第2讲解题常招,设参换元方法概述在解答数学问题时,我们常把某个代数式看成一个新的未知数,或将某些变元用另一参变量的表达式来替换,以便将所求的式子变形,优化思考对象,让原来不醒目的条件,或隐含的信息显露出来,促使问题的实质明朗化,使非标准型问题标准化,从而便于我们将问题化繁为简、化难为易、化陌生为熟悉,从中找出解题思路
这种通过换元改变式子形式来变换研究对象,将问题移至新对象的知识背景中去考查、探究解题思路的做法,就是设参换元法,也就是我们常说的换元法应用题型此方法既适用选择题、填空题,也适用于解答题,多在研究方程、不等式、函数、三角、解析几何中广泛应用[例1]已知x,y∈R,满足x2+2xy+4y2=6,则z=x2+4y2的取值范围为__________
[解析]法一:由x2+2xy+4y2=6,得2xy=6-(x2+4y2),而2xy≤,所以6-(x2+4y2)≤,所以x2+4y2≥4,当且仅当x=2y时,取等号
又因为(x+2y)2=6+2xy≥0,即2xy≥-6,所以z=x2+4y2=6-2xy≤12,综上可得4≤x2+4y2≤12
法二:已知x2+2xy+4y2=6,即(x+y)2+(y)2=()2,故设x+y=cosα,y=sinα,即x=cosα-sinα,y=sinα
则z=x2+4y2=6-2xy=6-2(cosα-sinα)·sinα=8-4sin
所以8-4≤z≤8+4,即z的取值范围为[4,12]
[答案][4,12][例2]已知椭圆C的方程为+y2=1,且直线l:y=kx+m与圆O:x2+y2=1相切,若直线l与椭圆C交于M,N两点,求△OMN面积的最大值
[解]圆O的圆心为坐标原点,半径r=1,由直线l:y=kx+m,即kx-y+m=0与圆O:x2+y2=1相切,得=1,故有m2=1+k2
①由消去y得(4k2+1)x2+8kmx+4m2-4=0