ-++=(*)
由条件知,sin sin sin αβγ,,均为关于sin θ的一元三次方程(*)的根。
由韦达定理知sin sin sin αβγ++=0
2. 由条件入手构造
例3. 已知实数x ,y ,z 满足x y z xy =-=-692,,求证:x y =
分析:由已知得x y xy z +==+692,,以x ,y 为根构造一元二次方程,再由判别式非负证得结论。
解:构造一元二次方程p p z 22690-++=
其中x ,y 为方程的两实根
所以∆=-+≥364902()z
即z 299+≤
z z 200≤=,
故△=0,即x y =
3. 由结论入手构造
例4. 求证:若n ≥3,n N ∈,则1314151112
3333++++< n 分析:待证式的左边求和的分母是三次式,为降低分母次数,构造一个恒不等式。
11111211113k k k k k k k k <-+=--+()()[()()
] 所以左边<⨯⨯+⨯⨯++-+12341345111 ()()
n n n =⨯-⨯+⨯-⨯++--+121231341341451111[()()
] n n n n =⨯-+<1212311112
[()]n n 故原式得证。
例5. 已知实数x ,y 满足02<<<<x y z π
,求证:
π
222222++>++sin cos sin cos sin sin sin x y y z x y z
分析:要证原式成立,即证
π
4++>++sin cos sin cos sin cos sin cos sin cos x y y z x x y y z z 即证π
4>-+-+sin (cos cos )sin (cos cos )sin cos x x y y y z z z
由三角函数线知可构造下图,此时不等式右边为图中三个矩形的面积之和
S S S 123++,而14单位圆的面积为π4
,所以
π4>-+-+
sin(cos cos)sin(cos cos)sin cos x x y y y z z z
故结论成立。