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浅谈中学数学中的构造法解题

2014-05-10刘小利

新课程·中旬 2014年2期
关键词:波利亚中学数学辅助

刘小利

一、问题的提出

G·波利亚有一句名言“掌握数学就意味着善于解题”。解决数学问题时,常规的思考方法是由已知到未知的定向思考,但有些问题按照这样的思维方式来解决问题却比较困难,甚至无从着手。在这种情况下,就要求我们改变思维方向,换一个角度去思考,找到一条绕过障碍的新途径。构造法就是这样的手段之一。G·波利亚在他的《怎样解题》中给出了“怎样解题”表,其中第二步是拟定计划,“找出已知数与未知数之间的联系。如果找不出直接的联系,你可能不得不考虑辅助问题。”运用辅助性数学模式,这也正是我们用构造法解决问题的思路。

构造法的特点:构造新的数学对象过程直观,有很大灵活性。

构造法作为一种数学方法,它不同于一般的逻辑方法,需要一步步地导求必要条件,直至推断出结论。它属于非常规思维,其本质特征是“构造”。构造法解决问题的活动是一种创造性的思维活动,关键是借助对问题特征的敏锐观察展开丰富的联想,通过观察、联想,构造出满足条件的数学对象,或构造出一种新的问题形式,使问题的结论得以肯定或否定,或使问题转化。

二、中学数学中常见的构造解题

用构造法解题时,因被构造的对象是多种多样的,可按它的内容分为数、式、函数、方程、数列、复数、图形、图表、数学模型、算法等类别。本文着重介绍以下几种:

(一)构造辅助数与式

不等式证明题通常需要构造一个不等式,从它出发进行推理进而获得解决。

(二)构造辅助函数

求解某些数学问题时,根据问题的条件,构想、组合出一种新的函数关系,使问题在新的观点下实行转换。即:通过构造辅助函数,把对原问题的研究转化为研究辅助函数的性质,并利用函数的单调性、有界性、奇偶性去解决辅助函数的问题。

例2.已知a>b>0,m>0,求证

(三)构造辅助方程

方程作为中学数学的重要内容,它与数式、函数等诸多知识有着密切联系。

例3.若(z-x)2-4(x-y)(y-z)=0,求证:x,y,z成等差数列.

证明:构造以x-y,y-z为根的二次方程

t-(x-y)t-(y-z)=0 <=> t2+(y-z)t+(x-y)(y-z)=0,

有△=(z-x)2-4(x-y)(y-z)=0.

可知:方程有两个相等根,即x-y=y-z,x+z=2y,所以,x,y,z成等差数列.

(四)构造几何图形

华罗庚曾说:“数离开形少直观,形离开数难入微。”利用数形结合的思想,可沟通代数、几何的关系,实现难题巧解。

例4.求函数y=的最值.

证明:如下图,因为动点在单位圆上运动时处于极端状态,即:动点为切点时直线斜率分别为最大最小值,设切点分别为R、M,易知:

模式可以套用,它是以广泛抽象的普遍性与现实问题的特殊性为基础,针对具体问题的特点而采取相应的解决办法。在解题过程中,若按定势思维去探求解题途径比较困难时,可以启发学生根据题目特点,展开丰富的联想,拓宽自己的思维,运用构造法解题。运用构造法来解题,对提高学生的解题能力也有所帮助,更重要的是,构造法是培养学生创新意识和创新思维的手段之一,在解题过程中能够使学生发散思维,谋求最佳的解题途径,达到思维的创新。

“探索是数学的生命线。”构造法的实质是探究、创新,是对所学知识的深化和转换。通过将原问题设计成新问题,拓宽学生解题思路,激发学生思维的火花。解决新问题反演原问题,提高学生解题能力,增强学生的自信心理,促进学生自主学习的意识、能力。整个构造过程也是体验数学、享受数学的过程,这也体现了目前教学改革的要求。

参考文献:

[1]G·波利亚.怎样解题[M].秦璋,译.北京:科学出版社,1982.

[2]鲍曼.中学数学方法论[M].哈尔滨工业大学出版社,2002.

[3]徐利治.数学方法论选讲[M].武汉:华中工学院出版社,1983.

[4]张静莲.数学教学创新说(研究篇)[M].上海:方志出版社,2005.

(作者单位 山西省长治市沁源县第一中学)

编辑 杨 倩

一、问题的提出

G·波利亚有一句名言“掌握数学就意味着善于解题”。解决数学问题时,常规的思考方法是由已知到未知的定向思考,但有些问题按照这样的思维方式来解决问题却比较困难,甚至无从着手。在这种情况下,就要求我们改变思维方向,换一个角度去思考,找到一条绕过障碍的新途径。构造法就是这样的手段之一。G·波利亚在他的《怎样解题》中给出了“怎样解题”表,其中第二步是拟定计划,“找出已知数与未知数之间的联系。如果找不出直接的联系,你可能不得不考虑辅助问题。”运用辅助性数学模式,这也正是我们用构造法解决问题的思路。

构造法的特点:构造新的数学对象过程直观,有很大灵活性。

构造法作为一种数学方法,它不同于一般的逻辑方法,需要一步步地导求必要条件,直至推断出结论。它属于非常规思维,其本质特征是“构造”。构造法解决问题的活动是一种创造性的思维活动,关键是借助对问题特征的敏锐观察展开丰富的联想,通过观察、联想,构造出满足条件的数学对象,或构造出一种新的问题形式,使问题的结论得以肯定或否定,或使问题转化。

二、中学数学中常见的构造解题

用构造法解题时,因被构造的对象是多种多样的,可按它的内容分为数、式、函数、方程、数列、复数、图形、图表、数学模型、算法等类别。本文着重介绍以下几种:

(一)构造辅助数与式

不等式证明题通常需要构造一个不等式,从它出发进行推理进而获得解决。

(二)构造辅助函数

求解某些数学问题时,根据问题的条件,构想、组合出一种新的函数关系,使问题在新的观点下实行转换。即:通过构造辅助函数,把对原问题的研究转化为研究辅助函数的性质,并利用函数的单调性、有界性、奇偶性去解决辅助函数的问题。

例2.已知a>b>0,m>0,求证

(三)构造辅助方程

方程作为中学数学的重要内容,它与数式、函数等诸多知识有着密切联系。

例3.若(z-x)2-4(x-y)(y-z)=0,求证:x,y,z成等差数列.

证明:构造以x-y,y-z为根的二次方程

t-(x-y)t-(y-z)=0 <=> t2+(y-z)t+(x-y)(y-z)=0,

有△=(z-x)2-4(x-y)(y-z)=0.

可知:方程有两个相等根,即x-y=y-z,x+z=2y,所以,x,y,z成等差数列.

(四)构造几何图形

华罗庚曾说:“数离开形少直观,形离开数难入微。”利用数形结合的思想,可沟通代数、几何的关系,实现难题巧解。

例4.求函数y=的最值.

证明:如下图,因为动点在单位圆上运动时处于极端状态,即:动点为切点时直线斜率分别为最大最小值,设切点分别为R、M,易知:

模式可以套用,它是以广泛抽象的普遍性与现实问题的特殊性为基础,针对具体问题的特点而采取相应的解决办法。在解题过程中,若按定势思维去探求解题途径比较困难时,可以启发学生根据题目特点,展开丰富的联想,拓宽自己的思维,运用构造法解题。运用构造法来解题,对提高学生的解题能力也有所帮助,更重要的是,构造法是培养学生创新意识和创新思维的手段之一,在解题过程中能够使学生发散思维,谋求最佳的解题途径,达到思维的创新。

“探索是数学的生命线。”构造法的实质是探究、创新,是对所学知识的深化和转换。通过将原问题设计成新问题,拓宽学生解题思路,激发学生思维的火花。解决新问题反演原问题,提高学生解题能力,增强学生的自信心理,促进学生自主学习的意识、能力。整个构造过程也是体验数学、享受数学的过程,这也体现了目前教学改革的要求。

参考文献:

[1]G·波利亚.怎样解题[M].秦璋,译.北京:科学出版社,1982.

[2]鲍曼.中学数学方法论[M].哈尔滨工业大学出版社,2002.

[3]徐利治.数学方法论选讲[M].武汉:华中工学院出版社,1983.

[4]张静莲.数学教学创新说(研究篇)[M].上海:方志出版社,2005.

(作者单位 山西省长治市沁源县第一中学)

编辑 杨 倩

一、问题的提出

G·波利亚有一句名言“掌握数学就意味着善于解题”。解决数学问题时,常规的思考方法是由已知到未知的定向思考,但有些问题按照这样的思维方式来解决问题却比较困难,甚至无从着手。在这种情况下,就要求我们改变思维方向,换一个角度去思考,找到一条绕过障碍的新途径。构造法就是这样的手段之一。G·波利亚在他的《怎样解题》中给出了“怎样解题”表,其中第二步是拟定计划,“找出已知数与未知数之间的联系。如果找不出直接的联系,你可能不得不考虑辅助问题。”运用辅助性数学模式,这也正是我们用构造法解决问题的思路。

构造法的特点:构造新的数学对象过程直观,有很大灵活性。

构造法作为一种数学方法,它不同于一般的逻辑方法,需要一步步地导求必要条件,直至推断出结论。它属于非常规思维,其本质特征是“构造”。构造法解决问题的活动是一种创造性的思维活动,关键是借助对问题特征的敏锐观察展开丰富的联想,通过观察、联想,构造出满足条件的数学对象,或构造出一种新的问题形式,使问题的结论得以肯定或否定,或使问题转化。

二、中学数学中常见的构造解题

用构造法解题时,因被构造的对象是多种多样的,可按它的内容分为数、式、函数、方程、数列、复数、图形、图表、数学模型、算法等类别。本文着重介绍以下几种:

(一)构造辅助数与式

不等式证明题通常需要构造一个不等式,从它出发进行推理进而获得解决。

(二)构造辅助函数

求解某些数学问题时,根据问题的条件,构想、组合出一种新的函数关系,使问题在新的观点下实行转换。即:通过构造辅助函数,把对原问题的研究转化为研究辅助函数的性质,并利用函数的单调性、有界性、奇偶性去解决辅助函数的问题。

例2.已知a>b>0,m>0,求证

(三)构造辅助方程

方程作为中学数学的重要内容,它与数式、函数等诸多知识有着密切联系。

例3.若(z-x)2-4(x-y)(y-z)=0,求证:x,y,z成等差数列.

证明:构造以x-y,y-z为根的二次方程

t-(x-y)t-(y-z)=0 <=> t2+(y-z)t+(x-y)(y-z)=0,

有△=(z-x)2-4(x-y)(y-z)=0.

可知:方程有两个相等根,即x-y=y-z,x+z=2y,所以,x,y,z成等差数列.

(四)构造几何图形

华罗庚曾说:“数离开形少直观,形离开数难入微。”利用数形结合的思想,可沟通代数、几何的关系,实现难题巧解。

例4.求函数y=的最值.

证明:如下图,因为动点在单位圆上运动时处于极端状态,即:动点为切点时直线斜率分别为最大最小值,设切点分别为R、M,易知:

模式可以套用,它是以广泛抽象的普遍性与现实问题的特殊性为基础,针对具体问题的特点而采取相应的解决办法。在解题过程中,若按定势思维去探求解题途径比较困难时,可以启发学生根据题目特点,展开丰富的联想,拓宽自己的思维,运用构造法解题。运用构造法来解题,对提高学生的解题能力也有所帮助,更重要的是,构造法是培养学生创新意识和创新思维的手段之一,在解题过程中能够使学生发散思维,谋求最佳的解题途径,达到思维的创新。

“探索是数学的生命线。”构造法的实质是探究、创新,是对所学知识的深化和转换。通过将原问题设计成新问题,拓宽学生解题思路,激发学生思维的火花。解决新问题反演原问题,提高学生解题能力,增强学生的自信心理,促进学生自主学习的意识、能力。整个构造过程也是体验数学、享受数学的过程,这也体现了目前教学改革的要求。

参考文献:

[1]G·波利亚.怎样解题[M].秦璋,译.北京:科学出版社,1982.

[2]鲍曼.中学数学方法论[M].哈尔滨工业大学出版社,2002.

[3]徐利治.数学方法论选讲[M].武汉:华中工学院出版社,1983.

[4]张静莲.数学教学创新说(研究篇)[M].上海:方志出版社,2005.

(作者单位 山西省长治市沁源县第一中学)

编辑 杨 倩

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