数学解题方法换元法详解
初中数学 什么是换元法
初中数学什么是换元法换元法是一种在初中数学中常用的解题方法，特别适用于一些复杂的方程或不等式的求解过程。
通过引入一个新的未知数或进行一定的代换，可以将原问题转化为更简单的形式，从而更容易求解。
下面我将为您详细介绍换元法的定义、原理以及应用方法。
一、换元法的定义换元法是指通过引入一个新的未知数或进行一定的代换，将原问题转化为更简单的形式，从而更容易求解的解题方法。
通过将问题中的变量进行替换，可以改变问题的形式，使其更易于处理。
换元法在解方程、求不等式的最值、证明等问题中都有广泛的应用。
二、换元法的原理换元法的原理是通过引入一个新的未知数或进行一定的代换，将原问题转化为更简单的形式。
新的未知数或代换的选择通常是根据问题的特点和需要来确定的。
通过合理的选择，可以使问题的形式更简单，从而更容易求解。
三、换元法的应用方法换元法的应用方法可以根据具体问题的不同而有所变化。
下面我将分别介绍在解方程、求不等式的最值以及证明中的换元法应用方法。
1. 解方程：a. 对于一元一次方程，可以通过引入新的未知数或进行代换，将其转化为更简单的形式。
例如，对于方程2x + 3 = 7，可以引入新的未知数y = 2x + 3，转化为y = 7，进而求得x的值。
b. 对于一元二次方程，可以通过引入新的未知数或进行代换，将其转化为更简单的形式。
例如，对于方程x^2 + 3x + 2 = 0，可以引入新的未知数y = x + 1，转化为y^2 + 2 = 0，进而求得x的值。
2. 求不等式的最值：a. 对于一元一次不等式，可以通过引入新的未知数或进行代换，将其转化为更简单的形式。
例如，对于不等式2x + 3 > 5，可以引入新的未知数y = 2x + 3，转化为y > 5，进而求得x的取值范围。
b. 对于一元二次不等式，可以通过引入新的未知数或进行代换，将其转化为更简单的形式。
例如，对于不等式x^2 - 4x + 3 > 0，可以引入新的未知数y = x - 2，转化为y^2 - 1 > 0，进而求得x的取值范围。
浅析数学方法之换元法
浅析数学方法之换元法摘要我们在解数学题时把某个式子看成一个整体,用一个新的变量来代替它,从而解决,这种数学解题方法叫做换元法。
借助真分式换元可以把分散的条件联系起来,或者把条件与结论联系起来,变为熟悉的形式,把复杂的计算和推证简化。
关键词化高次为低次化无理式为有理式化超越式为代数式等价变换我们在解数学题时,常把某个式子看成一个整体,用一个新的变量来代替它,从而使问题得以解决,这种数学解题方法叫做换元法。
它的实质是转化,理论依据是等量代换,目的是变换研究对象,将问题移至新对象的知识背景中去研究,从而使非标准型问题标准化、复杂问题简单化。
换元法可以化高次为低次、化分式为整式、化无理式为有理式、化超越式为代数式等。
具体方法有:局部换元、三角换元、均值换元、增量换元、和真分式换元等。
一、局部换元局部换元就是在题目的条件或者结论中,某个代数式多次出现,用一个字母来代替它,问题就能得到简化,当然有时候要通过变形才能发现。
二、三角换元对于某些代数问题,如果能充分利用题设所给的已知条件,通过联想类比,将代数形式转化为三角形式,再利用三角函数的性质,往往能使问题中原来繁琐、复杂的代数运算变成了简单、灵活多变的三角运算获得顺利和简捷的解答。
三、均值换元在解题过程中,如果出现条件,则我们常令,这种换元称为均值换元。
【例1】已知且,求证:【证明】因为且所以设。
则:即原不等式得证。
四、增量换元若一变量在某一常量附近变化时,可设这一变量为该常量加上另一个变量。
【例1】已知,求证: 。
【证明】设五、真分式换元对于形如等式,可作变换:令,我们称这种代换为真分式换元。
【例1】设。
【证明】设(),则换元法作为一种数学解题方法,其解题思想不只局限于中学数学解题中,对其他学科,生活实际问题的解决也行之有效。
因为这种思想蕴含着辩证唯物主义中,“事物在一定条件下可以相互转化”的思想。
因此,在大力推行素质教育的今天,我们应将数学思想方法的教育渗透到解题教学中,培养学生分析问题、解决问题的能力及学生的数学素养,达到素质教育的真正目的。
换元法在高中数学解题中的应用
换元法在高中数学解题中的应用换元法是一种广泛应用于高中数学解题中的方法。
它的核心思想是通过一定的变换将问题转化为更易于解决的形式，从而得到问题的解。
一、函数换元法1. 基本思想函数换元法是一种利用函数的运算性质，将复杂函数转化为较为简单的函数，从而帮助我们解决问题的方法。
例如，在求函数 $f(x)=\frac{1}{x-1}$ 的零点时，我们可以采用换元法将 $x-1$ 替换为 $t$，从而得到 $f(t)=\frac{1}{t}$，这样我们就可以较为容易地求得 $t=0$，进一步得到 $x=1$ 这一解。
2. 具体应用函数换元法在高中数学中广泛应用于函数的求导、求极限等方面。
例如，在求函数$f(x)=\sin(2x+\frac{\pi}{6})$ 的导数时，我们可以采用函数换元法将$2x+\frac{\pi}{6}$ 替换为 $t$，这样就可以得到$\frac{d}{dx}f(x)=\frac{d}{dt}\sin t \times\frac{d}{dx}(2x+\frac{\pi}{6})=\cos(2x+\frac{\pi}{6})\times2=\sqrt{3}\cos(2x+\frac{\pi}{6})$。
这样问题就被转化为了求 $\sin t$ 的导数，从而便于计算。
二、微分方程的换元法微分方程是一种描述物理现象的重要工具，但由于其求解的困难度较大，我们需要采用适当的方法来简化问题。
其中，微分方程的换元法就是其中一个重要的方法。
例如，在求解微分方程 $y'+y=e^x$ 时，我们可以采用换元法将 $y=e^{-x}u$，得到$\frac{dy}{dx}=e^{-x}\frac{du}{dx}-e^{-x}u$，代入原方程后得到$\frac{du}{dx}=e^x$，进一步得到 $u=e^x+C$，从而得到原方程的通解为$y=e^{-x}(e^x+C)$。
微分方程的换元法在高中数学的物理问题中经常被应用。
数学方法之换元法篇
数学方法之换元法篇通过换元法可以把未知问题化为已知问题，把抽象问题化为具体问题，把较复杂的问题化为简单问题. 通过问题化为具体问题，把较复杂的问题化为简单问题. 通过换元可以清楚的认识问题的实质，迅速寻找和选择解决问题的途径的方法. 根据数式的特点常见的换元法有：（1）整体换元；（2）平均数换元法；（3）比值换元法；（4）三角代换法；（5）不等量换元法；（6）根式换元法；（7）倒数换元法；（8）相反数换元法；（9）坐标换元法等等.一、整体换元例1：求函数x x x x y cos sin cos sin ++=的最大值.解析：设••t x x •y x x t .21cos sin ),22(cos sin 2-=∙≤≤-+=则 •t t t y .1)1(212122-+=+-=故 当.221,2max +==••y •t 时 二、三角换元例2：求函数25x x y -+=的值域.解析：令••••x ],2,2[,sin 5ππθθ-∈= ).4sin(10cos 5sin 5|cos |5sin 5πθθθθθ+=+=+∙=y 则 因为22πθπ≤≤-，所以 .4344ππθπ≤+≤- 所以1)4sin(22≤+≤-πθ，得10)4sin(105≤+≤-πθ 所以函数的值域为[10,5•-]. 三、平均数换元法例3：已知正数.425)1)(1(:,1,≥++=+y y x x •••y x y x •求证满足 证明：由题意可知x ，y 的平均数为21，令x =21+θ，y =21-θ（-21<θ<21）, 则.41162523)1)(1()1)(1(22422θθθ-++=++=++xy y x y y x x 显然分子的值大于等于1625， 分母的值大于0小于等于41，从而得证.四、比值换元例4：已知x ，y ，z 满足x -1=3221-=+z y ，试问实数x ，y ，z 为何值时，x 2+y 2+z 2达到最小值？ 解析：由比例可以设t z y x =-=+=-322111，则 222z y x ++22)12()1(-++=t t +.61014)23(22++=+t t t 当145-=t 时，即149=x ，712-=y ，222,1413z y ••x z ++=时达到最小值. 五、根式换元例5：求函数y =2x +x 21-的值域.解析：设t =x 21-≥0，则x =212t -，f (t )=)0(21212≥++-t t t ，由二次函数的图象可以知f (t )≤1，所以原函数的值域是(].1,•••∞- 六、不等量换元例6：求证：47)1(1131211122322<++++++n n . 证明：对通项公式进行变形)1111(21)1)(1(111122+--∙=+-=-<k k k k k k . 令k =2，3，…n ，n +1，则47)2111211(211)1(1131211122322<+-+-++<++++++n n n n .。
初中数学十大思想方法-换元法
初中数学思想与方法——换元法一、内容提要1. 换元就是引入辅助未知数.把题中某一个（些）字母的表达式用另一个（些）字母的表达式来代换，这种解题方法，叫做换元法，又称变量代换法.2. 换元的目的是化繁为简，化难为易，沟通已知和未知的联系.例如通过换元来降次，或化分式、根式为整式等.换元的关鍵是选择适当的式子进行代换.3. 换元要注意新旧变元的取值范围的变化.要避免代换的新变量的取值范围被缩小；若新变量的取值范围扩大了，则在求解之后要加以检验.4. 解二元对称方程组，常用二元基本对称式代换.5. 倒数方程的特点是：按未知数降幂排列后，与首、末等距离的项的系数相等. 例如：一元四次的倒数方程ax 4+bx 3+cx 2+bx+a=0.两边都除以x 2,得a(x 2+21x )+b(x+x 1)+c=0. 设x+x 1=y, 那么x 2+21x = y 2－2, 原方程可化为ay 2+by+c －2=0.对于一元五次倒数方程 ax 5+bx 4+cx 3+cx 2+bx+a=0， 必有一个根是－1.原方程可化为 (x+1)(ax 4+b 1x 3+c 1x 2+b 1x+a)=0.ax 4+b 1x 3+c 1x 2+b 1x+a=0 ，这是四次倒数方程.形如 ax 4－bx 3+cx 2＋bx+a=0 的方程，其特点是：与首、末等距离的偶数次幂项的系数相等，奇数次幂的系数是互为相反数.两边都除以x 2, 可化为a(x 2+21x)－b(x －x 1)+c=0. 设x －x 1=y, 则x 2+21x=y 2+2, 原方程可化为 ay 2－by+c+2=0.二、例题例1. 解方程1112---++x x x =x. 解：设11-++x x =y, 那么y 2=2x+212-x .原方程化为： y －21y 2=0 . 解得 y=0；或y=2.当y=0时，11-++x x =0 (无解) 当y=2时， 11-++x x =2，解得，x=45. 检验（略）. 例2. 解方程：x 4+(x －4)4=626.解：（用平均值24-+x x 代换） 设 y= x －2 ，则x=y+2.原方程化为 (y+2)4+(y －2)4=626.［((y+2)2－(y －2)2)2＋2(y+2)2(y －2)2－626=0整理，得 y 4+24y 2－297=0. (这是关于y 的双二次方程).(y 2+33)(y 2－9)=0.当y 2+33=0时， 无实根 ；当y 2－9=0时， y=±3.即x －2=±3，∴x=5；或x=－1.例3. 解方程：2x 4+3x 3－16x 2+3x+2=0 .解：∵这是个倒数方程，且知x ≠0，两边除以x 2,并整理 得2(x 2+21x )+3(x+x 1)－16=0. 设x+x 1=y, 则x 2+21x =y 2－2. 原方程化为 2y 2+3y －20=0.解得 y=－4；或y=25. 由y=－4得 x=－2+3；或x=－2－3.由y=2.5得 x=2；或x=21. 例4 解方程组⎪⎩⎪⎨⎧=+++++=+++++01012124012522222y x y xy x y x y xy x 解：（这个方程组的两个方程都是二元对称方程，可用基本对称式代换.） 设x+y=u, xy=v. 原方程组化为：⎪⎩⎪⎨⎧=+++=+++010********v u u v u u . 解得⎩⎨⎧-==374v u ； 或⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=-=91132v u . 即⎩⎨⎧-==+374xy y x ； 或⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=-=+91132xy y x . 解得：⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧--=+-=33213321y x ；或⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+-=--=33213321y x ；或⎪⎩⎪⎨⎧-=+=412412y x ；或⎪⎩⎪⎨⎧+=-=412412y x .三、练习解下列方程和方程组：（1到15题）： 1. =++++)7(27x x x x 35－2x.2. (16x 2－9)2+(16x 2－9)(9x 2－16)+(9x 2－16)2=(25x 2－25)2.3. (2x+7)4+(2x+3)4=32 .4. (2x 2－x －6)4+(2x 2－x －8)4=16.5. (2115-+x )4+(2315-+x )4=16.6. x x x x 112+++=223. 7. 2x 4－3x 3－x 2－3x+2=0. 8. ⎪⎩⎪⎨⎧=++=+++19182222xy y x y x y x 9. ⎪⎩⎪⎨⎧=+=+160311122y x y x . 10. 563964467222+-=+-+--x x x x x x . 11. ⎪⎩⎪⎨⎧=+=-++13511y x y x . 12. ⎪⎩⎪⎨⎧=+=+1025y x x y y x . 13. ⎪⎩⎪⎨⎧=+-+=-+++01823312y xy y y x y x . 14x xx x =-+-111.15. 分解因式： ①(x+y －2xy)(x+y －2)+(1－xy)2； ②a 4+b 4+(a+b)4 .16. 已知：a+2=b －2=c ×2=d ÷2, 且a+b+c+d=1989.则a=___,b= ____,c=_____,d=____参考答案 1. 221229 2. ±43±34 3. －25 4. 2,－23,4651± 5.3231-32211， 6. 1 7.21,2 8.⎪⎩⎪⎨⎧+-=--=⎪⎩⎪⎨⎧--=+-=⎩⎨⎧==⎩⎨⎧==727272722332y x y x y x y x 9. ⎪⎩⎪⎨⎧+-=--=⎪⎩⎪⎨⎧--=+-=⎩⎨⎧==⎩⎨⎧==555555555555412124y x y x y x y x 10. 7,－111.⎩⎨⎧==⎩⎨⎧==10358y x y x 12.⎩⎨⎧==⎩⎨⎧==8228y x y x 13 ⎪⎩⎪⎨⎧+=-=⎪⎩⎪⎨⎧-=+=⎩⎨⎧-==⎩⎨⎧==1031041031041513y x y x y x y x 14. x=251± 15.①设x+y=a,xy=b ②设a 2+b 2=x,ab=y16.设原式=k, k=442。
换元法解分式方程
三角函数
在处理三角函数相关的数学问题 时，换元法可以帮助我们将三角 函数转化为更易于处理的代数问
题。
换元法的历史与发展
历史
换元法的思想可以追溯到古代中国的数学家们。在《九章算术》等古代数学著作中，就已经出现了换 元法的思想。随着数学的发展，换元法逐渐成为一种重要的数学方法，被广泛应用于各种数学问题中 。
02
确定新变量与原方程中未知数的 关系。
替换原方程中的未知数
将原方程中的未知数用新变量表示出 来。
将所有含有未知数的项都替换为新变 量。
化简方程
对替换后的方程进行化简，以便更容易地解出新变量的值。 可以使用代数方法，如合并同类项、提取公因式等。
解出新变量的值
解出新变量的值，通常需要对方程进行因式分解或使用求根 公式。
实例三：二元一次方程组的换元法解法
总结词
通过换元法将二元一次方程组转化为更简单的形式，便于求解。
详细描述
对于形如 $begin{cases} x + y = a x - y = b end{cases}$ 的二元一次方程组，可以通 过换元法将其转化为 $begin{cases} t_1 + t_2 = a t_1 - t_2 = b end{cases}$ 的形式， 其中 $t_1 = x, t_2 = y$。这样可以将二元一次方程组转化为更简单的形式，便于求解。
考虑特殊情况
对于某些分式方程，需要考虑特殊情况或边 界条件，以确保解的完整性和准确性。例如， 当分母接近零或变量取极大/极小值时，可 能需要额外验证解的合理性。
பைடு நூலகம்5
换元法与其他解法的比 较
与因式分解法的比较
因式分解法适用于解整式方程，通过 将方程的左边和右边都化为0，然后 对左边或右边的多项式进行因式分解， 从而求解方程。而换元法主要用于解 分式方程，通过引入新的变量来简化 原方程，适用于无法直接因式分解或 化简的复杂分式方程。
换元法在高中数学解题中的应用
换元法在高中数学解题中的应用换元法是高中数学中一种重要的解题方法，在解决各类函数的求导、定积分以及一些简单的微分方程中都有广泛的应用。
它是一种通过合理的变量替换来简化问题、降低难度的数学技巧，能够极大地提高解题的效率，因此在高中数学的学习中至关重要。
一、换元法的概念与基本思想换元法是一种将复杂的算术计算问题转化为简单的计算问题的数学方法，它通过构造适当的变量替换来简化原问题。
换元的基本思想是通过替换自变量，使问题的解能够进行简化或者直接得到。
对于一个给定的函数，我们可以对其进行合适的变换，从而使函数的形式更加简单。
这种变换可以通过引入一个新的变量来实现，这个新的变量通常被称为“中间变量”或者“代换变量”。
通过代入变量替换原函数，我们可以得到一个形式更加简单的函数。
换元法的核心是将问题转化为新的问题求解，通过合适的代换使问题变得更简单。
二、换元法的主要应用换元法在高中数学中的应用很广泛，主要包括以下几个方面：1.函数的求导换元法在函数求导的计算中有重要的应用。
对于复杂的函数，我们可以通过引入合适的变量替换来简化计算过程。
对于含有根号的函数，可以通过引入一个新的变量来简化计算。
具体而言，如果要计算函数y=f(x)的导数，我们可以令y=g(u)，其中u是一个函数，然后通过计算导数du/dx和函数关系g(u)得到dy/dx。
这样，我们可以通过导数的链式法则将原函数的导数表示为新变量的导数和链式法则的乘积。
2.定积分3.微分方程在求解一些简单的微分方程中，换元法也有重要的应用。
通过引入恰当的变量替换，我们可以将微分方程转化为更简单的形式，从而使求解过程更加容易。
具体而言，我们可以将微分方程中的变量替换为新变量，并根据新变量的定义和微分方程的关系来求解新变量。
通过求解新变量，我们可以得到原微分方程的解。
三、换元法的常用方法在使用换元法求解问题时，我们需要根据具体问题选择合适的代换方法。
常见的代换方法主要有以下几种：1.代换叠加法对于一些含有多项的复杂函数，我们可以通过分别代换每一项来简化计算。
函数求法换元法洋葱数学
函数求法换元法洋葱数学摘要：1.函数换元法的概念2.换元法的应用举例3.洋葱数学的概述4.洋葱数学的方法和技巧5.结论正文：一、函数换元法的概念函数换元法是数学中一种求解函数问题的方法，通过将函数中的自变量或因变量替换为另一个变量，从而简化问题，使求解更加容易。
换元法可以将复杂数字问题转化为简单数字问题，将抽象问题转化为具体问题。
在函数问题中，换元法常常用于求解复合函数、反函数、微积分等问题。
二、换元法的应用举例举例来说，如果我们需要求解函数f(x) = x^2 - 1，我们可以通过换元法来简化问题。
假设我们令t = x^2，那么原函数可以表示为f(t) = t - 1。
此时，我们只需要求解f(t) 即可。
对于这个简单的函数，我们可以直接求出其解析式，然后将t 替换为x^2，得到f(x) = x^2 - 1。
三、洋葱数学的概述洋葱数学是一种新兴的数学方法，其核心思想是将数学问题分解成多个层次，逐层解决。
洋葱数学认为，数学问题可以从多个角度进行观察和分析，每个角度对应一个层次。
通过逐层分析，我们可以更好地理解问题，找到解决问题的方法。
四、洋葱数学的方法和技巧洋葱数学的方法和技巧包括以下几个方面：1.观察问题：首先，我们需要仔细观察问题，了解问题的特点和难点。
这有助于我们找到合适的层次和方法来解决问题。
2.建立层次：然后，我们需要将问题分解成多个层次，每个层次对应一个问题。
这有助于我们更好地理解问题，找到解决问题的方法。
3.运用换元法：在解决每个层次的问题时，我们可以运用换元法来简化问题。
通过将复杂数字问题转化为简单数字问题，我们将更容易找到解决问题的方法。
4.逐层求解：在解决了每个层次的问题后，我们需要将得到的结果整合起来，得到最终的解决方案。
五、结论总之，函数换元法是一种有效的数学方法，可以帮助我们简化复杂的函数问题。
通过运用洋葱数学的方法和技巧，我们可以更好地理解问题，找到解决问题的方法。
换元求解方法和技巧
换元求解方法和技巧换元求解方法是一种常用的数学分析技巧，用于将复杂的数学问题转化为更简单或更易处理的形式。
它通常用于积分或微分的计算中，可以大大简化计算过程，提高计算效率。
在换元求解中，我们寻找一个合适的变量替换，使得原问题可以转化为一个等价的但更易处理的形式。
下面我们将详细介绍换元求解的基本思路、方法和技巧。
1. 换元法的基本思路换元法的基本思路是通过一个适当的变量替换，将原问题转化为一个更易处理的形式，然后通过求解新问题得到原问题的解。
一般来说，换元法可以将复杂的代数式或函数进行简化，或者将繁琐的积分或微分问题转化为更简单的形式。
2. 换元法的基本步骤换元法的基本步骤如下：（1）选择合适的变量替换，找到一个新的变量或新的函数关系，使得原问题可以转化为一个更简单或更易处理的形式。
（2）将原问题中的变量和微分或积分元用新的变量或新的函数来表示。
（3）进行变量替换后，将原问题转化为一个新的问题，然后解决这个新问题。
（4）根据新问题的解，得到原问题的解。
3. 常用的换元法技巧（1）代数换元代数换元是指通过一系列代数变换，将原问题中的变量替换为一个或多个新的变量，从而简化问题的求解过程。
常用的代数换元技巧有：- 分式分解：将一个复杂的分式拆解成几个简单分式之和或积之积。
- 完全平方公式：将一个二次项进行完全平方分解，从而得到一个简化后的表达式。
- 三角恒等式：利用三角函数的基本关系和恒等式，将复杂的三角函数表达式转化为更简单的形式。
（2）三角换元三角换元是指通过引入三角函数和三角恒等式，将原问题中的变量替换为三角函数或与之相关的新的变量，从而简化问题的求解过程。
常用的三角换元技巧有：- 三角函数的幂指数换元：利用三角函数和幂指数函数的关系，将原问题中的指数部分进行替换，从而简化计算。
- 特殊角换元：利用特殊角的正弦、余弦、正切等值，将原问题中的变量替换为特殊角的函数值，从而求解问题。
（3）指数换元指数换元是指通过引入指数函数和对数函数，将原问题中的变量替换为指数函数或对数函数的值，从而简化问题的求解过程。
换元求解的方法和技巧
换元求解的方法和技巧换元求解是解决数学问题中的一种常用方法，它通过引入新的自变量，从而将原始方程转化为一个更简单的形式来进行求解。
换元求解方法和技巧可以帮助我们解决各种类型的方程和积分问题。
下面，我将详细介绍一些常见的换元求解方法和技巧。
1. 利用三角恒等变换：当我们遇到包含三角函数的方程时，可以尝试使用三角恒等变换。
例如，对于含有平方根的三角函数，我们可以使用三角恒等变换将其转换为较简单的形式，然后再进行求解。
2. 利用自然对数的换元法：当我们遇到含有指数函数的方程时，可以尝试使用自然对数的换元法。
通过取对数，我们可以将指数函数转换为对数函数，从而将原始方程转化为一个更容易求解的形式。
3. 利用代换法：代换法是换元求解中最常用的方法之一。
通过引入新的自变量，可以将原始方程转化为一个更简单的形式。
例如，对于含有分式的方程，我们可以通过引入新的自变量，将分式转换为一个更简单的整式，然后再进行求解。
4. 利用幂函数的换元法：当我们遇到含有幂函数的方程时，可以尝试使用幂函数的换元法。
通过引入新的自变量，我们可以将幂函数转换为一个更简单的形式，从而将原始方程转化为一个更容易求解的形式。
5. 利用逆函数的换元法：当我们遇到含有逆函数的方程时，可以尝试使用逆函数的换元法。
通过引入逆函数，我们可以将原始方程转换为一个更简单的形式，然后再进行求解。
6. 利用线性变换：线性变换是一种将原始方程转化为线性方程的方法。
通过引入新的自变量，并进行线性变换，我们可以将原始方程转换为一个线性方程，从而更容易求解。
除了以上方法和技巧外，换元求解还需要注意以下几点：1. 选择合适的换元：在进行换元求解时，我们需要选择合适的换元方法，以使得原始方程转换为一个更简单的形式。
通过观察原始方程的特点和性质，选择合适的换元方法是非常重要的。
2. 注意换元后的边界问题：在进行换元求解时，我们需要注意换元后的边界条件。
有时候换元后的方程在某些特定点上是不可解的，这时我们需要重新考虑边界条件，以使得方程有解。
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二、换元法
解数学题时，把某个式子看成一个整体，用一个变量去代替它，从而使问题得到简化，这叫换元法。
换元的实质是转化，关键是构造元和设元，理论依据是等量代换，目的是变换研究对象，将问题移至新对象的知识背景中去研究，从而使非标准型问题标准化、复杂问题简单化，变得容易处理。
换元法又称辅助元素法、变量代换法。
通过引进新的变量，可以把分散的条件联系起来，隐含的条件显露出来，或者把条件与结论联系起来。
或者变为熟悉的形式，把复杂的计算和推证简化。
它可以化高次为低次、化分式为整式、化无理式为有理式、化超越式为代数式，在研究方程、不等式、函数、数列、三角等问题中有广泛的应用。
换元的方法有：局部换元、三角换元、均值换元等。
局部换元又称整体换元，是在已知或者未知中，某个代数式几次出现，而用一个字母来代替它从而简化问题，当然有时候要通过变形才能发现。
例如解不等式：4x ＋2x －2≥0，先变形为设2x ＝t （t>0），而变为熟悉的一元二次不等式求解和指数方程的问题。
三角换元，应用于去根号，或者变换为三角形式易求时，主要利用已知代数式中与三角知识中有某点联系进行换元。
如求函数y ＝x ＋1-x 的值域时，易发现x ∈[0,1]，设x ＝sin 2α ，α∈[0,π2
]，问题变成了熟悉的求三角函数值域。
为什么会想到如此设，其中主要应该是发现值域的联系，又有去根号的需要。
如变量x 、y 适合条件x 2＋y 2＝r 2（r>0）
时，则可作三角代换x ＝rcos θ、y ＝rsin θ化为三角问题。
均值换元，如遇到x ＋y ＝S 形式时，设x ＝S 2＋t ，y ＝S 2
－t 等等。
我们使用换元法时，要遵循有利于运算、有利于标准化的原则，换元后要注重新变量范围的选取，一定要使新变量范围对应于原变量的取值范围，不能缩小也不能扩大。
如上几例中的t>0和α∈[0,π2
]。
例1. 实数x 、y 满足4x 2－5xy ＋4y 2＝5 （ ①式） ，设S ＝x 2＋y 2，求
1S m a x ＋1S min
的值。
（93年全国高中数学联赛题） 【分析】 由S ＝x 2＋y 2联想到cos 2α＋sin 2
α＝1,于是进行三角换元，设x S y S ==⎧⎨⎪⎩
⎪cos sin αα代入①式求S max 和S min 的值。
【解】设x S y S ==⎧⎨⎪⎩⎪cos sin αα
代入①式得： 4S －5S ·sin αcos α＝5 解得 S ＝10852-sin α
；
∵ -1≤sin2α≤1 ∴ 3≤8－5sin2α≤13 ∴10
13
≤
10
85
-sinα
≤
10
3
∴
1
S
max
＋
1
S
min
＝
3
10
＋
13
10
＝
16
10
＝
8
5
此种解法后面求S最大值和最小值，还可由sin2α＝810
S
S
-
的有界性而求，即解不等
式：|810
S
S
-
|≤1。
这种方法是求函数值域时经常用到的“有界法”。
【另解】由S＝x2＋y2，设x2＝S
2
＋t，y2＝
S
2
－t，t∈[－
S
2
，
S
2
]，
则xy＝±S
t
2
2
4
－代入①式得：4S±5
S
t
2
2
4
－=5，
移项平方整理得 100t2+39S2－160S＋100＝0 。
∴ 39S2－160S＋100≤0 解得：10
13
≤S≤
10
3
∴
1
S
max
＋
1
S
min
＝
3
10
＋
13
10
＝
16
10
＝
8
5
【注】此题第一种解法属于“三角换元法”，主要是利用已知条件S＝x2＋y2与三角公式cos2α＋sin2α＝1的联系而联想和发现用三角换元，将代数问题转化为三角函数值域问题。
第二种解法属于“均值换元法”，主要是由等式S＝x2＋y2而按照均值换元的思
路，设x2＝S
2＋t、y2＝S
2
－t，减少了元的个数，问题且容易求解。
另外，还用到了求值
域的几种方法：有界法、不等式性质法、分离参数法。
和“均值换元法”类似，我们还有一种换元法，即在题中有两个变量x、y时，可以设x ＝a＋b，y＝a－b，这称为“和差换元法”，换元后有可能简化代数式。
本题设x＝a＋b，y
＝a－b，代入①式整理得3a2＋13b2＝5 ，求得a2∈[0,5
3
]，所以S＝(a－b)2＋(a＋b)2
＝2(a2＋b2)＝10
13
＋
20
13
a2∈[
10
13
,
10
3
]，再求
1
S
max
＋
1
S
min
的值。