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方程的思想——从“韦达定理”谈起

罗建宇 建宇講數學 2022-07-17

引  子

方程的思想,是代数中一种重要的数学思想方法。它是对于一个问题用方程解决的应用,也是对方程概念本质的认识,是分析数学问题中变量间的等量关系,构建方程或方程组,或利用方程的性质去分析、转换、解决问题。方程思想是动中求静,研究运动中的等量关系。当一个问题可能与某个方程建立关联时,可以构造方程并对方程的性质进行研究以解决这个问题。

从“韦达定理”说起

韦达定理就是对方程研究的一个重要结论。但不少同学只知道(一元二次方程的)韦达定理的内容,而忘记(甚至不知道)它是怎么来的!部分同学推导韦达定理依靠的居然是求根公式,这不得不让我为当前部分课堂的数学教育现状担忧!

由上,即可得一元二次方程的韦达定理,经过高中学习,可类比推广到一元n次方程的形式;对复系数方程,韦达定理依然成立。

高中数学学习导数后,研究了简单的三次函数图象和性质,对于一元三次方程的韦达定理,还是有必要了解的。事实上,这个问题,只要知道初中所学一元二次方程韦达定理的推导,并不难得到,完全可以作为初高中衔接学习的内容。

重点高中数学衔接读本》(点击进入详细介绍)中,有一节专门论述了韦达定理及其应用,这一节开篇写到:

1615年法国数学家弗朗索瓦·韦达在其著作《论方程的识别与订正》中建立了方程根与系数的关系.因韦达是最早发现代数方程的根与系数之间的关系,故人们把这个关系称为韦达定理.我们在初中阶段学习了一元二次方程的根与系数的关系:


三次方程的韦达定理应用

【2018届苏锡常镇高三数学第二次调研测试第19题第(1)②小问】

阅卷发现,本题得分不高,除第(1)①外,学生基本拿不到什么分数。上述参考答案,通过不断作差进而因式分解,达到降幂的目的,从而解出实数a,是高中数学常用的一种解法。下面用韦达定理求解:

我们发现,利用一元三次方程的韦达定理(使用时需推导),问题解决得很轻松,函数的三个零点与实数a,得到四个未知数四个方程,可解!更好地体现了方程的思想。

三角函数中的方程思想

临近高考,回归基础,如下一道题目,同学们不难解决。

由此,两角α、β的和(差)的任意三角函数值都可求!


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