浅谈转换与化归思想(精)

正面与反面的转化 例 2：若抛物线 y＝x2＋4ax＋3－4a，y＝x2＋(a－1)x ＋a2，y＝x2＋2ax－2a 中至少有一条与 x 轴相交，则实数 a 的取值范围是________．
第20讲 │ 要点热点探究
4 (1)－3，7 3 (2)－∞，－2∪[－1，＋∞)
【解析】(1)g(x)＝f′(x)＝3x2＋4x－a.g(x)＝f′(x)在区间(－1,1) 上存在零点，等价于 3x2＋4x＝a 在区间(－1,1)上有解，等价于 a 的 取值范围是函数 y＝3x2＋4x 在区间(－1,1)上的值域，不难求出这个 4 4 函数的值域是－3，7.故所求的 a 的取值范围是－3，7. (2) 若 三 条 抛 物 线 均 不 与 x 轴 相 交 ， 则
第20讲 │ 要点热点探究
x2 y2 (2)证明：由(1)知 a ＝3b ，所以椭圆 2＋ 2＝1 可化为 x2＋3y2＝3b2. a b → 设OM＝(x，y)，由已知得(x，y)＝λ(x1，y1)＋μ(x2，y2)，
2 2
x＝λx1＋μx2， ∴ y＝λy1＋μy2.
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
∵M(x，y)在椭圆上，∴(λx1＋μx2)2＋3(λy1＋μy2)2＝3b2， 2 2 即 λ2(x1＋3y2)＋μ2(x2＋3y2)＋2λμ(x1x2＋3y1y2)＝3b2. ① 1 2 a2c2－a2b2 3 2 3 3 2 1 2 由(1)知 x1＋x2＝ c，a2＝ c ，b2＝ c ，∴x1x2＝ 2 ＝ c. 2 2 2 8 a ＋b2 ∴x1x2＋3y1y2＝x1x2＋3(x1－c)(x2－c) 3 9 ＝4x1x2－3(x1＋x2)c＋3c2＝ c2－ c2＋3c2＝0. 2 2 2 又 x2＋3y1＝3b2，x2＋3y2＝3b2， 1 2 2 代入①得 λ2＋μ2＝1.故 λ2＋μ2 为定值，定值为 1.

浅谈化归思想数学思想方法是数学的灵魂所在，而化归思想不仅是一种重要数学思想，也是一种最基本的思维策略，更是一种非常有效的数学思维方式和解题方法。

一、什么是化归从字面上来看，化归，可以理解为转化和归结。

数学方法论中提到的“化归”，是指把需要解决的问题，运用一些手段方法先把它转化（或再转化）然后归结到已经能解决（或容易解决）的问题中去，采用迂回的方式以先求转化后的问题答案再反过来，求未解决的问题，最终得到原问题答案的一种方法。

数学中的化归形成，还与数学本身的根源有关即公理化方法。

数学总是用已有的概念去定义新出现的概念，并且以此为据去处理解决各种新出现的未解决问题或者说把未知转化归结为已知，这就是化归思想。

化归有三个最基本的要素：化归对象（把什么进行转化），化归目标（化归对象转化成什么形式），化归途径（用什么方法进行转化）。

二、化归原则一般情况下，化归的时应遵循以下几个原则：1.熟悉化原则（也叫一般化原则），把我们所遇到的“陌生”问题转化成相对熟悉的问题以便于解答。

2.简单化原则，把复杂的问题转化为简单且容易解答的问题。

这里的简单与复杂是相对而言，简单也可以是解决问题的方案或处理方式简单。

3.直观化原则，把抽象的或内部关系模糊不清的问题转化为比较直观具体的问题。

有利于理清并把握问题涉及的各对象间的相互关系。

4.和谐化原则，指的是在对未知问题进行转化时应注意问题内部的和谐统一，便于制定解决问题的程序和选择处理方法。

5.寻找对立面原则，是指在解决问题时，如果从正面无法处理或很难处理，此时可以解决问题的反面从中找到处理原问题的灵感和方法。

化归的过程中这几个基本原则是相互联系、相互渗透和相互补充的，在解决实际性问题的过程中,常常需要把它们结合起来使用，这样可以让化归过程更加快速和简洁，会收到更好的效果。

三、化归方法进行化归时，选择适当的方法可以使转化处理问题更快捷。

化归有五种基本方法：分割法与组合法、一般化与特殊化法、恒等变形法、RMI方法和基本模型法。

转化与化归思想等价转化思想方法的特点是具有灵活性和多样性．在应用等价转化的思想方法去解决数学问题时，没有一个统一的模式去进行．它可以在数与数、形与形、数与形之间进行转换；它可以在宏观上进行等价转化，如在分析和解决实际问题的过程中，普通语言向数学语言的翻译；它可以在符号系统内部实施转换，即所说的恒等变形．消去法、换元法、数形结合法、求值求范围问题等等，都体现了等价转化思想，我们更是经常在函数、方程、不等式之间进行等价转化．可以说，等价转化是将恒等变形在代数式方面的形变上升到保持命题的真假不变．由于其多样性和灵活性，我们要合理地设计好转化的途径和方法，避免死搬硬套题型．►探究点一高维与低维的转化事物的空间形成，总是表现为不同维数且遵循由低维向高维的发展规律，如从点研究线，由线到面，由面再到空间．通过降维可以把问题从一个领域带到另一个领域研究，从而使问题简单化．如立体几何中三维问题转化为平面几何的二维问题，多元问题转化为一元问题进行研究等．例(1)如图30－1，直三棱柱ABC－A1B1C1中，AB＝1，BC＝2，AC＝5，AA1＝3，M为线段BB1上的一动点，则当AM＋MC最小时，△AMC的面积为________．30－1(2)若不等式x2108＋y24≥xy3k对于任意正实数x，y总成立的必要不充分条件是k∈[m，＋∞)，则正整数m只能取________．►探究点二特殊与一般的转化所谓特殊化的策略，就是当我们面临的是一道难以入手的一般性题目时，要注意从一般退到特殊，先考查包含在一般情形里的某些比较简单的特殊问题，以便从特殊问题的研究，拓宽解题的思路，从而发现解答原题的方向或途径，即“由一般退回特殊，再由特殊推广至一般”．例2已知椭圆x24＋y22＝1，A、B是其左、右顶点，动点M满足MB⊥AB，连结AM交椭圆于点P，在x轴上有异于点A、B的定点Q，以MP为直径的圆经过直线BP，MQ的交点，则点Q的坐标为________．► 探究点三 陌生与熟悉的转化化陌生为熟悉，即当我们面临一个没有接触过的问题时，要设法把它转化为曾经解过的或比较熟悉的题目，以便充分利用已有知识、经验或解题模式解出原题．一般来说对题目的熟悉程度取决于对题目自身结构的认识和理解．常用转化途径有：(1)充分联想、回忆基本知识和题型；(2)全方位、多角度地分析题意；(3)恰当构造辅助元素．例3 若关于x 的方程x 4＋ax 3＋ax 2＋ax ＋1＝0有实数根，求实数a 的取值范围．变式 设x ，y 为正实数，a ＝x 2＋xy ＋y 2，b ＝p xy ，c ＝x ＋y .(1)如果p ＝1，则是否存在以a ，b ，c 为三边长的三角形？请说明理由；(2)对任意的正实数x ，y ，试探索当存在以a ，b ，c 为三边长的三角形时p 的取值范围．例 [2011·江苏卷] 在平面直角坐标系xOy 中，已知圆x 2＋y 2＝4上有且仅有四个点到直线12x －5y ＋c ＝0的距离为1，则实数c 的取值范围是________．例设实数x ，y 满足⎩⎪⎨⎪⎧ x －y －2≤0，x ＋2y －5≥0，y －2≤0，则u ＝y x －x y 的取值范围是________．例设A 1、A 2为椭圆x 2a 2＋y 2b 2＝1(a >b >0)的左、右顶点，若在椭圆上存在异于A 1、A 2的点P ，使得PO →·PA 2→＝0，其中O 为坐标原点，则椭圆的离心率e 的取值范围是________．► 探究点四 函数中的分类讨论问题函数的基本概念和基本性质中本身涉及分类讨论的问题并不多，但是有一类带有参数的函数即动态函数问题中，其单调性的求解、值域的研究、零点问题等往往都需要对参数的取值进行划分后，分成不同情况进行研究．例1已知函数f (x )＝x 2－a ln x (a ∈R)．(1)若a ＝2，求证：f (x )在(1，＋∞)上是增函数；(2)求f (x )在[1，e]上的最小值．。

转化与化归思想转化与化归思想就是把那些待解决或难解决的问题，通过某种手段，使之转化为一类已解决或易解决的问题，最终使原问题获解．使用化归思想的原则是：化难为易、化生为熟、化繁为简、化未知为已知．转化与化归思想高考中占有十分重要的地位，数学问题的解决，总离不开转化与化归，它几乎可以渗透到所有的数学内容和解题过程中. 类型一 直接转化【典例1】 已知在数列{a n }中，a 1＝1，a n ＋1＝2a na n ＋2，求数列{a n }的通项公式．【答题模板】【解析】 ∵a n ＋1＝2a n a n ＋2，a 1＝1，∴a n ≠0，∴1a n ＋1＝1a n ＋12，即1a n ＋1－1a n ＝12.又a 1＝1，则1a 1＝1，∴{1a n}是以1为首项，12为公差的等差数列．∴1a n ＝1a 1＋(n －1)×12＝n 2＋12，∴a n ＝2n ＋1(n ∈N *)．【对点练1】 求下列函数的值域：(1)y ＝sin x ＋cos x ；(2)y ＝sin 2x －cos x ＋1； (3)y ＝cos x2cos x ＋1；(4)y ＝1＋sin x 3＋cos x.【解析】 (1)∵y ＝sin x ＋cos x ＝2sin(x ＋π4)，∴函数的值域为[－2，2]． (2)∵y ＝sin 2x －cos x ＋1＝2－cos 2x －cos x ＝－(cos x ＋12)2＋94，∴函数的值域为[0，94]． (3)由y ＝cos x 2cos x ＋1，得cos x ＝y1－2y .∵|cos x |≤1，∴解不等式|y 1－2y |≤1，得y ≤13或y ≥1.∴函数的值域为(－∞，13]∪[1，＋∞)．(4)由y ＝1＋sin x3＋cos x ，得sin x －y cos x ＝3y －1，即1＋y 2·sin(x －φ)＝3y －1.∴sin(x －φ)＝3y －11＋y 2.∵|sin(x －φ)|≤1，∴|3y －11＋y 2|≤1.平方化简得y ·(4y －3)≤0.∴0≤y ≤34，即函数值域为[0，34]．类型二 换元法【典例2】 求函数y ＝(4－3sin x )(4－3cos x )的最小值． 【答题模板】【解析】 y ＝16－12(sin x ＋cos x )＋9sin x cos x ，令t ＝sin x ＋cos x ，则t ∈[－2，2]且sin x cos x ＝t 2－12.∴y ＝16－12t ＋9×t 2－12＝12(9t 2－24t ＋23)． 故当t ＝43时，y min ＝72.【对点练2】 (2015·衡水调研)已知x ＋y ＝－1，且x ，y 都是负数，求xy ＋1xy 的最值． 【解析】 设x ＝－sin 2α(sin 2α≠0)，y ＝－cos 2α(cos 2α≠0)，则xy ＋1xy ＝sin 2αcos 2α＋1sin 2αcos 2α＝14sin 22α＋4sin 22α＝14(sin 22α＋16sin 22α)． ∵sin 22α＋16sin 22α在sin 22α∈(0,1]上是减函数，∴sin 22α＝1时，取得最小值，∴xy ＋1xy 的最小值为14(1＋161)＝174.【典例3】 若关于x 的方程9x ＋(4＋a )·3x ＋4＝0有解，则实数a 的取值范围是________． 【答题模板】 可采用换元法，令t ＝3x ，将问题转化为关于t 的方程有正解进行解决． 【解析】 设t ＝3x ，则原命题等价于关于t 的方程 t 2＋(4＋a )t ＋4＝0有正解，分离变量a 得a ＋4＝－(t ＋4t )，∵t >0，∴－(t ＋4t )≤－4.∴a ≤－8，即实数a 的取值范围是(－∞，－8]． 【对点练3】 设x ，y 为实数，若4x 2＋y 2＋xy ＝1，则2x ＋y 的最大值是________． 【解析】 令2x ＋y ＝t ，则y ＝t －2x .则4x 2＋y 2＋xy ＝1变形为6x 2－3tx ＋t 2－1＝0. Δ＝9t 2－4·6·(t 2－1)≥0，t 2≤85.∴－2105≤t ≤2105，即2x ＋y 的最大值是2105.类型三 数形结合法【典例4】 求函数f (x )＝2－sin x2＋cos x 的值域．【解析】 函数f (x )＝2－sin x2＋cos x ，可看作点(2,2)，(－cos x ，sin x )两点连线的斜率．点(－cos x ，sin x )的轨迹为x 2＋y 2＝1.函数值域即为(2,2)与单位圆x 2＋y 2＝1上点连线斜率的范围，由图可知，过(2,2)且与单位圆相切的直线斜率存在，不妨设为k .∴切线方程为y －2＝k (x －2)，即kx －y －2k ＋2＝0.∴满足|2－2k |1＋k 2＝1，解之得k ＝4±73.∴函数f (x )的值域为[4－73，4＋73]． 【对点练4】 设f (x )＝1＋x 2，求证：对于任意实数a ，b ，a ≠b ，都有|f (a )－f (b )|<|a －b |.【解析】 设A (x 1,1)，B (x 2,1)，则|OA |＝1＋x 21，|OB |＝1＋x 22，|AB |＝|x 1－x 2|.在△AOB 中，||OA |－|OB ||<|AB |，即有|1＋x 21－1＋x 22|<|x 1－x 2|，所以|f (x 1)－f (x 2)|<|x 1－x 2|，即|f (a )－f (b )|<|a －b |. 类型四 构造法【典例5】 在三棱锥P －ABC 中，PA ＝BC ＝234，PB ＝AC ＝10，PC ＝AB ＝241，则三棱锥P －ABC 的体积为________．【答题模板】 用常规方法利用三棱锥的体积公式求解体积时，无法求出三棱锥的高．但若换个角度来思考，注意到三棱锥的三对棱两两相等，我们可以构造一个特定的长方体，将问题转化为长方体中的某个问题．【解析】 如图所示，把三棱锥P －ABC 补成一个长方形AEBG －FPDC ，易知三棱锥P －ABC 的各棱分别是长方体的面对角线，不妨令PE ＝x ，EB ＝y ，EA ＝z ，则由已知有：⎩⎪⎨⎪⎧ x 2＋y 2＝100，x 2＋z 2＝136，y 2＋z 2＝164，解得⎩⎪⎨⎪⎧x ＝6，y ＝8，z ＝10.所以V P －ABC ＝V AEBG －FPDC －V P －AEB －V C －ABG －V B －PDC －V A －FPC ＝V AEBG －FPDC －4V P －AEB ＝6×8×10－4×16×6×8×10＝160.故所求三棱锥P －ABC 的体积为160.【对点练5】 已知正三棱锥P －ABC ，点P ，A ，B ，C 都在半径为3的球面上，若PA ，PB ，PC 两两相互垂直，则球心到截面ABC 的距离为________．【解析】先在一个正方体中找一个满足条件的正三棱锥，再利用正方体的性质解题．如图，满足题意的正三棱锥P －ABC 可以是正方体的一部分，其外接球的直径是正方体的体对角线，且面ABC 与体对角线的交点是体对角线的一个三等分点，所以球心到平面ABC 的距离等于体对角线长的16，故球心到截面ABC 的距离为16×23＝33. 类型七 参数法【典例8】 已知直线l 过点A (2,3)且与x 轴，y 轴的正半轴分别交于M ，N 两点，则当|AM |·|AN |最小时，直线l 的方程为________． 【解析】 设∠AMO 为θ，则θ∈(0，π2)， ∴|AM |＝3sin θ，|AN |＝2cos θ. ∴|AM |·|AN |＝6sin θ·cos θ＝12sin2θ≥12. 当且仅当sin2θ＝1，即θ＝π4时取“＝”号．此时k l ＝－1，∴l 的方程为x ＋y －5＝0. 【对点练8】 (2015·北京东城联考)已知点P (3,4)与圆C ：(x －2)2＋y 2＝4，A ，B 是圆C 上两个动点，且|AB |＝23，则OP →·(OA →＋OB →)(O 为坐标原点)的取值范围是( ) A ．[3,9] B ．[1,11] C ．[6,18] D ．[2,22]【解析】 设AB 的中点为D ，则OA →＋OB →＝2OD →，因为|AB |＝23，所以|CD |＝1，故点D在圆(x －2)2＋y 2＝1上，所以点D 的坐标为(2＋cos α，sin α)，故OP →·(OA →＋OB →)＝2OP →·OD →＝2(6＋3cos α＋4sin α)＝2[6＋5sin(α＋φ)]，而2≤2[6＋5sin(α＋φ)]≤22，则OP →·(OA →＋OB →)的取值范围是[2,22]．。

数学思想之转化与化归总结在数学中，转化与化归是一种常用的思想方法。

通过转化问题的表达形式或者化简问题的复杂度，我们可以更容易地理解和解决数学问题。

转化与化归涉及到问题的等价转化、代数化简、几何转化、枚举化归等多个方面。

下面将从这几个方面对转化与化归进行总结。

首先，等价转化是一种常见的数学思想之一。

它意味着将一个问题转化为与之等价的另一个问题，以求得更容易解决的问题。

等价转化包括将问题的形式转化为更简单或者更具有可操作性的形式，或者将问题与已知的问题进行对应。

一个经典的例子是将一个复杂的代数方程转化为一个简单的一次方程或者二次方程，从而解决原方程。

在某些情况下，等价转化也可以是不可逆的，这意味着我们只能从简单的问题得到复杂的问题，但是这种转化仍然能够帮助我们更好地理解问题的本质和特点。

其次，代数化简是转化与化归的另一个重要方面。

代数化简是指通过运用代数运算的性质和规则，将一个复杂的代数表达式或者方程化简为更简单的形式。

代数化简的方法包括合并同类项、因式分解、配方法、三角函数的恒等变换等。

代数化简不仅可以减少问题的复杂度，还可以揭示问题的规律和特点，从而更好地解决数学问题。

几何转化是将几何问题转化为代数问题或者相反，通过几何图形的变换和变形，我们可以使得问题的解决更加直观和简单。

几何转化常常涉及到使用待定系数法、相似三角形的性质、勾股定理等几何知识，从而求得问题的解。

几何转化不仅能够帮助我们更好地理解和解决几何问题，还能够提高我们的思维能力和几何直观。

最后，枚举化归是一种将一个复杂的问题化归为若干个简单的情况，通过对每个简单情况的分析和解决，来解决原问题的方法。

枚举化归可以通过列举具体的例子，或者考虑特殊情况来进行。

枚举化归的优点是能够将一个复杂的问题简化为多个简单的情况，从而更好地理解和解决问题。

然而，枚举化归的缺点是可能需要计算大量的情况，耗费时间和精力。

综上所述，转化与化归是数学中一种重要的思想方法。

解题思想数学“化归与转化思想”学生姓名授课日期教师姓名授课时长匈牙利著名数学家罗莎·彼得在他的名著《无穷的玩艺》中，通过一个十分生动而有趣的笑话，来说明数学家是如何用化归的思想方法来解题的。

有人提出了这样一个问题：“假设在你面前有煤气灶，水龙头、水壶和火柴，你想烧开水，应当怎样去做？”对此，某人回答说：“在壶中灌上水，点燃煤气，再把壶放在煤气灶上。

”提问者肯定了这一回答，但是，他又追问道：“如果其他的条件都没有变化，只是水壶中已经有了足够的水，那么你又应该怎样去做？”这时被提问者一定会大声而有把握地回答说：“点燃煤气，再把水壶放上去。

”但是更完善的回答应该是这样的：“只有物理学家才会按照刚才所说的办法去做，而数学家却会回答：‘只须把水壶中的水倒掉，问题就化归为前面所说的问题了’”。

“把水倒掉”，这就是化归，这就是数学家常用的方法。

翻开数学发展的史册，这样的例子不胜枚举，笛卡儿誉其为“万能方法”。

他在《指导思维的法则》一书中指出：第一，将任何种类的问题转化为数学问题；其次，将任何种类的数学问题转化为代数问题；第三，将任何代数问题转化为方程式的求解。

其实所谓化归思想，一般就是指人们将待解决或难以解决的问题通过某种转化过程，归结到一类已经解决或比较容易解决的问题中去，最终求得原问题的解答的一种手段和方法。

化归与转化思想的实质是揭示联系，实现转化。

化归与转化的思想是解决数学问题的根本思想，实质是转化矛盾的思想方法，其遵循“运动——转化——解决”的基本思想。

数学中的转化比比皆是，如未知向已知转化，复杂问题向简单问题转化，新知识向旧知识的转化，命题之间的转化，数与形的转化，空间向平面的转化，高维向低维转化，多元向一元转化，高次向低次转化，超越式向代数式的转化，函数与方程的转化等，都是转化思想的体现。

这种思想方法可分为①多维化归方法，如：换元法、恒等变换法、反证法、构造法、待定系数法、数学归纳法；②二维化归法，如解析法、三角代换法、向量法；③单维化归法，如：复数法、代入法、加减法、判别式法、曲线系数法、坐标变换法。

• [分析] 正面解决较难，考虑到“不能” 的反面是“能”，被直线垂直平分的弦的 两端点关于此直线对称，于是问题转化为 “抛物线y＝x2上存在两点关于直线y＝ m·(x－3)对称，求m的取值范围”，再求 出m的取值集合的补集即为原问题的解．
• [评析] 1.在运用补集的思想解题时，一 定要搞清结论的反面是什么，“所有弦都 不能被直线y＝m(x－3)垂直平分”的反面 是“至少存在一条弦能被直线y＝m(x－3) 垂直平分”，而不是“所有的弦都能被直 线y＝m(x－3)垂直平分”．
[评析] 本题如果从已知条件 a23＝a1·a9⇒(a1＋2d)2＝ a1(a1＋8d)，解得 a1 与 d 的关系后，代入所求式子： aa21＋＋aa43＋＋aa190＝a1a＋1＋d＋a1＋a12＋d3＋d＋a1＋a18＋d9d，也能求解，但 计算较繁锁，易错．因此，把抽象数列转化为具体的简单 的数列进行分析，可以很快得到答案．
(1)若 a2＋b2＝1，可设 a＝cosα，b＝sinα； (2)若 a2＋b2≤1，可设 a＝rcosα，b＝rsinα(0≤r≤1)； (3)对于 1－x2，∵|x|≤1，由|cosθ|≤1 或|sinθ|≤1 知， 可设 x＝cosθ 或 x＝sinθ.
• [例3] 试求常数m的范围，使曲线y＝x2的 所有弦都不能被直线y＝m(x－3)垂直平 分．
[解析] 设 t＝sinx＋cosx， 则 t＝ 2sinx＋π4，t∈[－ 2， 2]， 而 sinxcosx＝21[(sinx＋cosx)2－1]＝12(t2－1)， 于是 y＝f(t)＝a2－a(sinx＋cosx)＋sinxcosx ＝a2－at＋12(t2－1)＝12t2－at＋a2－12
• [解析] 由题意得A＝{y|y>a2＋1或y<a}，B ＝{y|2≤y≤4}，我们不妨先考虑当A∩B＝∅时 a的取值范围．如图：

例1已知二次函数f（x）=ax2+2x－2a－1，其中x=2sinθ（0<θ≤ ）．若二次方程f（x）=0恰有两个不相等的实根x1和x2，求实数a的取值范围．
【分析】注意0<θ≤ ，则－1≤2sinθ≤2，即－1≤x≤2，问题转化为二次方程根的分布问题，根据图象得出等价的不等式组．
【解】由以上分析，问题转化为二次方程ax2+2x－2a－1=0．在区间［－1,2］上恰有两个不相等的实根，由y=f（x）的图象（如图1所示），得等价不等式组：
依次类推可得数列{xn}的所有项均满足xn+1＞xn（n∈N*)
综上所述，x1∈(1,2)由x1=f(x0),得x0∈(1,2)
评析：本题主要考查学生的阅读审题、综合理解的能力，涉及函数求值的简单运算、方程思想的应用，解不等式及化归转化思想的应用
问题四：等式与不等式的转化
例4、若正数a,b满足ab=a+b+3,则ab的取值范围是____。
二、转化的主要方式：
1、等价转化
.2、空间图形问题转化为平面图形问题.
3、局部与整体的相互转化.
4、特殊与一般的转化.
5、非等价转化.
6、换元、代换等转化方法的运用.
7、正与反的转化,
8、数与形的转化、
9、相等与不等的转化,
10、常量与变量的转化、
11、实际问题与数学语言的转化等。
三、典例分析：
问题1函数与方程的转化
由此得：AB=BC，AC=a．在三棱锥中，取AC中点D．连PD、BDAC⊥PD，AC⊥BD，故AC⊥平面PDB，且D到PB的距离为异面直线PB与AC之间的距离d，∴S△PDB=ad，∴V= a2d．
【评析】立体几何中有关位置关系的论证实际上是位置关系的相互转化，有关空间角的计算总是转化为平面内的角来求解．

浅谈化归与转化的数学思想作者：牛少华来源：《学知报·教师版》2012年第49期我们在学习的过程中常常会遇到一些陌生的问题和复杂的问题，是我们一时间不知所措，但是大家要知道再陌生的数学问题也一定存在最熟悉的理论基础，再复杂的数学问题也都是有简单的命题复合或者演化而成的，如果我们学会了将陌生的数学问题转化为熟悉的问题，把复杂的数学问题转化为简单的数学问题，那么问题就能得以顺利解决。

因此我们总的解题策略是化归，即设法将我们待解决的或未解决的陌生的复杂的问题，通过某种转化，归结到一类已经解决或容易解决的问题中去，最终将问题给予圆满解答的一种手段和方法叫化归法。

化归与转化的思想是解决数学问题的根本思想，解题的过程实际就是转化的过程。

应用化归与转化的思想，运用数学变换的方法去灵活地解决有关的数学问题，是提高思维能力的有效保证。

下面介绍一些常用的转化方法，及化归与类比思想解题的应用。

（一）使用正与反的思想转化：有些数学问题，如果直接从正面入手求解难度较大，致使思想受阻，我们可以从反面着手去解决。

如函数与反函数的有关问题，对立事件的概率、间接法求解排列组合问题、证明命题的唯一性、无理性，或所给的命题以否定形式出现（如：不存在、不相交等），并伴有“至少”“不都”“都不”“没有”等指示性词语时，均可考虑用正与反的思想来实现转化。

正与反的思想是数学解题中逆向思维的直接体现。

例1 已知下列三个方程：x2+4ax-4a+3=0，x2+(a-1)x+a2=0，x2+2ax-2a=0中，至少有一个方程有实根，求实数a的取值范围。

分析：此题若采用正面讨论，则必须分成“有且只有一个方程有实根”，“有两个方程有实根”和“三个方程全部有实根”三种不同情况来讨论，求解过程将会非常复杂。

所以，应采用补集和反证法的思想来求。

解：若方程没有一个有实根，则有16a2-4(3-4a)＜0（a-1）2-4a2＜04a2+8a＜0解之得：-■＜a＜-1∴满足三个方程至少有一个方程有实根的a的解集是{a/a≥-1，或a≤-■}。

数 F x Px Qx 的图象与 x 轴没有交点,即函数 F x 的图象或者永远在 x
轴的上方, 或者永远在 x 轴的下方.
不妨设函数 F x 的图象或者永远在 x 轴的上方.
因 此 , 要 证 明 方 程 P P x Q Q x 没 有 实 数 解 , 只 要 证 明
P P x Q Q x 永远大于零或永远小于零就可以.
若方程 P x Qx 无实数解,证明方程 P P x Q Q x 也无实数解.
【分析及解】这种复合函数方程的题目,可能没有遇到过,已知条件与所证结 论之间有什么联系,也不清楚,那么,有没有与此相关的问题?有.函数与图象之间 向来是互相联系的,我们能否转化为我们熟悉的图象问题来思考呢?
方程 Px Qx 没有实数解得含义是两个函数的图象没有交点,或者是函
【例 1】已知 a1, a2 , a3 成等差数列 a1 0 ， a2 , a3, a4 成等比数列， a3, a4 , a5 的
倒数也成等差数列，问 a1, a3, a5 之间有什么关系？ 【分析及解】题目中有 5 个元素：a1, a2 , a3.a4 , a5 ，而解题目标是探讨 a1, a3, a5
1.把未知转化为已知或熟知 解题的过程就是一个把生题转化为熟题的过程，有一些题目，初看比较陌 生，过去未解过，未见过，在制定解题计划时，就要设法转化，使之成为一个 曾经解过的熟悉的问题，或曾经见过的类似的问题.
【例 1】已知 P x,Q x 是两个实系数多项式，且对所有实数 x ，满足恒等
式
P Q x Q P x .
r2 a ex1
2
2 2 x1 ,
所以,
r1r2
2
1 2
x12
,
①

3．常见的转化与化归的方法 转化与化归思想方法用在研究、解决数学问题中，当思维受阻时考虑寻 求简单方法或从一种状况转化到另一种情形 ，也就是转化到另一种情境 使问题得到解决，这种转化是解决问题的有效策略，同时也是成功的思 维方式．常见的转化方法有：
(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，结论适合原问题．
方法二：(看成不等式的解集)∵a，b为正数，
∴a＋b≥2 ab，又ab＝a＋b＋3，
∴ab≥2 ab＋3.
即( ab)2－2 ab－3≥0，
解得 ab≥3或 ab≤－1(舍去)，∴ab≥9. ∴ab的取值范围是[9，＋∞)． 方法三：若设ab＝t，则a＋b＝t－3， ∴a，b可看成方程x2－(t－3)x＋t＝0的两个正根．
则当且仅当gg－1＝1＝ x2＋x2－x≥x＋0，2≥0， 解之，得x≥0或x≤－1. 即实数x的取值范围是x≤－1或x≥0. 拓展提升——开阔思路 提炼方法 通过以上两种方法的比较可以看出，若按常规方法求解，问题 较麻烦；若将变量与参数变更关系，a为主元，转换思考的角度，使解 答变得容易．这种处理问题的思想即为转化与化归的思想．
转化与化归思想使用的根本目的，是为了能更加有效地解答我们所遇到 的问题．转化与化归，不是盲目地转化给出的条件，无论是哪种转化， 都是为了使问题更好地获解，以下几条原则我们在解题中常要遵循，可 对使用这一思想方法起到提示的作用． (1)熟悉化原则：将陌生的问题转化为熟悉的问题，以利于我们运用熟知 的知识、经验来解决问题．

4 转化与化归思想主线—基础—方法—应用—例题—注意—总结知识清单：知识1 转化与化归思想概述知识2 转化与化归的原则知识1 转化与化归思想概述所谓化归思想就是通过转化，使所要解决的问题由难变易或变为已经解决的问题，以有利于解决的一种数学思想。

化归思想常常以变换题目的结构形状、变更问题、从反面探究结论等方式出现，前面所介绍的函数思想、方程思想、数形结合、分类讨论等都是重要的化归方法。

知识2 转化与化归的原则（1）目标简化原则将复杂的问题向简单的问题转化。

（2）和谐统一性原则即化归应朝着使待解决问题在表现形式上趋于和谐，在量、形关系上趋于统一的方向进行，使问题的条件和结论更均匀和恰当。

（3）具体化原则即化归方向应由抽象到具体。

（4）低层次原则即将高维空间问题化归成低维空间问题。

（5）正难则反原则即当问题正面讨论遇到困难时，可考虑问题的反面，设法从问题的反面去探求，使问题获解。

方法清单：方法1 直接转化法方法2 换元转化法方法3 数形结合法转化方法4 构造法转化方法5 坐标法转化方法6 补集法转化方法7 空间与平面间的转化方法8 几何条件转化为向量关系的方法方法9 变更主元的转化法方法10一般式转化为标准式方法1 直接转化法把原问题转化为基本定理、基本公式或基本图形问题。

例1函数y=1+a x(0<a<1)的反函数的图象大致是（）方法2 换元转化法运用“换元”把超越式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。

例2 设20≤≤x ，求函数523421+⋅-=-x x y 的最大值和最小值。

方法3 数形结合法转化研究原问题中数量关系（解析式）与空间形式（图形）的关系，通过互相变化获得转化途径。

例3 已知1,0,0=+≥≥b a b a ，求证225)2()2(22≥+++b a 方法4 构造法转化 “构造”一个合适的数学模型，把问题变为易于解决的问题。

高三数学思想、方法、策略专题第三讲 转化与化归思想一．知识探究：等价转化是把未知解的问题转化到在已有知识范围内可解的问题的一种重要的思想方法。

通过不断的转化，把不熟悉、不规范、复杂的问题转化为熟悉、规范甚至模式法、简单的问题。

1．转化有等价转化与非等价转化。

等价转化要求转化过程中前因后果是充分必要的，才保证转化后的结果仍为原问题的结果。

非等价转化其过程是充分或必要的，要对结论进行必要的修正（如无理方程化有理方程要求验根），它能带来思维的闪光点，找到解决问题的突破口。

2．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”把非标准形式的方程、不等式、函数转化为容易解决的基本问题；（3）参数法：引进参数，使原问题的变换具有灵活性，易于转化；（4）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；（5）坐标法：以坐标系为工具，用代数方法解决解析几何问题，是转化方法的一种重要途径；（6）类比法：运用类比推理，猜测问题的结论，易于确定转化的途径；（7）特殊化方法：把原问题的形式向特殊化形式转化，并证明特殊化后的结论适合原问题；（8）一般化方法：若原问题是某个一般化形式问题的特殊形式且有较难解决，可将问题通过一般化的途径进行转化；（9）等价问题法：把原问题转化为一个易于解决的等价命题，达到转化目的；（10）补集法：（正难则反）若过正面问题难以解决，可将问题的结果看作集合A ，而把包含该问题的整体问题的结果类比为全集U ，通过解决全集U 及补集A C U 获得原问题的解决。

3．化归与转化应遵循的基本原则：（1）熟悉化原则：将陌生的问题转化为熟悉的问题，以利于我们运用熟知的知识、经验和问题来解决；（2）简单化原则：将复杂的问题化归为简单问题，通过对简单问题的解决，达到解决复杂问题的目的，或获得某种解题的启示和依据；（3）和谐化原则：化归问题的条件或结论，使其表现形式更符合数与形内部所表示的和谐的形式，或者转化命题，使其推演有利于运用某种数学方法或其方法符合人们的思维规律；（4）直观化原则：将比较抽象的问题转化为比较直观的问题来解决；（5）正难则反原则：当问题正面讨论遇到困难时，可考虑问题的反面，设法从问题的反面去探求，使问题获解。

第1讲 第4课时 转化与化归思想
[解析] g′(x)＝3x2＋(m＋4)x－2， 若 g(x)在区间(t,3)上总为单调函数， 则①g′(x)≥0 在(t,3)上恒成立， 或②g′(x)≤0 在(t,3)上恒成立． 由①得 3x2＋(m＋4)x－2≥0， 即 m＋4≥2x－3x，当 x∈(t,3)时恒成立， 所以 m＋4≥2t －3t 恒成立， 则 m＋4≥－1，
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第1讲 第4课时 转化与化归思想
应用二 函数、方程、不等式之间的转化
1.函数与方程、不等式联系密切，解决方程、不等式的问题需要函数帮助． 2．解决函数的问题需要方程、不等式的帮助，因此借助函数与方程、不等式进行转化 与化归可以将问题化繁为简，一般可将不等关系转化为最值(值域)问题，从而求出参变 量的范围．
第1讲 第4课时 转化与化归思想
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第1讲 第4课时 转化与化归思想
即 m≥－5； 由②得 3x2＋(m＋4)x－2≤0， 即 m＋4≤2x－3x，当 x∈(t,3)时恒成立， 则 m＋4≤23－9， 即 m≤－337. 所以函数 g(x)在区间(t,3)上总不为单调函数的 m 的取值范围为－337，－5.
第1讲 第4课时 转化与化归思想
首页 ] 若对于任意 t∈[1,2]，函数 g(x)＝x3＋m2 ＋2x2－2x 在区间(t,3)上总不为单调函数，则 实数 m 的取值范围是________．
第1讲 第4课时 转化与化归思想
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第1讲 第4课时 转化与化归思想
[解析] 因为当 t∈[－1，＋∞)且 x∈[1，m]时，x＋t≥0， 所以 f(x＋t)≤3ex⇔ex＋t≤ex⇔t≤1＋ln x－x. 所以原命题等价转化为：存在实数 t∈[－1，＋∞)，使得不等式 t≤1＋ln x－x 对任意 x∈[1，m]恒成立． 令 h(x)＝1＋ln x－x(x≥1)． 因为 h′(x)＝1x－1≤0， 所以函数 h(x)在[1，＋∞)上为减函数， 又因为 x∈[1，m]，所以 h(x)min＝h(m)＝1＋ln m－m.

转化与化归思想[思想方法解读] 转化与化归思想，就是在研究和解决有关数学问题时，采用某种手段将问题通过变换使之转化，进而使问题得到解决的一种数学方法．一般是将复杂的问题通过变换转化为简单的问题，将难解的问题通过变换转化为容易求解的问题，将未解决的问题通过变换转化为已解决的问题．转化与化归思想是实现具有相互关联的两个知识板块进行相互转化的重要依据，如函数与不等式、函数与方程、数与形、式与数、角与边、空间与平面、实际问题与数学问题的互化等，消去法、换元法、数形结合法等都体现了等价转化思想，我们也经常在函数、方程、不等式之间进行等价转化，在复习过程中应注意相近主干知识之间的互化，注重知识的综合性．转化与化归思想的原则(1)熟悉已知化原则：将陌生的问题转化为熟悉的问题，将未知的问题转化为已知的问题，以便于我们运用熟知的知识、经验和问题来解决．(2)简单化原则：将复杂问题化归为简单问题，通过对简单问题的解决，达到解决复杂问题的目的，或获得某种解题的启示和依据．(3)和谐统一原则：转化问题的条件或结论，使其表现形式更符合数与形内部所表示的和谐统一的形式；或者转化命题，使其推演有利于运用某种数学方法或符合人们的思维规律．(4)正难则反原则：当问题正面讨论遇到困难时，应想到问题的反面，设法从问题的反面去探讨，使问题获得解决．常考题型精析题型一 正难则反的转化例1 已知集合A ＝{x ∈R |x 2－4mx ＋2m ＋6＝0}，B ＝{x ∈R |x <0}，若A ∩B ≠∅，求实数m 的取值范围．解 设全集U ＝{m |Δ＝(－4m )2－4(2m ＋6)≥0}，即U ＝{m |m ≤－1或m ≥32}． 若方程x 2－4mx ＋2m ＋6＝0的两根x 1，x 2均为非负，则⎩⎪⎨⎪⎧ m ∈U ，x 1＋x 2＝4m ≥0，⇒m ≥32，x 1x 2＝2m ＋6≥0所以，使A ∩B ≠∅的实数m 的取值范围为{m |m ≤－1}．点评 本题中，A ∩B ≠∅，所以A 是方程x 2－4mx ＋2m ＋6＝0①的实数解组成的非空集合，并且方程①的根有三种情况：(1)两负根；(2)一负根和一零根；(3)一负根和一正根．分别求解比较麻烦，我们可以从问题的反面考虑，采取“正难则反”的解题策略，即先由Δ≥0，求出全集U ，然后求①的两根均为非负时m 的取值范围，最后利用“补集思想”求解，这就是正难则反这种转化思想的应用，也称为“补集思想”．变式训练1 若对于任意t ∈[1,2]，函数g (x )＝x 3＋⎝⎛⎭⎫m 2＋2x 2－2x 在区间(t,3)上总不为单调函数，则实数m 的取值范围是__________．答案 ⎝⎛⎭⎫－373，－5 解析 g ′(x )＝3x 2＋(m ＋4)x －2，若g (x )在区间(t,3)上总为单调函数，则①g ′(x )≥0在(t,3)上恒成立，或②g ′(x )≤0在(t,3)上恒成立．由①得3x 2＋(m ＋4)x －2≥0，即m ＋4≥2x－3x 在x ∈(t,3)上恒成立， 所以m ＋4≥2t－3t 恒成立，则m ＋4≥－1，即m ≥－5； 由②得m ＋4≤2x－3x 在x ∈(t,3)上恒成立， 则m ＋4≤23－9，即m ≤－373. 所以，函数g (x )在区间(t,3)上总不为单调函数的m 的取值范围为－373<m <－5. 题型二 函数、方程、不等式之间的转化例2 已知函数f (x )＝13x 3＋⎝⎛⎭⎫a 2－43x 2＋⎝⎛⎭⎫43－23a x (0<a <1，x ∈R )．若对于任意的三个实数x 1，x 2，x 3∈[1,2]，都有f (x 1)＋f (x 2)>f (x 3)恒成立，求实数a 的取值范围．解 因为f ′(x )＝x 2＋⎝⎛⎭⎫a －83x ＋⎝⎛⎭⎫43－23a ＝⎝⎛⎭⎫x －23(x ＋a －2)，所以令f ′(x )＝0， 解得x 1＝23，x 2＝2－a . 由0<a <1，知1<2－a <2.所以令f ′(x )>0，得x <23，或x >2－a ； 令f ′(x )<0，得23<x <2－a ， 所以函数f (x )在(1,2－a )上单调递减，在(2－a,2)上单调递增．所以函数f (x )在[1,2]上的最小值为f (2－a )＝a 6(2－a )2，最大值为max{f (1)，f (2)}＝max ⎩⎨⎧⎭⎬⎫13－a 6，23a .因为当0<a ≤25时，13－a 6≥23a ； 当25<a <1时，23a >13－a 6， 由对任意x 1，x 2，x 3∈[1,2]，都有f (x 1)＋f (x 2)>f (x 3)恒成立，得2f (x )min >f (x )max (x ∈[1,2])．所以当0<a ≤25时，必有2×a 6(2－a )2>13－a 6， 结合0<a ≤25可解得1－22<a ≤25； 当25<a <1时，必有2×a 6(2－a )2>23a ， 结合25<a <1可解得25<a <2－ 2. 综上，知所求实数a 的取值范围是1－22<a <2－ 2. 点评 解决方程、不等式的问题需要函数帮助，解决函数的问题需要方程、不等式的帮助，因此借助于函数、方程、不等式进行转化与化归可以将问题化繁为简，一般可将不等关系转化为最值(值域)问题，从而求出参变量的范围．变式训练2 (2015·课标全国Ⅰ)设函数f (x )＝e 2x －a ln x .(1)讨论f (x )的导函数f ′(x )零点的个数；(2)证明：当a >0时，f (x )≥2a ＋a ln 2a. (1)解 f (x )的定义域为(0，＋∞)，f ′(x )＝2e 2x －a x(x >0)． 当a ≤0时，f ′(x )>0，f ′(x )没有零点．当a >0时，因为e 2x 单调递增，－a x单调递增， 所以f ′(x )在(0，＋∞)上单调递增．又f ′(a )>0，当b 满足0<b <a 4且b <14时，f ′(b )<0，故当a >0时，f ′(x )存在唯一零点．(2)证明 由(1)，可设f ′(x )在(0，＋∞)的唯一零点为x 0，当x ∈(0，x 0)时，f ′(x )<0；当x ∈(x 0，＋∞)时，f ′(x )>0.故f (x )在(0，x 0)上单调递减，在(x 0，＋∞)上单调递增，所以当x ＝x 0时，f (x )取得最小值，最小值为f (x 0)．由于022e x －a x 0＝0，所以f (x 0)＝a 2x 0＋2ax 0＋a ln 2a ≥2a ＋a ln 2a .故当a >0时，f (x )≥2a ＋a ln 2a. 题型三 主与次的转化例3 已知函数f (x )＝x 3＋3ax －1，g (x )＝f ′(x )－ax －5，其中f ′(x )是f (x )的导函数．对满足－1≤a ≤1的一切a 的值，都有g (x )<0，则实数x 的取值范围为________．答案 ⎝⎛⎭⎫－23，1 解析 由题意，知g (x )＝3x 2－ax ＋3a －5，令φ(a )＝(3－x )a ＋3x 2－5，－1≤a ≤1.对－1≤a ≤1，恒有g (x )<0，即φ(a )<0，∴⎩⎪⎨⎪⎧ φ(1)<0，φ(－1)<0， 即⎩⎪⎨⎪⎧3x 2－x －2<0，3x 2＋x －8<0， 解得－23<x <1. 故当x ∈⎝⎛⎭⎫－23，1时，对满足－1≤a ≤1的一切a 的值，都有g (x )<0. 点评 主与次的转化法合情合理的转化是数学问题能否“明朗化”的关键所在，通过变换主元，起到了化繁为简的作用．在不等式中出现两个字母：x 及a ，关键在于该把哪个字母看成变量，哪个看成常数．显然可将a 视作自变量，则上述问题即可转化为在[－1,1]内关于a 的一次函数小于0恒成立的问题．变式训练3 设f (x )是定义在R 上的单调递增函数，若f (1－ax －x 2)≤f (2－a )对任意a ∈[－1,1]恒成立，则x 的取值范围为______________．答案 (－∞，－1]∪[0，＋∞)解析 ∵f (x )是R 上的增函数，∴1－ax －x 2≤2－a ，a ∈[－1,1]．(*)(*)式可化为(x －1)a ＋x 2＋1≥0，对a ∈[－1,1]恒成立．令g (a )＝(x －1)a ＋x 2＋1.则⎩⎪⎨⎪⎧g (－1)＝x 2－x ＋2≥0，g (1)＝x 2＋x ≥0， 解得x ≥0或x ≤－1，即实数x 的取值范围是(－∞，－1]∪[0，＋∞)．题型四 以换元为手段的转化与化归例4 是否存在实数a ，使得函数y ＝sin 2x ＋a cos x ＋58a －32在闭区间[0，π2]上的最大值是1？若存在，则求出对应的a 的值；若不存在，则说明理由．解 y ＝sin 2x ＋a cos x ＋58a －32＝1－cos 2x ＋a cos x ＋58a －32＝－(cos x －a 2)2＋a 24＋58a －12.∵0≤x ≤π2，∴0≤cos x ≤1，令cos x ＝t ， 则y ＝－(t －a 2)2＋a 24＋58a －12，0≤t ≤1. 当a 2>1，即a >2时，函数y ＝－(t －a 2)2＋a 24＋58a －12在t ∈[0,1]上单调递增， ∴t ＝1时，函数有最大值y max ＝a ＋58a －32＝1， 解得a ＝2013<2(舍去)； 当0≤a 2≤1，即0≤a ≤2时， t ＝a 2函数有最大值，y max ＝a 24＋58a －12＝1， 解得a ＝32或a ＝－4(舍去)； 当a 2<0，即a <0时， 函数y ＝－(t －a 2)2＋a 24＋58a －12在t ∈[0,1]上单调递减， ∴t ＝0时，函数有最大值y max ＝58a －12＝1， 解得a ＝125>0(舍去)， 综上所述，存在实数a ＝32使得函数有最大值． 点评 换元有整体代换、特值代换、三角换元等情况．本题是关于三角函数最值的存在性问题，通过换元，设cos x ＝t ，转化为关于t 的二次函数问题，把三角函数的最值问题转化为二次函数y ＝－(t －a 2)2＋a 24＋58a －12，0≤t ≤1的最值问题，然后分类讨论解决问题．变式训练4 若关于x 的方程9x ＋(4＋a )·3x ＋4＝0有解，则实数a 的取值范围是____________． 答案 (－∞，－8]解析 设t ＝3x ，则原命题等价于关于t 的方程t 2＋(4＋a )t ＋4＝0有正解，分离变量a ，得a ＋4＝－⎝⎛⎭⎫t ＋4t ， ∵t >0，∴－⎝⎛⎭⎫t ＋4t ≤－4， ∴a ≤－8，即实数a 的取值范围是(－∞，－8]．高考题型精练1．已知a ＝log 23＋log 23，b ＝log 29－log 23，c ＝log 32，则a ，b ，c 的大小关系是( )A ．a ＝b <cB ．a ＝b >cC ．a <b <cD ．a >b >c答案 B 解析 ∵a ＝log 23＋log 23＝log 233，b ＝log 29－log 23＝log 233，∴a ＝b .又∵函数y ＝log a x (a >1)为增函数，∴a ＝log 233>log 22＝1，c ＝log 32<log 33＝1，∴a ＝b >c .2．下列关于函数f (x )＝(2x －x 2)e x 的判断正确的是( )①f (x )>0的解集是{x |0<x <2}；②f (－2)是极小值，f (2)是极大值；③f (x )既没有最小值，也没有最大值．A ．①②③B ．②C ．①③D ．③答案 A解析 若f (x )＝(2x －x 2)e x >0，则0<x <2，①正确；∵f ′(x )＝－e x (x ＋2)(x －2)，∴f (x )在(－∞，－2)和(2，＋∞)上单调递减，在(－2，2)上单调递增．∴f (－2)是极小值，f (2)是极大值，②正确；易知③也正确．3．(2014·湖南)若0<x 1<x 2<1，则( ) 21121212212121A.e e ln ln B.e e lnC e eD e e x x x x x x x x x x x x x x ->--<><.. 答案 C解析 设f (x )＝e x －ln x (0<x <1)，则f ′(x )＝e x －1x ＝x e x －1x . 令f ′(x )＝0，得x e x －1＝0.根据函数y ＝e x 与y ＝1x的图象可知两函数图象交点x 0∈(0,1)，因此函数f (x )在(0,1)上不是单调函数，故A ，B 选项不正确．设g (x )＝e x x (0<x <1)，则g ′(x )＝e x(x －1)x 2. 又0<x <1，∴g ′(x )<0.∴函数g (x )在(0,1)上是减函数．又0<x 1<x 2<1，∴g (x 1)>g (x 2)，1221e e .x x x x ∴>4．设a ，b ∈R ，a 2＋2b 2＝6，则a ＋2b 的最小值为( )A ．－2 2B ．－533C ．－2 3D ．－72答案 C解析 由a 2＋2b 2＝6，得a 26＋b 23＝1. 所以可设⎩⎨⎧a ＝6cos θ，b ＝3sin θ.a ＋2b ＝6cos θ＋6sin θ＝12⎝⎛⎭⎫22cos θ＋22sin θ ＝12sin ⎝⎛⎭⎫θ＋π4. 因为－1≤sin ⎝⎛⎭⎫θ＋π4≤1，所以a ＋2b ≥－2 3. 5．过双曲线x 2a 2－y 2b2＝1上任意一点P ，引与实轴平行的直线，交两渐近线于R 、Q 两点，则PR →·PQ →的值为( )A ．a 2B ．b 2C ．2abD ．a 2＋b 2答案 A解析 当直线RQ 与x 轴重合时，|PR →|＝|PQ →|＝a ，故选A.6．设P 为曲线C ：y ＝x 2＋2x ＋3上的点，且曲线C 在点P 处切线倾斜角的取值范围为⎣⎡⎦⎤0，π4，则点P 横坐标的取值范围为( )A.⎣⎡⎦⎤－1，－12 B ．[－1,0] C ．[0,1]D.⎣⎡⎦⎤12，1 答案 A解析 设P (x 0，y 0)，倾斜角为α，0≤tan α≤1，f (x )＝x 2＋2x ＋3，f ′(x )＝2x ＋2,0≤2x 0＋2≤1，－1≤x 0≤－12，故选A.7．P 为双曲线x 29－y 216＝1的右支上一点，M 、N 分别是圆(x ＋5)2＋y 2＝4和圆(x －5)2＋y 2＝1上的点，则|PM |－|PN |的最大值为( )A ．6B ．7C ．8D ．9答案 D解析 设双曲线的左、右焦点分别为F 1、F 2，则其分别为已知两圆的圆心，由已知|PF 1|－|PF 2|＝2×3＝6.要使|PM |－|PN |最大，需PM ，PN 分别过F 1、F 2点即可．∴(|PM |－|PN |)max ＝(|PF 1|＋2)－(|PF 2|－1)＝|PF 1|－|PF 2|＋3＝9.8．设a ∈R ，若函数y ＝e x ＋ax ，x ∈R 有大于零的极值点，则( )A ．a <－1B ．a >－1C ．a >－1eD ．a <－1e 答案 A解析 ∵y ＝e x ＋ax ，∴y ′＝e x ＋a .∵函数y ＝e x ＋ax 有大于零的极值点，则方程y ′＝e x ＋a ＝0有大于零的解，∵x >0时，－e x <－1，∴a ＝－e x <－1.9．已知等差数列{a n }的公差d ≠0，且a 1、a 3、a 9成等比数列，则a 1＋a 3＋a 9a 2＋a 4＋a 10的值是________． 答案 1316 解析 由题意知，只要满足a 1、a 3、a 9成等比数列的条件，{a n }取何种等差数列与所求代数式的值是没有关系的．因此，可把抽象数列化归为具体数列．比如，可选取数列a n ＝n (n ∈N *)，则a 1＋a 3＋a 9a 2＋a 4＋a 10＝1＋3＋92＋4＋10＝1316. 10．已知一个几何体的三视图如图所示，如果点P ，Q 在正视图中所示位置：P 为所在线段中点，Q 为顶点，则在几何体侧面上，从P 点到Q 点的最短路径的长为________．答案 a 1＋π2解析 由三视图，知此几何体是一个圆锥和一个圆柱的组合体，分别沿P 点与Q 点所在母线剪开圆柱侧面并展开铺平，如图所示．则PQ ＝AP 2＋AQ 2＝a 2＋(πa )2＝a 1＋π2.所以P ，Q 两点在侧面上的最短路径的长为a 1＋π2.11．f (x )＝13x 3－x ，x 1，x 2∈[－1,1]时，求证：|f (x 1)－f (x 2)|≤43. 证明 ∵f ′(x )＝x 2－1，当x ∈[－1,1]时，f ′(x )≤0，∴f (x )在[－1,1]上递减．故f (x )在[－1,1]上的最大值为f (－1)＝23， 最小值为f (1)＝－23， 即f (x )在[－1,1]上的值域为[－23，23]． 所以x 1，x 2∈[－1,1]时，|f (x 1)|≤23，|f (x 2)|≤23， 即有|f (x 1)－f (x 2)|≤|f (x 1)|＋|f (x 2)|≤23＋23＝43. 即|f (x 1)－f (x 2)|≤43. 12．已知函数f (x )＝eln x ，g (x )＝1ef (x )－(x ＋1)．(e ＝2.718……) (1)求函数g (x )的极大值；(2)求证：1＋12＋13＋ (1)>ln(n ＋1)(n ∈N *)． (1)解 ∵g (x )＝1ef (x )－(x ＋1)＝ln x －(x ＋1)，∴g ′(x )＝1x－1(x >0)． 令g ′(x )>0，解得0<x <1；令g ′(x )<0，解得x >1.∴函数g (x )在(0,1)上单调递增，在(1，＋∞)上单调递减，∴g (x )极大值＝g (1)＝－2.(2)证明 由(1)知x ＝1是函数g (x )的极大值点，也是最大值点，∴g (x )≤g (1)＝－2，即ln x －(x ＋1)≤－2⇒ln x ≤x －1(当且仅当x ＝1时等号成立)， 令t ＝x －1，得t ≥ln(t ＋1)(t >－1)，取t ＝1n(n ∈N *)时， 则1n >ln ⎝⎛⎭⎫1＋1n ＝ln ⎝⎛⎭⎫n ＋1n ，∴1>ln 2，12>ln 32，13>ln 43，…，1n >ln ⎝⎛⎭⎫n ＋1n ， 叠加得1＋12＋13＋…＋1n >ln(2·32·43·…·n ＋1n)＝ln(n ＋1)． 即1＋12＋13＋…＋1n >ln(n ＋1)．。

思想方法第4讲转化与化归思想第4讲转化与化归思想思想概述转化与化归思想方法适用于在研究、解决数学问题时，思维受阻或试图寻求简单方法或从一种情形转化到另一种情形，也就是转化到另一种情形使问题得到解决，这种转化是解决问题的有效策略，同时也是获取成功的思维方式．方法一特殊与一般的转化一般问题特殊化，使问题处理变得直接、简单，也可以通过一般问题的特殊情形找到一般思路；特殊问题一般化，可以使我们从宏观整体的高度把握问题的一般规律，从而达到成批处理问题的效果；对于某些选择题、填空题，可以把题中变化的量用特殊值代替，得到问题答案．例1(1)(2020·青岛模拟)“蒙日圆”涉及几何学中的一个著名定理，该定理的内容为：椭圆上两条互相垂直的切线的交点必在一个与椭圆同心的圆上，该圆称为原椭圆的蒙日圆，若椭圆C：＋＝1(a>0)的离心率为，则椭圆C的蒙日圆的方程为()A．x2＋y2＝9B．x2＋y2＝7C．x2＋y2＝5D．x2＋y2＝4答案B解析因为椭圆C：＋＝1(a>0)的离心率为，所以＝，解得a＝3，所以椭圆C的方程为＋＝1，所以椭圆的上顶点A(0，)，右顶点B(2,0)，所以经过A，B两点的切线方程分别为y＝，x＝2，所以两条切线的交点坐标为(2，)，又过A，B的切线互相垂直，由题意知交点必在一个与椭圆C同心的圆上，可得圆的半径r＝＝，所以椭圆C的蒙日圆方程为x2＋y2＝7.(2)在△ABC中，角A，B，C所对的边分别为a，b，c，若a，b，c成等差数列，则等于()A.B.C.D.思路分析求→考虑正三角形ABC的情况答案A解析令a＝b＝c，则△ABC为等边三角形，且cosA＝cosC＝，代入所求式子，得＝＝.一般问题特殊化，使问题处理变得直接、简单，特殊问题一般化，可以使我们从宏观整体的高度把握问题的一般规律，从而达到成批处理问题的效果.方法二命题的等价转化将题目已知条件或结论进行转化，使深奥的问题浅显化、繁杂的问题简单化，让题目得以解决．一般包括数与形的转化、正与反的转化、常量与变量的转化、图形形体及位置的转化．例2(1)由命题“存在x0∈R，使－m≤0”是假命题，得m的取值范围是(－∞，a)，则实数a的值是()A．(－∞，1)B．(－∞，2)C．1D．2思路分析命题：存在x0∈R，使－m≤0是假命题→任意x∈R，e|x－1|－m>0是真命题→m可知它的否定形式“任意x∈R，e|x－1|－m>0”是真命题，可得m的取值范围是(－∞，1)，而(－∞，a)与(－∞，1)为同一区间，故a＝1.(2)若对于任意t∈[1,2]，函数g(x)＝x3＋x2－2x在区间(t,3)上总不为单调函数，则实数m的取值范围是________．思路分析gx在t，3上总不为单调函数→先看gx在t，3上单调的条件→补集法求m的取值范围答案解析g′(x)＝3x2＋(m＋4)x－2，若g(x)在区间(t,3)上为单调函数，则①g′(x)≥0在(t,3)上恒成立，或②g′(x)≤0在(t,3)上恒成立．由①得3x2＋(m＋4)x－2≥0，即m＋4≥－3x在x∈(t,3)上恒成立，所以m＋4≥－3t恒成立，则m＋4≥－1，即m≥－5；由②得m＋4≤－3x在x∈(t,3)上恒成立，则m＋4≤－9，即m≤－.所以使函数g(x)在区间(t,3)上总不为单调函数的m的取值范围为－“补集法”；含两个变量的问题可以变换主元.方法三函数、方程、不等式之间的转化函数与方程、不等式紧密联系，通过研究函数y＝f(x)的图象性质可以确定方程f(x)＝0，不等式f(x)>0和f(x)<0的解集．例3(2020·全国Ⅱ)若2x－2y<3－x－3－y，则()A．ln(y－x＋1)>0B．ln(y－x＋1)<0C．ln|x－y|>0D．ln|x－y|<0答案A解析∵2x－2y<3－x－3－y，∴2x－3－x<2y－3－y.∵y＝2x－3－x＝2x －x在R上单调递增，∴x1，∴ln(y－x＋1)>ln1＝0.例4已知函数f(x)＝elnx，g(x)＝f(x)－(x＋1)．(e＝2.718……)(1)求函数g(x)的极大值；(2)求证：1＋＋＋…＋>ln(n＋1)(n∈N)．思路分析gx的极值→lnx明结论(1)解∵g(x)＝f(x)－(x＋1)＝lnx－(x＋1)，∴g′(x)＝－1(x>0)．令g′(x)>0，解得0<1；令g′(x)<0，解得x>1.∴函数g(x)在(0,1)上单调递增，在(1，＋∞)上单调递减，∴g(x)极大值＝g(1)＝－2.(2)证明由(1)知x＝1是函数g(x)的极大值点，也是最大值点，∴g(x)≤g(1)＝－2，即lnx－(x＋1)≤－2?lnx≤x－1(当且仅当x＝1时等号成立)，令t＝x－1，得t≥ln(t＋1)(t>－1)．取t＝(n∈N)时，则>ln＝ln，∴1>ln2，>ln，>ln，…，>ln，∴叠加得1＋＋＋…＋>ln＝ln(n＋1)．即1＋＋＋…＋>ln(n＋1)(n∈N)．借助函数、方程、不等式进行转化与化归可以将问题化繁为简，一般可将不等关系转化为最值值域问题，从而求出参变量的范围.高考高中资料无水印无广告不加密word版群559164877；高考数学高中数学探究群562298495。

b=（1+sin2x+cos 2x，0），
∴f（x）=a·b=(1-tan x)(1+sin 2x+cos 2x)
cosxsinx•(2cos2 x2sinxcosx) cosx
2(cos2 xsin2 x) 2cos2x.
定义域为 xx
k
2,kz.
(2)因f ( ) 2cos(2 ) 2,
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转 化 与 化 归 思想pp t完美课 件 通 用
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故有
f f
((2)2)0,0.即2(21(1x2x)2)
2x 1 2x 1
0, 0.
解得 7 1 x 3 1.
2
2
从而实数x的取值范围是( 7 1, 3 1). 22
【例2】（2008·南通调研）已知向量a=(1-
待解决的问题A
应用 问题A的解
观察、分析 类比、联想
容易解决的问题B
还原
解决 问题B的解
其中的问题B是化归目标或化归方向，转化的手段 是化归策略. 2.化归与转化思想的核心是将生疏的问题转化为熟 知的问题，解题的过程就是一个缩小已知与求解 之间差异的过程，是未知向已知转化的过程，也 是目标向问题靠拢的过程.
tanx,1),b=(1+sin 2x+cos 2x,0),记f(x)=a·b.
（1）求f(x)的解析式并指出它的定义域；
(2 )若 f( )2 ,且 (0 ,)求 ,f( ).
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解 （1）∵a=（1-tan x，1），