在解數學題時,人們一般運用邏輯推理方法,一步一步地尋求必要條件,最后求得結論。對于有些問題,我們若能根據其具體情況,合理地、巧妙地對某些元素賦值,特別是賦予確定的特殊值(如0、1、-1等),往往能使問題獲得簡捷有效的解決,這就是賦值法。現舉例闡述這一方法的具體應用。
一、賦值法在求函數表達式中的應用
例1:設f(x)的定義域為自然數集,且滿足條件f(x+1)= f(x)+f(y)+xy,及f(1)=1,求f(x)。
分析:因為f(x)的定義域為自然數集,可令y=1,使f(x+1)=f(x)+f(y)+xy中只含有x,再令x=1、2、3、…、n-1,然后用累加的方式可求出f(n),即f(x)。
解:∵f(x)的定義域為N,取y=1,則有f(x+1)=f(x)+x+1
∵f(1)=1
∴f(2)=f(1)+2
f(3)=f(2)+3
……
f(n)=f(n-1)+n
以上各式相加,有f(n)=1+2+3+…+n=
∴f(x)=x(x+1),x∈N.
二、賦值法在判定函數奇偶性中的應用
例2:已知f(x+y)+f(x-y)=2f(x)f(y),對一切實數x、y都成立,且f(0)≠0,求證f(x)為偶函數。
分析:由題設可知x、y為任意實數,可令x=0,得f(y)+f(-y)=2f(0)f(y),再令y=0,得2f(0)=2f(0),得f(0)=1;代入f(y)+f(-y)=2f(0)f(y)得f(-y)=f(y),從而判斷出f(x)為偶函數。
證明:令x=0,則已知等式變為f(y)+f(-y)=2f(0)f(y)…①
在①中令y=0,則2f(0)=2f(0)
∵f(0)≠0
∴f(0)=1
∴f(y)+f(-y)=2f(y)
∴f(-y)=f(y)
∴f(x)為偶函數.
三、賦值法在判定、證明函數單調性中的應用
例3:已知函數f(x)的定義域為(0,+∞),當x>1時,f(x)>0,且f(xy)=f(x)+f(y)。
?。?)求f(1);
?。?)證明f(x)在定義域上是增函數。
分析:求f(1)的值需要在等式f(xy)=f(x)+f(y)中構造出含有f(1)的等式,只需令x=y=1即可;判斷抽象函數的單調性的基本方法是定義法,其關鍵是根據所給條件判斷f(x)-f(x)的符號,多數情況下需要設法構造出x-x或的因式。
解:(1)令x=y=1,得f(1)=0。
(2)設x>x>0,則>1,
∴f()>0.
在等式f(xy)=f(x)+f(y)中令y=,
得f(1)=f(x)+f()=0
∴f()=-f(x)
∴f()=f(x)+f()=f(x)-f(x)>0
即f(x)>f(x)
故f(x)在定義域(0,+∞)上是增函數.
四、賦值法在處理特殊與一般關系題型中的應用
例4:過點M(p,0)任作一條直線交拋物線y=2px(p>0)于P、Q兩點,則+的值為()。
A. B.C.D.
分析:從題設條件中可知過點M(p,0)的直線具有任意性,直接解題非常繁瑣,而從選擇支中知道結論具有唯一確定性,因此可用特殊代一般賦予條件以特殊值來求解,就會很簡單。
解:取過點M(p,0)與x軸垂直的直線x=p,則P(p,p),Q(p,-p),
∴+=+=,故選D.
五、賦值法在有關二項式中求“系數和”中的應用
例5:已知(x-x+1)=a+ax+ax+ax+ax,則a+a+a+a=?搖?搖 ?搖?搖?搖?搖。
分析:從已知條件中可知,等式左側不是二項式,右側按x的升冪排列,不能從二項式定理入手,但就等式本身而言,x是同一值,欲求a+a+a+a,從右側可知,當x=1時,可得a+a+a+a+a,再去掉a,這時再令x=0就可得出。
解:令x=0,得a=1,
令x=1,得a+a+a+a+a=1,
∴a+a+a+a=0.
例6:設(x+1)(2x+1)=a+a(x+2)+a(x+2)+…+a(x+2),則a+a+a+…+a的值為( )。
A.-2 B.-1C.1D.2
分析:本題類似于上一題,但要注意右側中需將x+2看做整體。
解:令x+2=1,即x=-1,
可得a+a+a+…+a=[(-1)+1][2×(-1)+1]=-2
故選A.