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构造法用于高中数学解题中的有效途径

2019-05-08葛芬萍

新课程·下旬 2019年3期
关键词:构造法数学解题解题方法

葛芬萍

摘 要:在高中阶段,数学知识之间联系紧密。对一些难度较大的数学问题,为了提高解题效率,节省答题时间,需要教师和学生总结题目的特点和解题结构,提出适合解题的独特方法。主要通过提出和分析几种典型题型,总结出构造法在高中数学解题中的有效途径。

关键词:构造法;数学解题;解题方法

构造法是一种在高中数学中比较常见的解题方法。所谓构造法,简单来说,就是根据题目中给出的条件或者已知结论带有的一些性质、特点,从而塑造出一种数学模型,目的是将题目中未知的条件“清晰化”,以达到快速明确题意,准确解题的目的。在数学学科的发展过程中,构造法已经在数学解题方法中占有重要的位置,其中,在构造函数、模型、图形、复数、向量等中,构造法是比较常见的。本篇文章将着重对构造函数、构造模型、构造复数、构造图形和构造数列这几种重要题型进行分析和阐述。

一、构造法在函数中的应用

众所周知,函数在数学领域中一直占有十分重要的位置,涉及函数的题型也是千变万化的。其中,当函数与不等式联系在一起时,我们不妨用构造法来解决这类问题。下面,我来举个例子说明。

已知函数f(x)的定义域为(0,+∞),f′(x)为函数f(x)的导函数,且满足f(x)<-xf′(x),则不等式f(x+1)>(x-1)f(x2-1)的解集是什么?

解析:f(x)<-xf′(x)∴f(x)+xf′(x)<0,∴xf(x)<0,设g(x)=xf(x),则函g(x)单调递减,f(x+1)>(x-1)f(x2-1)变形为(x+1)f(x+1)>(x2-1)

f(x2-1),所以x+1>0x2-1>0x+1

二、构造法在向量问题中的应用

在高中数学解题过程中,使用较为广泛的知识点就是向量,而应用构造法来进行向量问题解题能够进一步提高解题的效率,尤其是不等式的结构,就可以使用向量的数量积来表示,将原不等式进行合理变形,再给原不等式提供全新的证明方式。

三、构造法在几何图形的应用

在高中数学中,纯粹的代数问题往往比较抽象,让人难以理解题意,这时如果引入几何图形解题是一种经常被采用的办法,在很多的题型中,合理地利用数形结合的方法可以更加直观地去分析问题和解决问题,下面举一个利用构造图形解题的例子:

已知,a>0,b>0,c>0,求证: + ≥ 当且仅当 = + 时取等号。

解:从题目中所给三个根式的结构特点,可以联想到所学的余弦定理,从而可以构造出一个简单的图形,如下图:

作OA=a,OB=b,OC=c,∠AOB=∠BOC=60°。

则可得:∠AOC=120°,AB= ,BC= ,AC=

根据几何基础知识可以得出:AB+BC≥AC

∴ + ≥

四、构造复数法解决实数问题

复数在数学中是实数的一个延伸,一些用实数难以去解决的问题,往往用构造法将其转化为复数问题,虽然复数看起来较实数复杂,但是解题思路会变得清晰明了。

已知0

用构造复数解决这个问题之前,也可以用另一种构造图形的方法解决。

解:首先可以先构造一个单位正方形,设O为正方形内一点,O到AD,AB的距离为a,b,则有|AO|+|BO|+|CO|+

|DO|≥|AC|+|BD|,其中,|AO|的值为 ,|BO|的值为 ,|CO|的值为 ,

|DO|= 。又∵|AC|=|BD|= ∴ + + + ≥2

五、其他常用到构造法的题型

以上是本篇文章主要介绍的几种经常用到构造法解决问题的题型,除此之外还有很多题型需要用到构造法,比如构造向量、构造情境等。

运用向量,很多代数、几何、图形等问题都可以被有效地解决。下面举一个简单的例子。

已知a、b、c是三个正数,求解函数y= + 的最小值。

解得:构造向量 =(x,a), =(c-x,b),则可以將题中函数转化为:y=| |+| |≥| + |= =

∴可以得出ymin=

还有一些数学问题看起来很容易,但是实际解决时却十分冗杂,此时我们需要合理地运用构造情境的办法,灵活而巧妙地将问题解决。

构造法在数学解题中非常具有特别的解决办法,其需要具有一定的灵活性和技巧性,在解题过程中,使数学题变得生动充满活力,让学生在学习中能快速地掌握解题结构,并且开发他们的创作思维。当然,构造法绝不是随意的胡乱猜测,也不是凭空想象,而是需要学者在一定的数学基础之上,利用所掌握的知识而进行合理的推导和分析,从而快速地得到解决办法。

参考文献:

[1]何忆捷,熊斌.中学数学中构造法解题的思维模式及教育价值[J].数学教育学报,2018(2):50-53.

[2]陈贤.数学“构造法”运用探索与实践[J].数学大世界(上旬版),2017(8):8,10.

编辑 谢尾合

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