刊名: 教学与研究
Teaching and Research
主办: 中国人民大学
周期: 月刊
出版地:北京市
语种: 中文;
开本: 大16开
ISSN: 0257-2826
CN: 11-1454/G4
邮发代号: 2-256
历史沿革:
现用刊名:教学与研究
创刊时间:1953
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待定系数法在高中数学中的典型应用
【作者】 孔晓燕
【机构】 浙江省绍兴市柯桥区钱清中学
待定系数法作为一种重要的数学方法,要注意掌握其应用条件及解题步骤。本文从待定系数法的理论依据、适用条件、解题步骤、常见题型四个方面进行分析,以便学生更好地理解并掌握待定系数法这一重要解题方法。
一、理论依据
待定系数法的理论依据是:(1)对多项式的充要条件是:对于任意一个值
,都有
;(2)多项式
的充要条件是:两个多项式各同类项的系数相等。待定系数法的实质是方程思想,就是把具有某种确定形式的数学问题,通过引入一些待定的系数,转化为两个多项式恒等或方程组的条件来解决,体现着“恒等变形”和“形变而值不变”的解题功能。
二、适用条件
在解数学问题时,若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,就可根据题设条件列出关于待定系数的等式。由此可见适用条件是:题目具有某种确定的形式,或含有某些待定的系数。
三、解题步骤
1.设出所求问题含待定系数的解析式;
2.根据恒等条件,列出一组含待定系数的方程;
3.解方程或方程组,得出待定系数的值,或者消去待定系数,从而使问题得到解决。
四、典型应用
下面举例分析待定系数法的典型应用题型。
1.恒等变形问题
例1 设函数的图象过(2,1),其反函数的图象过点(2,8),则
等于( )。
(A)6 (B)5 (C)4 (D)3
解析:函数的图象过点(2,1),其反两数的图象过点(2,8),则
解得
,所以
。所以
,故选C。
2.方程和不等式问题
例2 已知不等式对任意正实数
恒成立,则正实数
的最小值为( )。
(A)2 (B)4 (C)6 (D)8
解析:不等式对任意正实数
恒成立,则
,所以
或
(舍去),所以正实数
的最小值为4,故选B
3.解析式问题
例3 已知函数,当
时取得极大值7,当
时取得极小值,求极小值及此时
的值。
解析:对求导可得
。因为当
时取得极大值7,当
时取得极小值,所以-1,3是方程
的两个根。由韦达定理可得
。又当
时取得极大值7,所以
,解得
。此时函数
的极小值为
。
4.数列问题
例4 设等差数列的首项
及公差
都为整数,前
项和为
。
(1)若,求数列
的通项公式;
(2)若,求所有可能的数列
的通项公式。
解析:(1)由,得
。又
,解得
。
因此,的通项公式是
。
(2)由,得
,即
由①+②,得,即
。
由①+③,得,即
,
所以。④
又,故
。
将④代入①②,得。又
,故
或
所以,所有可能的数列的通项公式是
5.解析几何问题
例5 若将直线沿
轴的正方向平移
个单位长度(
),再沿
轴的负方向平移
个单位长度,又回到了原来的位置,则直线
的斜率为( )
(A) (B)
(C)
(D)
解析:设直线的方程为,沿
轴的正方向平移
个单位长度(
),有
,再沿
轴的负方向平移
个单位长度,有
。由题意,得
。所以
,所以
,故选C。
待定系数法往往与配方法等结合使用,如果所求的数学问题的结果具有某种确定的数学解析式,如一次函数、二次函数、指数函数、对数函数、曲线方程等,就可以使用待定系数法求解,这也是历年高考考查的重要内容之一。