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同道相谋 同构相解

2021-06-07江苏省兴化市楚水实验学校225700袁小强

中学数学研究(江西) 2021年6期
关键词:结构数学学生

江苏省兴化市楚水实验学校 (225700) 袁小强

所谓同构式,即为除了变量不同,具有结构相同的两个代数式.常见的处理策略是:(1)通过观察分析式子结构特点;(2)将式子的两边整理为结构一致的代数式,从中抽象构造出母函数;(3)借助研究母函数的单调性,转化为整体自变量的大小关系.同构思想的考查是近几年高考的热点,考查了学生的数学抽象、逻辑推理、数学运算等综合能力,提高了学生的发现和提出问题的能力、分析和解决问题的能力,提升升了学生的数学核心素养,培养了学生的善于思考的科学精神和创新意识.同构思想在函数、方程、不等式、数列、解析几何中均有应用.

一、在方程中应用

评注:方程两个变量不易求解,同构移项变换,得到同一种结构,构造函数y=xex,同构函数图像发现只有唯一解2x+y=4,从而该题迎刃而解.

二、在不等式中应用

例2 (2020全国Ⅱ卷理)若2x-2y<3-x-3-y,则( ).

A.ln(y-x+1)>0 B.ln(y-x+1)<0

C.ln(x-y)>0 D.ln(x-y)<0

解:由2x-2y<3-x-3-y得2x-3-x<2y-3-y.构造函数y=2x-3-x,且在(-∞,+∞)上单调递增,因此x1,ln(y-x+1)>0,故选A.

评注:不等式两个变量求解不易,通过观察发现移项后得到同构式,构造函数y=2x-3-x,通过研究单调性求解.

三、在数列中应用

例3 已知Sn是数列{an}的前n项和,满足a1=1,a2=2,且an+2Sn-anSn+1=0,则数列{an}的通项公式an=.

评注:由数列递推关系式求通项,首先观察递推公式结构特点,通过适当变形得到同构式,构造常数列,从而通过新数列研究通项公式.

四、在解析几何中应用

(1)椭圆C的标准方程;

五、在函数中应用

评注:这是一道典型的参数范围中恒成立问题,也是近几年高考的热点,通常位于填空题或解答题的压轴题,常规处理策略是……

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