巧变换、妙解题、悟化归
2021-02-11张玲玲戚有建
张玲玲 戚有建

著名数学教育家波利亚曾说过:“解题过程就是不断变更题目的过程,我们必须一再变更它的形式,重新叙述它,改变观察问题的角度,使问题呈现出新的面貌,引发我们新的思考、新的联想,直到最后成功地找到一些有用的东西为止.”而变换恰恰就是变更题目的一个重要途径,高中阶段常见的变换有:平移变换、对称变换、旋转变换、伸压变换.通过变换,可以改变问题的呈现形式,凸显问题间的相互联系,揭示问题的内在本质,可以将陌生问题化归为熟悉问题、将复杂问题化归为简单问题.本文结合实例谈谈数学变换在优化解题中的巧妙应用.
一、平移变换
例1(2021年江苏联考题)已知函数y=kx+b与函数y=ex-1-e1-x的图象交于A,B,C,且则实数k=_______.
分析本题是调研考试的最后一道填空题,难度较大.不少同学选择联列方程组处理,但是由于参数较多,计算烦杂,只能放弃.由于平移不改变线段的长度和直线的斜率,此题可以将函数y=ex-1-e1-x的图象向左平移1 个单位长度,得到奇函数y=ex-e-x的图象,从而利用函数的对称性解决问题.
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1.平移不改变线段的长度和直线的斜率.
2.函数y=ex-a-ea-x的图象具有对称性,对称中心为(a,0).
解析通过平移,问题简单化为:
“已知函数y=kx+b′与函数y=e-xe-x的图象交于A′,B′,C′,且,则实数k=_______.”
此时奇函数y=e-xe-x关于坐标原点对称,且是递增函数,由可知直线l′经过坐标原点B′(0,0).
设A′(x,ex-e-x),x>0,由得
观察出x=1 满足要求,下面说明唯一性,
令f(x)=e2x+e-2x+x2(x>0),则f′(x)=2e2x-2e-2x+2x>0,所以f(x)在区间(0,+∞)上递增,所以方程①仅有一根x=1,此时可求得
点评:本题的难点和关键是发现函数y=ex-1-e1-x的对称性,通过平移将函数y=ex-1-e1-x转化为奇函数y=ex-e-x;……
