束峰琛
(江苏省新沂市第一中学 221400)
当已知条件与结论之间的联系不够明显、直接,或证明过程中所需用的知识不太明确、具体时,往往可以考虑采用分析法来处理,特别是一些含有根号、绝对值的等式或不等式等问题的证明时,常考虑用分析法,其思路是逆向思维,必须从结论出发,倒着分析,寻找结论成立的充分条件.结合近年的高考真题,分析法的应用往往出现在不等式、解析几何以及函数与导数的相关证明中,要加以重视.
分析从待证的不等式不易发现证明的出发点,通过通分处理,结合条件加以变形,进而移项和配方,转化为平方和的关系式,分析其成立的充分条件即可证明相应的不等式成立.
证明因为a,b,c为正数,且满足abc=1,
只需证a2+b2+c2-ab-bc-ca≥0,
即证(a-b)2+(b-c)2+(c-a)2≥0,
由于a,b,c为正数,而(a-b)2+(b-c)2+(c-a)2≥0显然成立,
点评利用分析法证明不等式成立问题时,其分析的关键就是对所要证明的不等式加以等价转化,依据不等式的基本性质、已知的重要不等式等相关知识,综合通分、移项、配方等方法通过逻辑推理的基本理论来证明对应的不等式.
例2(2018年高考数学全国卷Ⅰ文科第20题(2))设抛物线C:y2=2x,点A(2,0),B(-2,0),过点A的直线l与C交于M,N两点.证明:∠ABM=∠ABN.
分析设出直线l的方程,与抛物线联立,转化为关于y的二次方程,结合根与系数的关系得到相应的关系式,利用平面几何方法进行分析法证明,根据∠ABM=∠ABN的等价条件Rt△BFN∽Rt△BEM的转化,利用相应边的比值的关系式的建立与转化,进行逆推分析,从而得以证明结论.
证明根据题意可设直线l:x=my+2(m∈R),设M(x1,y1),N(x2,y2),不失一般性,设y1>0,y2<0,
消去参数x并整理可得y2-2my-4=0,
点评利用分析法证明解析几何中的相关问题,关键是转化为平面几何问题,抓住几何证明的脉络,利用平面几何的相关性质有条理地等价转化,同时又要充分融合解析几何的相关内容,从而达到转化与证明的目的.
分析结合条件所要证明的不等式,通过分析法处理,分别借助ex≥ex的证明与应用,以及x-lnx-1≥0的证明来合理转化,从而得以分析法解决,巧妙证明.
构造g(x)=ex-ex,求导可得g′(x)=ex-e,则当0
所以x=1是g(x)的最小值点,且最小值为g(1)=0,所以ex≥ex成立.
当x>1时,h′(x)>0,h(x)单调递增,
所以x=1是h(x)的最小值点,且最小值为h(1)=0,所以x-lnx-1≥0成立.
点评涉及函数与导数的相关证明问题,在近年的高考中经常出现,借助分析法的应用,可以有效抓住结论,利用结论的合理转化与条件的联系,有效串联,也是破解此类问题的思维过程中比较常见的证明方法.
分析法的实质是从要证明的结论出发,一步一步地推导,最后达到命题的已知条件(可明显成立的不等式(等式)、已知不等式(等式)、定义、定理或公理等).应用分析法证明问题时要严格按分析法的语言表达,要有较强的逻辑推理能力,证明过程中必须有必要的文字说明,同时下一步是上一步的充分条件,其每一步的推导过程都必须可逆.