思維方法每個根式可看作兩點的距離,

∵x2+y2-16x-6y+73

=(x-8)2+(y-3)2,

x2+y2-4x+10y+29

=(x-2)2+(y+5)2。

∴可構造f(x,y)作為動點P(x,y)到定點A(8,3)與定點B(2,-5)的距離之和。f(x,y)=|PA|+|PB|≥|AB|

=(8-2)2+(3+5)2=10,

當P在AB上時取等號,∴f(x,y)=10是函數的最小值。

我們也可以仿例4構造複數模的方法來求解。(留讀者自解之)

3、特殊一般化思維

將特殊問題一般化,借助於一般性問題來解決特殊性問題,這是“以進求退”的一種辯證思維方法,往往能達到簡化解答問題的目的。在人們對特殊形式並不熟悉,卻認知其一般形式的情況下,即可沿著“特殊化”的反向“一般化”去實現化歸。

例6設0

(1+a3992)1996<(1+a3994)1997。

思維方法直接證明比較困難,不妨考慮將特殊問題推向一般化。觀察不等式可改寫為

1+12a19961996<1+12a19971997。

由此,可改證一般形式,得出新命題:

設0

證明:在均值不等式

a1+a2+…+ann≥na1a2…an中,

令a1=1,a2=a3=…an=an+1=1+bn,則a1≠a2,得

1+n(1+bn)n+1>[1·(1+bnn]1n+1,

(1+bn+1)n+1>(1+bn)n。

再以n=1996,b=12a代入,即證得原題。

由於特殊性中包含著普遍性,所以它無論改變形態,總留有一般特征的痕跡,通過觀察就能發現其原型。

例7求證2549>49!

思維方法直接計算證明難度大,觀察不等式找其原型,可改寫為:(49+12)49>49!一般化,得出新命題:求證(n+12)n>n!。利用均值不等式易於得證。再以n=49代入,原題便得證。

4、歸納猜想思維

歸納猜想是對研究對象或問題,以一定數量的個別例或簡單的、特殊的情況進行觀察、分析,從中歸納出一般的規律和性質,得出有關命題的形式、結論或求解方法的猜測。這種從特殊到一般猜想的思維方式稱為歸納猜想思維。這是數學解題常用的一種思維方法。

例8已知數列

8·112·32,8·232·52,…,8n(2n-1)2(2n+1)2…。Sn為其前項n項和,計算得

S1=89,S2=2425,S3=4849,S4=8081

試求計算Sn的公式,並證明之。

思維方法觀察S1=89=1-132,

S2=2425=1-152,S3=4849=1-172,

S4=8081=1-192。

猜想Sn=1-1(2n+1)2。

且an=8n(2n-1)2(2n+1)2

=(2n+1)2-(2n-1)2(2n-1)2(2n+1)2

=1(2n-1)2-1(2n+1)2,

也有sn=∑nk=1ak=1-132+132+152+…+1(2n-1)2-1(2n+1)2=1-1(2n+1)2。

我們可以用數學歸納法證明猜想的正確性。

證明:

∵an=8n(2n-1)2(2n+1)2=1(2n-1)2-1(2n+1)2

∴Sn=∑nk=1ak=1-1(2n+1)2。