一题多解的数学价值

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  在高二数学课本“不等式”一章中关于不等式的证明,教材上列举了证明不等式的四种方法:公式法、比较法、数学归纳法及分析法.在实际应用过程中,只有这四种方法往往是不够的,还应通过实际例题向学生介绍反证法、放缩法、换元法及判别式法等常用的方法.另外还有几何法、构造函数法等方法.学生必须理解掌握这些思想方法,做题才能得心应手,游刃有余.
  现举例说明:
  例题:已知a,b,m∈R ,且a  求证: > .
  证法1(比较法):
  因为a,b,m∈R ,a  所以 - = >0,故 > .
  证法2(分析法):
  欲证 > ,由于a,b,m∈R ,aa(b m),
  即证am  证法3(综合法):
  能用分析法证明的题目,一般也能用综合法证明(略).
  证法4(反证法):
  假设 ≤ ,
  因为a、b、m∈R ,
  所以(a m)b≤a(b m),即bm≤am,
  所以b≤a,这与题设a  所以假设不成立,故 > .
  证法5(放缩法):
  因为a,b,m∈R ,a  所以 = = < = .
  证法6(构造函数法):
  构造函数f(x)= (0  因为f(x)=1- 在[0, ∞]上是增函数,
  所以f(m)>f(0),即 > .
  注:利用函数单调性证明不等式具有优越性.高中实验教材已把微积分列入必修内容,用导数研究函数的单调性很方便,故对此法应予以高度重视.
  证法7(增量法):
  因为a0),
  所以 = = < = = .
  证法8(斜率法1):
  在直角坐标系中, = 表示经过A(b,a)和B(-m,-m)两点所在直线的斜率,设其倾斜率为α,而 = 表示点A(b,a)和原点O(0,0)所在直线的斜率,设其倾斜角为β,如图1.
  图1
  由a .
  证法9(斜率法2):
  在直角坐标系中,设A(b,a),B(m,m),则AB的中点C( , ),如图2.
  图2
  由于OA、OB、OC三线的斜率满足k   证法10(三角法):
  如图3,在直角三角形ABC中,∠B=90°,BC=a,AB=b,延长BA至E,BC至D,使CD=AE=m.
  设CA、DE交于F,则有tan∠DEB= ,tan∠CAB= .
  因为∠CAB<∠DEB,所以tan∠CAB  图3
  练习(请读者完成以下两道题)
  1.若a b =1,x y =1,求证:ax by≤1.
  2.已知a,b,c为直角三角形ABC的三边长,c是斜边,当n∈N,n≥3时,求证:a b   从以上例题及练习的证法体验可知,一道数学题因思考的角度不同可得到多种不同的解题思路.数学问题的解决应寻求多种解法,有利于拓宽解题思路,发展观察、想象、探索思维能力,进一步让人们感受到数学的神奇,数学的美,体现数学的价值.
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