巧用对偶式解题
于真灵
许多数学题中的已知条件与结论之间有着相似的形式或结构,但求解却很困难,然而巧妙地构造形式相似并具有某种对称关系的一对对偶式,通过合理的运算和转化,问题便可迎刃而解.
一、轮换对偶
轮换对偶是针对式子的结构,通过轮换字母来构造对偶式.
例1. 若
为锐角,且
,
求证:
.
证明:设
,构造轮换对偶式
,
结合已知条件得:
,
,
同理:
,
,
,即
.
二、倒数对偶
倒数对偶是针对式子的结构,通过对式中的某些元素取倒数来构造对偶式.
例2.设
,且
,求证:
.
证明:设
,构造倒数对偶式:
,则
,
又
,
,
,
即
.
三、定值对偶
定值对偶是指通过运算与转换构造出定值对偶式.
例2. 设
,
求:
的值.
解:构造定值对偶式:
,则
,
,
.
四、共轭对偶
共轭对偶是指利用共轭根式或共轭复数来构造对偶式.
例4.已知
构造对偶复数:
,则
,从而有
五、类比对偶
类比对偶是根据已知的结论,通过类比对偶联想,得出一种新的结论,这是合情推理的猜想.
例5.求证:
.
证明:左边
.
这是角度成等比数列的3个余弦值的乘积,类比对偶:求
的值,这是角度成等差数列的4个正弦值的乘积(计算读者完成).类比对偶还可以得到以下结论:
(1)
, (2)
,
(3)
, (4)
,
┈┈
(5)
(证明读者完成).
此文发表在《湖南教育》2011年4月下旬刊