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利用“构造法”巧解高中数学题

2018-01-31申明竹

考试周刊 2017年100期
关键词:构造法数列方程

摘 要:随着高中数学的不断深入学习,学生的解题能力也不断地提高,构造法解题也是近几年高考解题中得到广泛应用的方法之一。作为一种数学思想方法,构造法的含义很广,通常认为,根据待解问题的特殊性,设计并构造一个新的关系系统,即构造一个数学模式,通过对这个数学模式的研究实现原问题的解决。

关键词:高中数学;解题;方程;函数;数列

数学构造的思想方法具有很大的灵活性.根据待解问题的特征,既可以构造函数、构造方程、构造数列等方式,利于“数”的模式解决数和形的问题;也可以通过构造图形、图象的方式,利用“形”的模式解决关于数或形的问题。因此,构造法在数学问题中有着广泛的应用。

一、 构造法求数列的通项公式

1. 形如an+1=santan+s的递推关系,可采用取倒数的方法,将递推式变形为1an+1-1an=ts,从而构造出数列1an,其首项为1a1,公差为ts。

例1 已知数列{an}中,a1=3,an+1=an2an+1,求其通项公式。

分析:对已知等式两边取倒数得1an+1=2an+1an=2+1an,从而构造等差数列予以解决。

解:对已知等式两边取倒数得1an+1=2an+1an=2+1an,即1an+1-1an=2,故数列1an是首项为1a1=13,公差为2的等差数列,所以1an=1a1+2(n-1)=13+2n-2=6n-53,故an=36n-5,所以数列{an}的通项公式为an=36n-5。

2. 对于递推式an+1=pan+q(p, q为常数)①当p=1时,{an}为等差数列;②当p≠0,q=0时,{an}为等比数列;③当p≠0,q≠0时,可利用待定系数法,转化为等比数列。具体方法是将递推式转化为:an+1+qp-1=p(an+qp-1),此时数列an+qp-1为等比数列,且其首项为a1+qp-1(不等于0),公比为p。

例2 数列{an}中,a1=1,an+1=3an+2,求其通项公式。

分析:由已知可得an+1+1=3(an+1),从而构造等比数列{an+1},其公比为3,首项为a1+1=2.

解:设an+1+λ=3(an+λ),從而解得λ=1,所以数列{a1+1}是首项为a1+1=2,公比为3的等比数列,所以an+1=2×3n-1,所以,an=2×3n-1-1。

二、 构造函数证明不等式

构造函数,利用函数的单调性使问题简化。

例3 求证: f(x)=x2+10x2+9≥103。

证明:设t=x2+9(t≥3),则f(t)=t2+1t,用定义法可证:f (t)在[3,+∞)上单调递增,令3≤t10,

∴y=x2+10x2+9≥f(3)=32+13=103。

三、 构造方程

例4 设x,y为实数,且满足关系式:

(x-1)3+1997(x-1)=-1,(y-1)3+1997(y-1)=1

则x+y= 。

分析:此题用常规方法,分别求出x和y的值后再求x+y则既繁又难,三次方程毕竟不熟悉。若将两方程联立构造出方程(x-1)3+1997(x-1)=(1-y)3+1997(1-y)=-1,利用函数f(t)=t3+1997t的单调性,易得x-1=1-y,所以x+y=2。

除此之外,还可以构造恒等式和图形。

总之,利用构造法解题,一定要注意题目的结构特征,构造相应的数学模型,这样使得问题求解简洁,自然,这需要多观察、猜想、尝试,这样才能起到异曲同工之妙。

作者简介:

申明竹,宁夏回族自治区中卫市,宁夏中卫中学。

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