一、换元法
在问题解决中,引入一个或几个新“元”代换问题中的旧“元”,使关于新元的问题能够解决;解决以后再将结果反演回去,得出旧元问题的结果,这种方法叫做换元法,也叫代换法。
“元”可以是任何意义下的基本元素,如未知数、变量、常量、几何元素等,也可以是一个整体,如代数式、图形等。本节来介绍下在解题过程中常用到的三种换元法。
第一换元法(旧式换为新元)
模式: f [ ψ(x) ] = f ( u ) ,其代换为 ψ(x) = u .
例题1、已知
解:将已知等式改写为
注:解题的关键是能把 t^2 + 1/t^2 凑成 t + 1/t 的表达式,所以这是凑法换元 。
例题2、求函数
解:
注:由函数 y = f ( x )换元为 y = ψ(u),不但转换解析式也要注意转换定义域。
第二换元法(旧元换为新式)
模式: f(x)= f [ ψ(u)] ,其代换为 x = ψ(u) .
在方程的观点上,第二换元法是把方程 y = f ( x ) 化为参数方程 : x = ψ(u) ,u = f(u), (u为参数)。
例题3、解不等式
解:
注:这是正切代换,遇见 √(1+t^2),可作代换 t = tanθ , θ∈(-π/2 ,π/2),其中 θ 的范围必须设出,保证代换是等价的。
例题4、求函数
解:函数的定义域是 [-1/2 ,0 )∪ (0 , 1/2 ] ,
注:这是正弦代换,遇见 √(1-x^2),可作代换 x = sinθ , 或 x = cosθ,要根据 x 的范围确定 θ 的范围 。
第三换元法(旧式换为新式,及广义换元)
例题5、求函数
解:
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