條件求值問題是初中數學中的一種常見題型,常出現在數學中考題、競賽題中.條件求值問題一般可通過消元、降次、換元、賦值等手段實現問題的巧妙解決,下面通過舉例探討一下這種題型的解法.
1利用根與系數的關系
例1若 2a2+1=6a,2b2+1=6b ,且 a≠b ,則 a2+b2 的值為
解:因為 2a2+1=6a . 2b2+1=6b ,且 a≠b ,所以a,b 是方程 2x2+1=6x 的兩個根.
于是,有 所以
點評:抓住條件式的結構特征,判斷 a,b 是一元二次方程 2x2+1=6x 的根,利用根與系數的關系求出 a+b 與 ab 的值,再利用 a2+b2 與 a+b,ab 的關系求 a2+b2 的值.
2利用乘法公式
例2已知 (a+b)2=9,a2-b2=6 ,求 ab 的值.解:由 a2-b2=6 ,得 (a+b ) (a-b)=6 ,則(a+b)2 (20 (a-b)2=36 又 (a+b)2=9 ,所以 (a-b)2=4 所以 (204號
點評:根據條件式,可求出 (a-b)2 的值,根據完全平方公式,找出 ab 與 (a+b)2,(a-b)2 之間的關系,再利用它們的關系求 ab 的值.
3利用非負數的性質
例3若 ,則 x- s=-
解:由 ,變形可得
2所以
解得
所以 x-y=4
點評:運用配方法將條件式變形為兩個非負數的和為零的形式,利用非負數的性質求出 x 與 的值,再進一步求出 x-y 的值.
4利用消元法
例4若 x-y-2=0,2y2+y-4=0 ,則 y=?
解:由 x-y-2=0 ,得 x=y+2 由 2y2+y-4=0 得
點評:將條件式變形,用變量 表示變量 x ,消去求值式一y中的變量,將二元變量問題轉化為一元變量問題,再通過化簡求值.
5利用整體代換法
例5 已知 ,則
的值為
解:由 ,知 xy≠0 所以,原式
.
點評:先將求值式變形,再將分子、分母同除以 xy 出現 ,最后將
整體用3來代換,進而 化簡求值.
6利用降次法
例6已知 x2-x-1=0 ,求 x3-2x2+2 021 的值.
解:由 x2-x-1=0 ,得 x2=x+1 ,所以
x3-2x2+2 021
點評:將條件式變形為 x2=x+1 ,通過將求值式中的 x2 用 x+1 來代換,實現由高次多項式向低次多項式的轉化,再化簡求值.
7利用換元法
例7若 x 滿足 (70-x)(x-50)=30 ,求 (70-x)2+(x-50)2 的值.
解:設 a=70-x,b=x-50 ,則 ab=30,a+b= 70-x+x-50=20
所以 a2+b2=(a+b)2-2ab=202-2×30= 340,即 (70-x)2+(x-50)2=340
點評:將 70-x 與 50-x 都看作整體,進行換元,能實現條件式、求值式的簡化,有利于發現 (70-x) ·(x-50) 與 (70-x)2+(x-50)2 之間的關系,從而有利于解題.
8利用逆代法
例8 已知 abc=1 ,則 (20
的值為
解:由 abc=1 ,可得
點評:將求值式中的某些常數1用變量abc逆代后,能使分式的分子、分母出現公因式,從而能夠約分,實現分母的轉化統一.
9利用設參數法
例9 已知
的值.
解:設 =k,則{x+x=ky,于
是可得 2(x+y+z)=k(x+y+z)
當 x+y+z=0 時, x+y=-z,k=-1 ,此時
當 x+y+z≠0 時, k=2,x+y=2z ,此時
綜上, 的值為 -1 或
點評:對于等比問題,通常設比值為參數,建立分子與分母的關系式,通過適當變形求出比值,再化簡求值.
10利用賦值法
例10 已知 a+b+c=0 ,則
解:取 a=-2,b=c=1 ,則可得
點評:對于恒等式,在選填題中可以通過給變量賦特殊值的方法求值.
當兩個未知數滿足相同結構的方程時,利用根與系數的關系能有效避免分別求解未知數的繁瑣過程;面對多元條件求值問題,通過變量表示和消元,將多元問題轉化為一元問題;整體代換法通過對求值式變形,使其出現與已知條件相關聯的整體結構,再整體代入已知條件;降次法則適用于已知高次方程求低次或相關表達式值的問題,通過將高次方程變形為低次方程的形式,降低求值式的次數;換元法通過引入新變量替換原式中的復雜部分或關聯結構,簡化問題并便于觀察變量關系;逆代法在分式求值問題中效果顯著,通過將常數或已知量用變量關系式逆向代入,改變分式結構;設參數法常用于等比類或比例關系的條件求值題,通過設定比值為參數,建立變量間的等式關系,再通過代數變形和分類討論求解;對于恒等式求值問題,賦值法簡單直接,在選擇填空題中賦予變量特殊值,滿足條件后直接計算求值.
初中數學條件求值問題解法多樣,各有優勢.解題時需仔細分析題目條件和所求式子的結構特點,靈活選擇或組合使用多種方法.