初中数学 换元法
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初中数学什么是换元法换元法是一种在初中数学中常用的解题方法,特别适用于一些复杂的方程或不等式的求解过程。
通过引入一个新的未知数或进行一定的代换,可以将原问题转化为更简单的形式,从而更容易求解。
下面我将为您详细介绍换元法的定义、原理以及应用方法。
一、换元法的定义换元法是指通过引入一个新的未知数或进行一定的代换,将原问题转化为更简单的形式,从而更容易求解的解题方法。
通过将问题中的变量进行替换,可以改变问题的形式,使其更易于处理。
换元法在解方程、求不等式的最值、证明等问题中都有广泛的应用。
二、换元法的原理换元法的原理是通过引入一个新的未知数或进行一定的代换,将原问题转化为更简单的形式。
新的未知数或代换的选择通常是根据问题的特点和需要来确定的。
通过合理的选择,可以使问题的形式更简单,从而更容易求解。
三、换元法的应用方法换元法的应用方法可以根据具体问题的不同而有所变化。
下面我将分别介绍在解方程、求不等式的最值以及证明中的换元法应用方法。
1. 解方程:a. 对于一元一次方程,可以通过引入新的未知数或进行代换,将其转化为更简单的形式。
例如,对于方程2x + 3 = 7,可以引入新的未知数y = 2x + 3,转化为y = 7,进而求得x的值。
b. 对于一元二次方程,可以通过引入新的未知数或进行代换,将其转化为更简单的形式。
例如,对于方程x^2 + 3x + 2 = 0,可以引入新的未知数y = x + 1,转化为y^2 + 2 = 0,进而求得x的值。
2. 求不等式的最值:a. 对于一元一次不等式,可以通过引入新的未知数或进行代换,将其转化为更简单的形式。
例如,对于不等式2x + 3 > 5,可以引入新的未知数y = 2x + 3,转化为y > 5,进而求得x的取值范围。
b. 对于一元二次不等式,可以通过引入新的未知数或进行代换,将其转化为更简单的形式。
例如,对于不等式x^2 - 4x + 3 > 0,可以引入新的未知数y = x - 2,转化为y^2 - 1 > 0,进而求得x的取值范围。
专题02 换元法【规律总结】换元法是指引入一个或几个新的变量代替原来的某些变量的变量求出结果之后,返回去求原变量的结果.换元法通过引入新的元素将分散的条件联系起来,或者把隐含的条件显示出来,或者把条件与结论联系起来,或者变为熟悉的问题.其理论根据是等量代换.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,一定要使新变量取值范围对应于原变量的取值范围,不能缩小也不能扩大。
【典例分析】 例1、已知方程组{2a −3b =133a +5b =30.9的解是{a =8.3b =1.2,则{2(x −2)−3(y +1)=133(x −2)+5(y +1)=30.9的解是:( )A. {x =8.3y =1.2B. {x =10.3y =2.2C. {x =6.3y =2.2D. {x =10.3y =0.2【答案】D 【解析】 【分析】本题考查了换元法和二元一次方程组的解,掌握其解得定义是解题的关键.根据换元法先令x −2=a ,y +1=b ,再根据二元一次方程组的解,得x −2=8.3和y +1=1.2,即可求得x 与y 的值. 【解答】解:令x −2=a ,y +1=b , 则方程组{2(x −2)−3(y +1)=133(x −2)+5(y +1)=30.9, 可化为:{2a −3b =133a +5b =30.9,∵方程组{2a −3b =133a +5b =30.9的解为{a =8.3b =1.2,∴{x −2=8.3y +1=1.2, ∴{x =10.3y =0.2. 故选:D .例2、已知(2016+a)(2018+a)=b ,则(2016+a)2+(2018+a)2=_________________(用含b的代数式表示)【答案】4+2b【解析】1.【分析】本题考查了完全平方公式和整体代入法的思想,灵活使用整体代入法是解本题的关键.令2016+a=x,2018+a=y,将原式化为(x−y)2+2xy,即可求解.【解答】解:令2016+a=x,2018+a=y,则(2016+a)(2018+a)=xy=b,(2016+a)2+(2018+a)2=x2+y2=(x−y)2+2xy=(−2)2+2b=4+2b;故答案为4+2b.例3、【阅读材料】若x满足(80−x)(x−60)=30,求(80−x)2+(x−60)2的值.解:设(80−x)=a,(x−60)=b,则(80−x)(x−60)=ab=30,a+b=(80−x)+ (x−60)=20,所以(80−x)2+(x−60)2=a2+b2=(a+b)2−2ab=202−2×30=340【解决问题】(1)若x满足(2019−x)2+(2017−x)2=4042,求(2019−x)(2017−x)的值;(2)已知a1,a2,a3,...a2015均为负数,M=(a1+a2+...+a2014)(a2+a3+...+a2015),N=(a1+a2+...+a2015)(a2+a3+...+a2014),比较M与N的大小关系并说明理由;(3)如图,正方形ABCD的边长为x,AE=1,CG=2,长方形EFGD的面积是5,四边形NGDH和MEDQ都是正方形,PQDH是长方形,则图中阴影部分的面积为多少?直接写出答案.(结果必须是一个具体的数值).【答案】解:(1)设(2019−x)=c,(2017−x)=d,则c−d=(2019−x)−(2017−x)=2,(2019−x)(2017−x)=cd,∴(2019−x)2+(2017−x)2=c2+d2=(c−d)2+2cd=4042,即22+2cd=4042解得:cd=2019,即(2019−x)(2017−x)=2019;(2)设x=a1+a2+⋯+a2014,y=a2+a3+⋯+a2015,则M=xy,2,N=(x+a2015)(y−a2015)=xy+a2015(y−x)−a2015M−N=a2015(y−x−a2015)=−a1a2015由于a1,a2,a3,...a2015均为负数所以−a1a2015为负数,则M−N=−a1a2015<0,M<N;(3)由题意得:(x−1)(x−2)=5,设x−1=a,x−2=b,则ab=5,a−b=1,∴(a +b )2=(a −b )2+4ab =21. 则阴影部分的面积为21.【解析】本题考查完全平方公式,换元法等知识,解题的关键是学会利用换元法解决问题,熟练掌握完全平方公式.(1)模仿例题,利用换元法解决问题即可.(2)设x =a 1+a 2+⋯+a 2014,y =a 2+a 3+⋯+a 2015,则M =xy ,N =(x +a 2015)(y −a 2015)=xy +a 2015(y −x)−a 20152,M −N =a 2015(y −x −a 2015)=−a 1a 2015由于a 1,a 2,a 3,...a 2015均为负数,所以−a 1a 2015为负数,则M −N =−a 1a 2015<0,最后得M <N ; (3)模仿例题,利用换元法解决问题:由题意得:(x −1)(x −2)=5,设x −1=a ,x −2=b ,则ab =5,a −b =1,得出(a +b )2=(a −b )2+4ab =21.【好题演练】一、选择题1.设a 、b 是实数,且11+a −11+b =1b−a ,则1+b1+a 的值为( ).A. 1±√52B. ±1±√52C. ±3−√52D. 3±√52【答案】D 【解析】 【分析】本题主要考查换元法在解一元二次方程中的应用.换元法是借助引进辅助元素,将问题进行转化的一种解题方法.这种方法在解题过程中,把某个式子看作一个整体,用一个字母去代表它,实行等量替换.这样做,常能使问题化繁为简,化难为易,形象直观.先设1+a =x ,1+b =y ,则b −a =y −x ,原方程可化为1x −1y =1y−x ,整理得,y 2−3xy +x 2=0,方程两边同除以x 2,解关于yx 的一元二次方程即可. 【解答】解:解:设1+a =x ,1+b =y ,则b −a =y −x ,原方程可化为1x −1y =1y−x , 整理得,y 2−3xy +x 2=0,两边同除以x2,得(yx )2−3(yx)+1=0,解得yx =3±√52,即1+b1+a 等于3±√52,故选D.2.已知实数a,b,c满足a+b+c=1,1a+1+1b+3+1c+5=0,则(a+1)2+(b+3)2+(c+5)2的值为().A. 125B. 120C. 100D. 81【答案】C【解析】【分析】本题考查换元法和整体代入法,巧妙利用换元法是解题的关键.首先令a+1=x,b+3=y,c+5=z,分别求出x+y+z和xy+yz+xz,然后所求代数式即为x2+y2+z2,整体代入可求出值.【解答】解:令a+1=x,b+3=y,c+5=z,∵a+b+c=1∴x+y+z=(a+1)+(b+3)+(c+5)=10,又1a+1+1b+3+1c+5=0则1x +1y+1z=0,∴xy+yz+xz=0,∴(a+1)2+(b+3)2+(c+5)2=x2+y2+z2=(x+y+z)2−2(xy+yz+xz)=102=100.故选C.3.已知(x−2015)2+(x−2017)2=34,则(x−2016)2的值是()A. 4B. 8C. 12D. 16【答案】D【解析】【分析】本题考查了完全平方公式以及换元法.将x−2016设为t,则x−2015=t+1,x−2017=t−1,代入原方程中,可得到关于t 的方程,进而求解。
因式分解的数学方法因式分解的数学方法要想能在综合性较强的几何题目中能灵活应用,就必须要熟记啦。
因式分解没有普遍的方法,初中数学教材中主要介绍了提公因式法、运用公式法、分组分解法和十字相乘法。
店铺为大家整理了数学公式:因式分解的方法,方便大家查阅。
一、换元法有时在分解因式时,可以选择多项式中的相同的部分换成另一个未知数,然后进行因式分解,最后再转换回来,这种方法叫做换元法。
注意:换元后勿忘还元.【例】在分解(x^2+x+1)(x^2+x+2)-12时,可以令y=x^2+x,则原式=(y+1)(y+2)-12=y^2+3y+2-12=y^2+3y-10=(y+5)(y-2)=(x^2+x+5)(x^2+x-2)=(x^2+x+5)(x+2)(x-1).二、运用公式法如果把乘法公式反过来,就可以把某些多项式分解因式,这种方法叫运用公式法。
① 平方差公式:a-b=(a+b)(a-b);② 完全平方公式:a±2ab+b=(a±b) ;注意:能运用完全平方公式分解因式的多项式必须是三项式,其中有两项能写成两个数(或式)的平方和的形式,另一项是这两个数(或式)的积的2倍。
③ 立方和公式:a^3+b^3=(a+b)(a-ab+b);④ 立方差公式:a^3-b^3=(a-b)(a+ab+b);⑤ 完全立方公式:a^3±3a^2b+3ab^2±b^3=(a±b)^3.【例】a+4ab+4b =(a+2b)三、分组分解法把一个多项式适当分组后,再进行分解因式的方法叫做分组分解法。
用分组分解法时,一定要想想分组后能否继续完成因式分解,由此选择合理选择分组的方法,即分组后,可以直接提公因式或运用公式。
【例】m+5n-mn-5m=m-5m-mn+5n = (m-5m)+(-mn+5n) =m(m-5)-n(m-5)=(m-5)(m-n).四、拆项、补项法这种方法指把多项式的某一项拆开或填补上互为相反数的两项(或几项),使原式适合于提公因式法、运用公式法或分组分解法进行分解。
初中数学解题技巧:常见的转化方法
初中数学解题技巧:常见的转化方法
( 1 )直接转化法:把原问题直接转化为基本定理、基本公式或基本图形问题 .
( 2 )换元法:运用“换元”把式子转化为有理式或使整式降幂等,把较复杂的函数、方程、不等式问题转化为易于解决的基本问题 .
( 3 )数形结合法:研究原问题中数量关系(解析式)与空间形式(图形)关系,通过互相变换获得转化途径 .
( 4 )等价转化法:把原问题转化为一个易于解决的等价命题,达到化归的目的 .
( 5 )特殊化方法:把原问题的形式向特殊化形式转化,并证明特殊化后的问题,使结论适合原问题 .
( 6 )构造法:“构造”一个合适的数学模型,把问题变为易于解决的问题 .
( 7 )坐标法:以坐标系为工具,用计算方法解决几何问题也是转化方法的一个重要途径
转化与化归的指导思想
( 1 )把什么问题进行转化,即化归对象 .
( 2 )化归到何处去,即化归目标 . 0
( 3 )如何进行化归,即化归方法 .
化归与转化思想是一切数学思想方法的核心 .。