cos21,为解题带来了便利。
例5.已知x0y02xy1,求证:11322。xy
证明:由于x0y02xy1,可设
x1si
2ycos20
2
2
则
1x
1y
2si
2
1cos2
21cot21ta
2
32cot2ta
2
332
其中等号在x12y21时成立。2
故11322。xy
说明:含有条件不等式的证明因题而异,此题换元思想的来源在于si
2cos21和
2xy1的类比联想。当然此题也可以采用整体换元。
例6.设xyzxyz,求证:
x1y21z2y1z21x2z1x21y24xyz。
证明:
∵xyzxyz,
故可设xta
yta
zta
∵cot2cot2cot2cot2cot2cot21
∴1ta
21ta
21ta
21ta
21ta
21ta
212ta
2ta
2ta
2ta
2ta
2ta
4
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即
1x21y21y21z21z21x21
2x2y2y2z2z2x
两边同乘以4xyz就得所证之式。
说明:此题换元思想在于:在非直角三角形中,其中三个内角的正切之间有关系
式ta
ta
ta
ta
ta
ta
,它虽然没有正式提出来,但相当重要。
三.三角换元法在解析几何中的应用。
例7.一条直线过点P(3,2)与xy轴的正半轴交于A、B两点,若ABC的面积
最小(O为原点),求此时直线的方程。
解:设BAO0则OA32cot2
Y
OB32ta
,那么
S
ABC
12
OA
OB
132cot23cot2
P(3,2)X
O
619ta
4cot2
6612
当且仅当9ta
4cot
时,即ta
2S3
ABC
取最小值12。
∴
kAB
ta
ta
23
故直线方程为2x3y120。
说明:此题已知直线上的点坐标,求其方程,在于求出其斜率,即ta
。因此三角思想由
此而生,换元也顺理成章。
例7.在椭圆x24y24x上求点Pxy使dx2y2取最小。
解:设P22cossi
则
dx2y2
22cos2si
2
5cos28cos3
5
cos
45
2
15
5
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当cos
45
时,,r