套路

把定点挪到原点再换元

题目里有一个「碍事但不参与结论」的定点(常是一个字母常数),令新变量等于「原变量减去它」,把它挪到原点。相对位置、距离、比例这些量一个不变,而式子里那个字母当场消掉或缩成一个组合。

套路说明

什么时候用:结论只关心相对位置(谁在谁左边、两段长度之比、能不能排成等差、 是否关于某点对称),而题面里偏偏摆着一个与结论无关的常数 aa。

怎么做:令 u=x−au=x-a。于是

  • 原来的定点 x=ax=a 变成 u=0u=0;
  • 任何「差」都不变:x2−x1=u2−u1x_{2}-x_{1}=u_{2}-u_{1};
  • 任何「比」都不变:x2−aa−x1=u2−u1\dfrac{x_{2}-a}{a-x_{1}}=\dfrac{u_{2}}{-u_{1}};
  • 含参的式子 F(x)F(x) 变成 F(a+u)F(a+u),展开后 aa 多半只以某个组合出现(比如 a+ba+b),未知量随之少一个。

为什么值得先做

不换元也做得完,代价是每一步都拖着 aa:韦达的和是 a−b−3a-b-3、根是 (a−b−3)±⋯2\dfrac{(a-b-3)\pm\sqrt{\cdots}}{2}、条件是 x2−a=2(a−x1)x_{2}-a=2(a-x_{1})…… 每一行都要把 aa 搬一次,而它从头到尾没起作用。换元把这份搬运量一次付清。

判断「该不该换」只要问一句:把 xx 整体加一个常数,题目的答案会跟着平移吗? 会,就说明 aa 只是位置、不是形状,可以先挪走。

自检

  • 换完记得把结论换回去:u4u_{4} 是答案的一半,x4=a+u4x_{4}=a+u_{4} 才是。
  • 换元不改变正负与大小顺序(平移是保序的),所以「p>0p>0」这类条件可以直接在 uu 里验。
  • 若结论关心的是绝对位置(比如「零点是否落在 [0,1][0,1] 上」),那就不能随便挪—— 这条套路只对「相对位置」的结论安全。

共 1 道题考到本条。