浅谈构造向量解代数问题

时间:2022-06-05 11:14:44

浅谈构造向量解代数问题

摘 要:代数中的好多求值域问题、不等式证明问题利用代数的知识解决很困难、很麻烦,但如果能把它和向量的知识结合起来,那解决起来就很简单了,通过一些例子介绍向量在代数中的应用。

关键词:向量;值域;最值;不等式

向量是近代数学中最重要和最基本的数学概念之一,它是沟通代数、几何与三角函数的一种重要工具,有着极其丰富的实际应用背景.向量有大小和方向,大小反映了“数”的特征,方向反映了“形”的特征,因此,向量是集数形于一身的数学概念,是数学中数形结合思想的体现,掌握好向量的知识,有意识地运用向量工具去解决相关问题,不仅能优化解题思路,而且能培养学生思维的发散性和创新精神.下面通过例题谈一谈在代数中的应用.

一、运用向量中的不等式

【例1】求函数y=+的最小值?

分析:所给函数为根式的和,因此需要将根号下的式子配方,将根式转化为向量的模,利用

【例2】求函数y=-的值域.

分析:所给函数为根式的差的形式,因此需将根号下的式子配方,将根式转化为向量的模,利用

二、利用向量数量积的运算性质

【例3】求函数y=2+的最大值.

分析:所给的函数式可以看成两个数积的和的形式,因此,可联想两个向量数量积的坐标运算构造向量,利用

【例4】已知a+b+c=1,求式子++的最大值.

分析:本题是三个数的和的形式,因此可以构造空间向量,利用向量的数量积

三、利用向量中的不等关系还可证明不等式,关键是把不等号两边的式子能和向量的运算形式联系起来,再运用向量的性质进行放缩使不等式得证

【例5】已知a,b,c,d∈R,求证:ac+bd≤・。

分析:本题如果用代数的知识不好做,但如果能和向量联系起来,构造两个向量=(a,b),=(c,d),利用性质

一般的,涉及两数积的和的形式可利用公式

求其最值.也可利用它们证明一些不等式.必须说明的是,在运用构造法时也有其局限性,不是对每一类函数都可以运用该种方法,运用比较多的是在含有根号中求最值的情况.另外,像例1,在将根号里转化为向量的模的过程中,由于是利用

,所以必须使得+的坐标与变量x无关.如若在结果中还出现变量,则肯定是错误的.同时,还应注意等号成立的条件.

(作者单位 陕西省西安市临潼区华清中学)

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