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例说构造法

2019-11-27甘肃省酒泉市肃州中学张登虎

关键词:动点斜率交点

■甘肃省酒泉市肃州中学 张登虎

在数学解题的方法中,有一种叫构造法。所谓构造法就是为了解决当前的问题,从问题的结构特点出发,运用类比、联想的思维方式和手段,使思维得到迁移,“无中生有”地创造出另一个模型,利用该模型使原问题得以巧妙解决的一种方法。由于此方法对于培养同学们的类比思维、联想思维、创新思维有独特的功效,并且可使解题巧妙简明,理应引起我们的高度重视。构造法渗透在教材中,散见于各类资料中,我们应旗帜鲜明地“叫响”构造法,不必羞羞答答,遮遮掩掩。下面示范几例,说明方法,以诱导同学们迸发出创新思维的火花。

一、构造函数

例1证明:当

证明:先证sinx<x。构造函数f(x)=导函数f′(x)=1-成立,故函数

上为增函数,又f(0)=0,所以f(x)>0成立,即sinx<x。

再证x<t a nx。构造函数g(x)=t a nx,导函数>0成立,故函数g(x)在上为增函数,又g(0)=0,所以g(x)>0成立,即x<t a nx。

本题还可以构造单位圆来巧妙获证。

二、构造方程

例2求证

证明:由此式的结构可联想判别式Δ=,由

此题用构造向量的方法也十分简洁,请同学们自己动手试一试。

三、构造数列

例3已知数列{an}满足:a1=1,an+1=2an+1,求an。

解析:联想等比数列,试图构造一个新的等比数列{an+λ},通过研究新数列,进而求出结果。设an+1+λ=2(an+λ),即an+1=2an+λ,与已知条件比较,得λ=1,所以,所以数列{a+1}是首项为a+n11=2,公比为2的等比数列。所以an+1=2×2n-1=2n,所以an=2n-1。

四、构造向量

例4证明不等式a2+b2+c2≥a b+b c+c a,a,b,c∈R。

证明:由左端a2+b2+c2联想向量的求模公式,由右端a b+b c+c a联想向量的数量积。设m=(a,b,c),n=(b,c,a),由|m||n|≥m·n可证得。

五、构造四边形

例5在平面直角坐标系中,x轴的正半轴上有3个不同点,y轴的正半轴上有4个不同点,所有这些点连成的直线在第一象限内最多有个交点。

解析:构造四边形,四边形的对角线的交点即为所求的交点。故所求交点个数等于四边形的个数,即

六、构造“格子”,构造“上,右”

例6动点从(0,0)沿水平或竖直方向运动到点(6,8),要使行驶的路程最小,有多少种不同的走法?

解析:动点只能向上或向右运动才能使路程最小,而且最小的路程为14,把动点运动一个单位看成是1步,则动点走了14步,于是问题可构造为在14个有序的格子中填写6个“右”和8个“上”,就变成了一个组合计数问题,故一共有(种)走法。

许多排列组合问题都需要现场构造,我们总结的“插空法”“捆绑法”“隔板法”,都是构造法的产物,因此从根本上说还是要练就“构造”的本领,做到以不变应万变。

七、构造斜率

例7求函数的值域。

解析:依函数的结构联想斜率公式k=,得知函数表示连接点A(2,0)和P(cosx,-sinx)的直线的斜率,而动点P的轨迹是单位圆,画出图形,可快速求得

八、构造组合数

例8求数列{n(n+1)(n+2)}的前n项和。

解析:联想组合数公式,可先将式子n(n+1)(n+2)改写成组合数,n(n+1)(n+2),然后反复使用公式就可以求得结果。

Sn=1×2×3+2×3×4+3×4×5+…

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