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观察是认识世界增长知识的主要途径,是智力发展的基础。同时我们学习也需要观察。高斯靠观察超于常人算出1至100的自然数的和。杨辉靠观察发现了杨辉三角形。笛卡儿靠观察创立直角坐标系。下面就如何运用观察法解题进行例述。
一、观察数字,寻求突破
题目中的特殊数字,如整数、质数、奇数、偶数、勾股数组等,经仔细观察,发现数字间的联系,找到解题突破口。
例1、求:12+的和。
分析:观察差式:k(k+1)(k+2)-(k-1)k(k+1)=3k(k+1),我们分别用1、2、3、……、n代替上式的k可得:
1·2·3-0·1·2=3·1·2
2·3·4-1·2·3=3·2·3
3·4·5-2·3·4=3·3·4
…… …… ……
n(n+1)(n+2)-(n-1)n(n+1)=3·n·(n+1)上述各式相加得:
n(n+1)(n+2)=3(12+)=3Sn
所以:Sn=n(n+1)(n+2)。(解略)
二、观察外型,联想知识
观察一个命题的条件或结论,其外型与那些知识相似,于是联想到有关知识。运用这些知识去解答问题。
例2、a、b证明:
分析1:外型含有根式,联想到两边平方,得到证明1
证明1:欲证原不等式成立,只要证
1+a2+1+b2 — 2≤a2-2ab+b2
只要证:1+ab。 如果1+ab,则不等式显然成立。
如果1+ab>0,则只要证明:
(1+ab)2(1+a2)(1+b2)
即证:(a — b)2≥0,这显然成立。
分析2:外型分子含有根式,且被开方式常数项相同,可否将分子有理化进行证明。
证明2:左边=
=。
三、观察结构,确定解法
仔细观察题中式子的结构特点,联想有关数学知识和方法,确定解题思路。
例3、证明:
分析:观察题设结构特点和是互为有理化因式。
所以:·=2,故可设:=y,则=
原式可化为:y2-4y+2=0,解得y=2±(2-舍去)。所以:2-
从而左边==2++2-=4=右边(解略)。
四、观察整体,全面审视
纵观问题的整体,全方位进行审视,再注意局部处理,容易发现问题的实质。
例4、已知,a、b、c且
求证:a + b + c
分析: 从题设整体分析得出,而从结论整体分析得出
(1+a)+(1+b)+(1+c)≥,联想(A+B+C)·(
的证题的经验,本题即得证。(解略)
五、观察局部,各个击破
对一个数学问题的局部进行观察,有利于发现解题信息,或把一个问题分成若干个部分,认真观察局部情况,由局部的突破而使问题逐步得到解决。
例5、在锐角ΔABC中,求证:
sinA+sinB+sinC > cosA+cosB+cosC
sinA·sinB·sinC > cosA·cosB·cosC
分析:不等式作整体处理有困难,考虑到A、B、C是锐角,有A+B > 900,00<900-B 不妨先观察局部,从处理sinA入手。SinA>sin(900-B)=cosB>0,同理sinB>cosC,sinC>cosA。上面三个式子相加和相乘即得所证。(解略)
六、观察结论,联系条件
注意观察结论与条件之间的联系,寻求解题途径。
例6、已知,为锐角,并且3,
求证:
分析:结论中有α、2β联系所给条件,设法把含有β、2α的三角函数式变为α、2β的三角函数式,再证明就容易了。
(1)÷(2)得tan。
为锐角, 即 (解略)。
七、观察全题,挖掘隐含
要搜寻每一个细节,不放过题中的每一个字,尽可能地发掘隐含条件,最大限度地利用题目所提供的信息。
例7、已知函数f(x)对一切实数x都有f(2+x)=f(2-x),方程f(x)=0有4个互不相等的实数根,这4个根的和等于( )。
A、2 B、4 C、6 D、8
分析:此题中函数f(x)没有具体的表达式,f(x)=0的根无法具体地知道。但条件f(x+2)=f(2-x)隐含了“函数f(x)的图像关于直线x=2对称”这一性质,观察到这一点,就可推知:函数图像与轴的交点也关于直线x=2对称,因此4根之和应为8。所以答案为C。
八、观察特值,探求解法
对问题的特殊情况,极端情况进行观察,往往可以发现问题的一般性结论和解决问题的方法。
例8、两个数列{an}和{bn},已知an、bn、an+1成等差数列,bn、an+1、bn+1成等比数列,当a1=1,b1=2时,求{an}和{bn}的通项公式。
分析:由已知我们可以得到an+1=2bn-an,,先观察=2、3、4的特殊情况,可得b1=2,,b3=8,若视2=,便可猜想:,进一步猜出,然后用数学归纳法加以证明。
九、观察规律,寻求思路
通过观察各元素之间的关系,发现它们的内在联系,从事物的构成规律上来把握问题的实质,寻找到解题思路,使问题获解。
例9、设f(x)=,且f1(x)=f(x),fn+1(x)
=f[fn(x)],n=1,2,3,…,
试求f2005(2005)。
分析:考察f1(x)、f2(x)、f3(x),……,看看有什么规律:
f1(x)=,f2(x)=,f3(x)=x,f4(x)=,……,
得出f3k+1(x)=,f3k+2(x)=,f3k(x)=x,有这一规律,
f2005(2005)=(解略)
可见观察能找到解题的突破口,能使解题巧妙。同时那些新的思维,新的解法总是在变换了观察角度之后自然产生的。我们解数学问题也应观察问题的全貌,要学会细致入微,触及本质的观察,观察越深刻问题越易于解决。
一、观察数字,寻求突破
题目中的特殊数字,如整数、质数、奇数、偶数、勾股数组等,经仔细观察,发现数字间的联系,找到解题突破口。
例1、求:12+的和。
分析:观察差式:k(k+1)(k+2)-(k-1)k(k+1)=3k(k+1),我们分别用1、2、3、……、n代替上式的k可得:
1·2·3-0·1·2=3·1·2
2·3·4-1·2·3=3·2·3
3·4·5-2·3·4=3·3·4
…… …… ……
n(n+1)(n+2)-(n-1)n(n+1)=3·n·(n+1)上述各式相加得:
n(n+1)(n+2)=3(12+)=3Sn
所以:Sn=n(n+1)(n+2)。(解略)
二、观察外型,联想知识
观察一个命题的条件或结论,其外型与那些知识相似,于是联想到有关知识。运用这些知识去解答问题。
例2、a、b证明:
分析1:外型含有根式,联想到两边平方,得到证明1
证明1:欲证原不等式成立,只要证
1+a2+1+b2 — 2≤a2-2ab+b2
只要证:1+ab。 如果1+ab,则不等式显然成立。
如果1+ab>0,则只要证明:
(1+ab)2(1+a2)(1+b2)
即证:(a — b)2≥0,这显然成立。
分析2:外型分子含有根式,且被开方式常数项相同,可否将分子有理化进行证明。
证明2:左边=
=。
三、观察结构,确定解法
仔细观察题中式子的结构特点,联想有关数学知识和方法,确定解题思路。
例3、证明:
分析:观察题设结构特点和是互为有理化因式。
所以:·=2,故可设:=y,则=
原式可化为:y2-4y+2=0,解得y=2±(2-舍去)。所以:2-
从而左边==2++2-=4=右边(解略)。
四、观察整体,全面审视
纵观问题的整体,全方位进行审视,再注意局部处理,容易发现问题的实质。
例4、已知,a、b、c且
求证:a + b + c
分析: 从题设整体分析得出,而从结论整体分析得出
(1+a)+(1+b)+(1+c)≥,联想(A+B+C)·(
的证题的经验,本题即得证。(解略)
五、观察局部,各个击破
对一个数学问题的局部进行观察,有利于发现解题信息,或把一个问题分成若干个部分,认真观察局部情况,由局部的突破而使问题逐步得到解决。
例5、在锐角ΔABC中,求证:
sinA+sinB+sinC > cosA+cosB+cosC
sinA·sinB·sinC > cosA·cosB·cosC
分析:不等式作整体处理有困难,考虑到A、B、C是锐角,有A+B > 900,00<900-B 不妨先观察局部,从处理sinA入手。SinA>sin(900-B)=cosB>0,同理sinB>cosC,sinC>cosA。上面三个式子相加和相乘即得所证。(解略)
六、观察结论,联系条件
注意观察结论与条件之间的联系,寻求解题途径。
例6、已知,为锐角,并且3,
求证:
分析:结论中有α、2β联系所给条件,设法把含有β、2α的三角函数式变为α、2β的三角函数式,再证明就容易了。
(1)÷(2)得tan。
为锐角, 即 (解略)。
七、观察全题,挖掘隐含
要搜寻每一个细节,不放过题中的每一个字,尽可能地发掘隐含条件,最大限度地利用题目所提供的信息。
例7、已知函数f(x)对一切实数x都有f(2+x)=f(2-x),方程f(x)=0有4个互不相等的实数根,这4个根的和等于( )。
A、2 B、4 C、6 D、8
分析:此题中函数f(x)没有具体的表达式,f(x)=0的根无法具体地知道。但条件f(x+2)=f(2-x)隐含了“函数f(x)的图像关于直线x=2对称”这一性质,观察到这一点,就可推知:函数图像与轴的交点也关于直线x=2对称,因此4根之和应为8。所以答案为C。
八、观察特值,探求解法
对问题的特殊情况,极端情况进行观察,往往可以发现问题的一般性结论和解决问题的方法。
例8、两个数列{an}和{bn},已知an、bn、an+1成等差数列,bn、an+1、bn+1成等比数列,当a1=1,b1=2时,求{an}和{bn}的通项公式。
分析:由已知我们可以得到an+1=2bn-an,,先观察=2、3、4的特殊情况,可得b1=2,,b3=8,若视2=,便可猜想:,进一步猜出,然后用数学归纳法加以证明。
九、观察规律,寻求思路
通过观察各元素之间的关系,发现它们的内在联系,从事物的构成规律上来把握问题的实质,寻找到解题思路,使问题获解。
例9、设f(x)=,且f1(x)=f(x),fn+1(x)
=f[fn(x)],n=1,2,3,…,
试求f2005(2005)。
分析:考察f1(x)、f2(x)、f3(x),……,看看有什么规律:
f1(x)=,f2(x)=,f3(x)=x,f4(x)=,……,
得出f3k+1(x)=,f3k+2(x)=,f3k(x)=x,有这一规律,
f2005(2005)=(解略)
可见观察能找到解题的突破口,能使解题巧妙。同时那些新的思维,新的解法总是在变换了观察角度之后自然产生的。我们解数学问题也应观察问题的全貌,要学会细致入微,触及本质的观察,观察越深刻问题越易于解决。