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1、巧用“构造法”解决高中数学问题以构造为题材的试题,已成了高考中的一个亮点,同时也成了数学教学研究的热点. 所谓数学上的构造法,就是运用数学的基本思想经过认真的观察,深入的思考,构造出解题的数学模型从而使问题从一般到特殊,从抽象到具体,从陌生到熟悉,得以解决.运用构造法来解题也是培养学生创造意识和创新思维的手段之一,同时对提高学生的解题能力大有帮助. 下面就如何运用构造法解题作如下说明:1、构造函数例1 (全国高考题)已知是正整数,且,求证:.证明 且正整数, ,设,则.由知, , , 即是单调递减函数,又, ,故有 , 即 .解后反思 本题采用二项式定理证明也不难,但构造函数用导数法证明亦属易
2、事,这种解题的思维具有一定的创造性. 从中说明“构造函数”的解题方法给学生创新思维的培养与发展提供了一个广阔空间,需要不断去探索、总结、发展. 教师在教学中应鼓励学生大胆尝试、主动参与、积极探讨,让他们在观察、分析、思考与运用中不断提高.2、构造数列例2 已知,求证:.证明 构造数列,使,下面只要证明. , , 即,所以, 即 .同理可证 .解后反思 本例的思路还是比较法,但由于作差后得到一个变式,符号难以判断,但它是关于自然数的整式,可以联系到数列,再利用数列的增减性,可以获证.3、构造向量例3 (“希望杯”试题)求函数的最大值.解 设 则, , ,由 得 ,.又 , .,即 的最大值为.解
3、后反思 本例通过构造三维向量,利用向量数量积的定义及性质来求最大值,大大降低了本题求最大值的难度.在求最值中,巧妙构造适当的向量,会收到直观明快、出奇制胜的效果,同时也体现了向量解决问题的优越性.4、构造图形例4 求值:.解 构造使 ,由余弦定理得:,又由正弦定理得:(其中为外接圆的半径). , , . 例5 若,求证:.分析 由关系式 和余弦定理,联想到构造三棱锥PABC,使 ,由两边之和大于第三边知,原不等式成立.解后反思 注意到例4原式即为:,此表达式结构特点,令人迸发创新思维,联想到构造三角形,再利用正、余弦定理分析求值. 随着例4的思路,例5的三个表达式很容易想到构造三棱锥PABC,
4、成为一个立体图形.通过图形构造,把代数问题转化成几何问题,数形结合形象生动地说明数量关系.5、 构造模型例6 如图,在中,D、E三等分BC,F为AC的中点,求与的面积的比. 解 构造杠杆模型求解. 先在A、B、C处分别配置质量为1,2,1个单位的3个质点,因D、E三等分BC,且F为AC中点知B、C的质量中心在D,代表的质量是3. A、C的质量中心在F,代表的质量是2.因A、B、C三点的质量中心应在直线AD上,也应在直线BF上,故AD与BF的交点M是A、B、C三点的质量中心. A、D分别具有质量1及3,据杠杆原理,有AM:MD=3:1, AM:AD=3:4.同理重新配制A、B、C三点的质量分别是2、1、2个单位,可得AN:AE=3:5. . 又 , 与的面积之比是.解后反思 本例根据题目已知条件,运用已掌握的数学知识和物理知识建立杠杆模型加以求解,增加了学科之间的联系,同时把这门高度抽象的基础学科与实际生活紧密地联系在一起,在实际中渗透数学思想.从以上数例可以看出,构造法是一种极富技巧性和创造性的解题方法,体现了数学中发现、类比、化归的思想,也渗透着猜想、探索、特殊化等重要的数学方法. 运用构造法解数学题可从中欣赏数学之美,感受解题乐趣,更重要的是可开拓思维空间,启迪智慧,并对培养多元化思维和创新精神大有裨益.