(2?c)?a?1,上述三式相加得3?3,矛盾,故假设不成立,原2命题成立
【例2】求证:y?sin|x|不是周期函数
【巧证】假设函数y?sin|x|是周期函数,T是它的一个周期
(T?0),即对任意x?R都有sin|x?T|?sin|x|成立,令x?0,得
sin|T|?sin|0|,即sin|T|?0,∴T?n?(n?N?),分两种情况讨论:
(1)若n?2k(k?N?),则sin|x?2k?|?sin|x|对任意x?R都成立,取x??3?2,
3?3?3?3??2k?|?sin|?|?sin??1,即sin(2k??)??1, 22223?3?3?而sin(2k??)?sin(?)??sin?1,∴T?2k?(n?N?)不是该函数
222有sin|?的周期。
(2)若n?2k?1(k?N?),则有sin|x?(2k?1)?|?sin|x|对任意x?R都成立,
取x?,有有sin|2??2223?3?而sin(2k??)?sin()??1,∴T?(2k?1)?(n?N?)不是该函数的周
22?(2k?1)?|?sin|?|?sin??1,即sin(2k??3?)?1, 2期。
由(1)和(2)说明T?n?(n?N?)不是该函数的周期。故假设不成立,从而命题得证。
巧练一:设f(x)?x2?ax?b,求证|f(1)|、|f(2)|、|f(3)|之中至少有一个不小于
巧练二:若下列方程:x2?4ax?4a?3?0,x2?(a?1)x?a2?0,
x2?2ax?2a?0至少有一个方程有实根。试求实数a的取值范围。
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二十一、换元法
解数学题时,把某个式子看成一个整体,用一个变量去代替它,从而使问题得到简化,这叫换元法。换元法又称辅助元素法、变量代换法。通过引进新的变量,可以把分散的条件联系起来,隐含的条件显露出来,或者把条件与结论联系起来。或者变为熟悉的形式,把复杂的计算和推证简化。它可以化高次为低次、化分式为整式、化无理式为有理式、化超越式为代数式,在研究方程、不等式、函数、数列、三角等问题中有广泛的应用。
换元的实质是转化,关键是构造元和设元,理论依据是等量代换,目的是变换研究对象,将问题移至新对象的知识背景中去研究,从而使非标准型问题标准化、复杂问题简单化,变得容易处理。换元的方法有:(1)局部换元,局部换元又称整体换元,是在已知或者未知中,某个代数式几次出现,而用一个字母来代替它从而简化问题,当然有时候要通过变形才能发现。例如解不等式
4x?22?2?0,先变形为设
t?2x(t?0),而变为熟悉的一元二次不等式求解和指数方程的
问题。(2)三角换元,应用于去根号,或者变换为三角形式易求时,主要利用已知代数式中与三角知识中有某点联系进行换元。
如求函数y?x?1?x的值域时,易发现x?[0,1]设x?sin2?,
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???[0,],问题变成了熟悉的求三角函数值域。为什么会想到
2如此设,其中主要应该是发现值域的联系,又有去根号的需要。如:已知x2?y2?a2 ,可设x?acos?,y?asin?已知x2?y2?1 ,可设x?rcos?,y?rsin?(0???2?)
(0???2?,0?r?1)
x2y2已知2?2?1,可设x?acos?,y?bsin?(0???2?)
abx2y2已知2?2?1,可设x?asec?ab,y?btan?
SS?t y??t等22(3)均值换元,如遇到x?y?S形式时,设x?等。
我们使用换元法时,要遵循有利于运算、有利于标准化的原则,换元后要注重新变量范围的选取,一定要使新变量范围对应于原变量的取值范围,不能缩小也不能扩大。 【例1】(2008年,江西卷)若函数y?F(x)?f(x)?1 f(x)1f(x)的值域是[,3],则函数
2的值域是( )
10] 3 A.[1,3] 2B.[2,C.[510,] 23D.
[3,10] 3t?[【巧解】令f(x)?t,
111,3],问题转化为求函数y?t?在t?[,3]的2t211值域,于是由函数y?t?在[,1]上为减函数,在[1,3]上为增
t210函数,得y?[2,],故本题选B
3【例2】(2008年,重庆卷)函数f(x)?的值域是()
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sinx?13?2cosx?2sinx(0???2?)
(A)[-
2,0] 2
sinx?1?22(B)[-1,0] (D)[-3,0]
sinx?1sinx?cosx?2cosx?2sinx?2(C)[-2,0]
3?2cosx?2sinx【巧解】f(x)? ?原式??1?(1
sinx?1(sinx?1)?(cosx?1)22,当sinx?1时,
cosx?12)sinx?1,令t?cosx?1,即tsinx?cosx?t?1, sinx?1∴t2?1sin(x??)?t?1,即sni(x??)?又0???2?,∴|sin(???)|?1,即|?1??11?t2t?1t2?1t?1,其中tan??||,0???
21t?t?12|?1,解之得t?0,∴
?0,当sinx?1时,f(x)?0,综上知f(x)的值域为
[?1,0],故本题选B
( )
巧练一:函数f(x)?4x?2x?1?2的值域是 A.[1,??)
B.(2,??)
C.(3,??)
D.[4,??)
巧练二:(2005年,福建卷)设a,b?R,a2?2b2?6,则a?b的最小值是( )
A.?22
B.?533 C.-3 D.?
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