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我們知道,如果a^2+b^2=0,則a=b=0.這是實(shí)數(shù)的一個(gè)簡(jiǎn)單性質(zhì),這個(gè)簡(jiǎn)單性質(zhì)在初中數(shù)學(xué)解題中卻有著不簡(jiǎn)單的應(yīng)用,當(dāng)已知等式帶有平方關(guān)系時(shí),設(shè)法將它化為平方和等于0的形式后,問(wèn)題便可以迎刃而解.請(qǐng)看: 例1 已知實(shí)數(shù)x、y滿足x^2+y^2=2(x+y-1),求證:x=y=1. 解析:一個(gè)方程兩個(gè)未知數(shù),要想解出這兩個(gè)未知數(shù)的值,一般方法是將這個(gè)方程化為兩個(gè)平方和等于0的形式.因此,從已知等式入手,先把右邊化為0,得: x^2+y^2-2x-2y+2=0, 把常數(shù)項(xiàng)2拆分為1+1,將左邊分為兩組,得: (x^2-2x+1)+(y^2-2y+1)=0, 分別配方,得:(x-1) ^2+(y-1) ^2=0, 所以x-1=0且y-1=0, 所以x=y=1. 例2 已知4x^2y^2+x^2+y^2+1=6xy,求(x-1)(y+1)的值. 解析:(x-1)(y+1)可化為xy+x-y-1,因此,設(shè)法從已知中求出x、y的值或xy、x-y的值. 已知等式只有一個(gè),未知數(shù)卻有兩個(gè),因此需要嘗試將已知等式配方化為平方和等于0的形式.注意左邊是四個(gè)數(shù)的平方和,它們可化為兩數(shù)和(差)的平方和,但缺少交叉項(xiàng)xy,將右邊的6xy移到左邊,也許可以實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo). x^2y^2+4x^2+y^2+1-6xy=0, 將-6xy拆分為兩部分-4xy與-2xy,分別與4x^2y^2+1和x^2+y^2組合,得: (4x^2y^2-4xy+1)+(x^2-2xy+y^2)=0, 分別配方,得(2xy-1) ^2+(x-y) ^2=0, 所以2xy-1=0,且x-y=0, 即xy=1/2,且x-y=0, 所以(x-1)(y+1)=xy+(x-y)-1 =1/2+0-1=-1/2. 例3已知x^2+y^2-6x+8y+25=0,求x、y的值. 解析:將已知等式化為: (x^2-6x+9)+(y^2+8y+16)=0, 配方,得:(x-3) ^2+(y+4) ^2=0, 所以x-3=0且y+4=0, 所以x=3,y=-4. 例4已知實(shí)數(shù)a、b、c滿足a^2+b^2 +c^2=ab+bc+ac,求證:a=b=c. 解析:設(shè)法將已知等式配方為(a-b) ^2+(b-c)2^ +(a-c) ^2=0. 把已知等式兩邊乘以2,并移項(xiàng),得: 2a^2+2b^2 +2c^2-2ab+2bc+2ac=0, 將2a^2+2b^2 +2c^2拆分為a^2+b^2 +c^2+ a^2+b^2 +c^2,然后分組為: (a^2-2ab+b^2 )+(b^2-2bc+c^2)+(a^2-2ac+c^2)=0, 配方,得:(a-b) ^2+(b-c) ^2 +(a-c) ^2=0, 所以a-b=0且b-c=0且a-c=0, 所以a=b=c. 例5已知a、b大于0,且a√(1-b^2)+b√(1-a^2)=1,求證:a^2+b^2=1. 解析:從求證的結(jié)論a^2+b^2=1可知,a=√(1-b^2),b=√(1-a^2), 因此,只需要證明[a-√(1-b^2)] ^2+[b-√(1-a^2)] ^2等于0即可. 因?yàn)閇a-√(1-b^2)] ^2+[b-√(1-a^2)] ^2 =a^2-2 a√(1-b^2)+1-b^2+b^2-2 b√(1-a^2) +1-a^2 =2-2[a√(1-b^2)+b√(1-a^2)], =2-2×1=0, 所以a-√(1-b^2)=0且b-√(1-a^2)=0, 所以a=√(1-b^2)且b=√(1-a^2), 兩邊平方,整理,得a^2+b^2=1. 例6求方程√x+√(y-1)+√(z-2)=(x+y+z)/2的實(shí)數(shù)解. 解析:設(shè)法將配方為平方和等于0的形式. 方程去分母,化為:x+y+z-2√x-2√(y-1)-2√(z-2)=0, 整理為:[x-2√x+1]+[(y-1)-2√(y-1)+1]+[(z-2)-2√(z-2)]=0, 注意到x=(√x)^2,y-1=[√(y-1)]^2 ,z-2=[√(z-2)]^2, 因此可分別配方,得: (√x-1) ^2+[√(y-1)-1] ^2+[√(z-2)-1] ^2=0, 所以√x-1=0且√(y-1)-1=0且√(z-2)-1=0, 分別解之,得:x=1,y=2,z=3. 例7 已知四邊形的四邊a、b、c、d滿足a4+b4+c4+d4=4abcd.求證:四邊形是菱形. 解析:首先,把已知等式的右邊化為0的形式,得: a4^+b^4+c^4+d^4-4abcd=0, 既然要證明a=b=c=d,那就說(shuō)明這個(gè)等式可以化為關(guān)于a、b、c、d差的平方和等于0的形式. 根據(jù)完全平方公式,先把a(bǔ)^4+b^4和c^4+d^4分別化為: a^4+b^4 =(a^2-b^2) ^2+2a^2b^2; c^4+d^4=(c^2-d^2) ^2+2c^2d^2; 則已知等式可化為: (a^2-b^2) ^2+2a^2b^2+(c^2-d^2) ^2+2c^2d^2-4abcd; 整理為:(a^2-b^2) ^2+ (c^2-d2^)^2+2(a^2b^2-2abcd+c^2d^2)=0, 顯然,a^2b^2-2abcd+c^2d^2=(ab-cd) ^2, 所以(a^2-b^2) ^2+ (c^2-d^2) ^2+2(ab-cd) ^2=0, 所以a^2-b^2=c^2-d^2=2(ab-cd)=0, 所以a^2=b^2,c^2=d^2,ab=cd, 因?yàn)閍、b、c、d都是正數(shù), 所以a=b=c=d, 所以四邊形是菱形. |
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來(lái)自: 時(shí)寶官 > 《數(shù)學(xué)》