数学思想方法构造法

数学思想方法构造法
数学思想方法构造法

构造法

构造法,顾名思义是指当解决某些数学问题使用通常方法按照定向思维难以解决问题时,应根据题设条件和结论的特征、性质,从新的角度,用新的观点去观察、分析、理解对象,牢牢抓住反映问题的条件与结论之间的内在联系,运用问题的数据、外形、坐标等特征,使用题中的已知条件为原材料,运用已知数学关系式和理论为工具,在思维中构造出满足条件或结论的数学对象,从而,使原问题中隐含的关系和性质在新构造的数学对象中清晰地展现出来,并借助该数学对象方便快捷地解决数学问题的方法。

历史上有不少著名的数学家,如欧几里得、欧拉、高斯、拉格朗日等人,都曾经用“构造法”成功地解决过数学上的难题。数学是一门创造性的艺术,蕴含着丰富的美,而灵活、巧妙的构造令人拍手叫绝,能为数学问题的解决增添色彩,更具研究和欣赏价值。近几年来,构造法极其应用又逐渐为数学教育界所重视,在数学竞赛中有着一定的地位。

构造需要以足够的知识经验为基础,较强的观察能力、综合运用能力和创造能力为前提,根据题目的特征,对问题进行深入分析,找出“已知”与“所求(所证)”之间的联系纽带,使解题另辟蹊径、水到渠成。

用构造法解题时,被构造的对象是多种多样的,按它的内容可分为数、式、函数、方程、数列、复数、图形、图表、几何变换、对应、数学模型、反例等,从下面的例子可以看出这些想法的实现是非常灵活的,没有固定的程序和模式,不可生搬硬套。但可以尝试从中总结规律:在运用构造法时,一要明确构造的目的,即为什么目的而构造;二要弄清楚问题的特点,以便依据特点确定方案,实现构造。

下面,我们通过几个例题,来简单看一下高中阶段几种常见的构造法。

例1.(构造函数)已知三角形的三边长分别为,,a b c ,且m 为正数,求证:a b c a m b m c m

+>+++ 解:构造函数()1x m f x x m x m

==-++,则()f x 在()0+∞,上是增函数。 0a b c +>> ,()()f a b f c ∴+>。

()()()()a b a b a b f a f b f a b f c a m b m a b m a b m a b m

++=

+>+==+>++++++++ a b c a m b m c m ∴+>+++

例2.(构造距离)求函数()f x =的最小值。

解:()

f x =其几何意义是平面内动点(),0P x 到两定点()()1,4,3,2M N --的距离之和,当,,P M N 三点共

线时距离之和最小为

MN =

=即

()f x 的最小值为。

例3.(构造直线斜率)求函数()sin cos 3x f x x =- 的值域。 解:构造动点()cos ,sin P x x 与定点()3,0Q 的连线的斜率,而动点P 的轨迹为单位圆。 设直线PQ 的方程为()3y k x =-,即30kx y k --=

211,,8k k ≤∴≤≤≤

即44

y -

≤≤

例4.(构造方程)已知,,a b c R ∈,2221,1a b c a b c ++=++=,求c 的取值范围。

解: ()()2222222a b c ab ac bc a b c ++-++=++ ,

0ab ac bc ∴++=

1a b c +=- ()()1ab c a b c c ∴=-+=--

将,a b 看成方程()()2110x c x c c ----=的两根,

()()2

,,0,1410a b R c c c ∈?≥∴-+-≥ 即()()11130,13

c c c -+≤∴-≤≤

练习

1. 求证: 3

10910

22≥++=x x y (构造函数) 解:设)3(92

≥+=t x t 则t t y t f 1)(2+==,用定义法可证:f (t )在),3[+∞上单调递增,令:3≤12t t < 则0)1)((11)()(2

1212122212121>--=+-+=-t t t t t t t t t t t f t f ∴310313)3(9

10322=+=≥++=f x x y

2. 已知01a <<,01b <<,求证:

22)1()1()1()1(22222222≥-+-+-+++-++b a b a b a b a

(构造图形)

解:构造单位正方形,O 是正方形内一点,O 到AD , AB 的距离为a , b ,

则|AO | + |BO | + |CO | + |DO |≥|AC | + |BD |, 其中22||b a AO +=,

22)1(||b a BO +-=

22)1()1(||-+-=b a CO 22)1(||-+=b a DO

又:2||||==BD AC

∴22)1()1()1()1(22222222≥-+-+-+++-++b a b a b a b a

3.

求函数y

解:由根号下的式子看出11x+x =-且01x ≤≤

故可联想到三角函数关系式并构造2sin

x θ= (0)2πθ≤≤ 所以

sin cos )4y x x πθ=+=+, 当4

πθ=即12x =

时,max y 4. 求证:9)9(272≤-+x x ,并指出等号成立的条件。(构造向量) 解:不等式左边可看成7与 x 和2与29x -两两乘积的和,从而联想到数量积的

坐标表示,将左边看成向量a =(7,2)与b =( x ,

29x -)的数量积,又||||a b a b ≤, 所以9)9(·)2()7()9(2722222=-++≤-+x x x x 当且仅当b =λa (λ>0)

λ==>得:x=7,λ=1,即 x =7时,等号成立。

5. 求函数()f x =

解: ()f x =其几何意义是平面内动点P (x ,0)到两定点

M (2,3)和 N (5,-1)的距离之和(如图1)

为求其值域只要求其最值即可,

易知当M ,N ,P 三点共线(即P 在线段MN 上)时,

()f x 取得最小值, min ()||5f x MN ===,无最大值,故得函数的值域为[5,)+∞

中小学数学很重要的20种常见思想方法

中小学数学很重要的20种常见思想方法 1、对应思想方法 对应是人们对两个集合因素之间的联系的一种思想方法,小学数学一般是一一对应的直观图表,并以此孕伏函数思想。如直线上的点(数轴)与表示具体的数是一一对应。 2、假设思想方法 假设是先对题目中的已知条件或问题作出某种假设,然后按照题中的已知条件进行推算,根据数量出现的矛盾,加以适当调整,最后找到正确答案的一种思想方法。假设思想是一种有意义的想象思维,掌握之后可以使要解决的问题更形象、具体,从而丰富解题思路。 3、比较思想方法 比较思想是数学中常见的思想方法之一,也是促进学生思维发展的手段。在教学分数应用题中,教师善于引导学生比较题中已知和未知数量变化前后的情况,可以帮助学生较快地找到解题途径。 4、符号化思想方法 用符号化的语言(包括字母、数字、图形和各种特定的符号)来描述数学内容,这就是符号思想。如数学中各种数量关系,量的变化及量与量之间进行推导和演算,都是用小小的字母表示数,以符号的浓缩形式表达大量的信息。如定律、公式、等。 5、类比思想方法 类比思想是指依据两类数学对象的相似性,有可能将已知的一类数学对象的性质迁移到另一类数学对象上去的思想。如加法交换律和乘法交换律、长方形的面积公式、平行四边形面积公式和三角形面积公式。类比思想不仅使数学知识容易理解,而且使公式的记忆变得顺水推舟般自然和简洁。 6、转化思想方法 转化思想是由一种形式变换成另一种形式的思想方法,而其本身的大小是不变的。如几何的等积变换、解方程的同解变换、公式的变形等,在计算中也常用到甲÷乙=甲×1/乙。 7、分类思想方法 分类思想方法不是数学独有的方法,数学的分类思想方法体现对数学对象的分类及其分类的标准。如自然数的分类,若按能否被2整除分奇数和偶数;按约数的个数分质数和合数。又如三角形可以按边分,也可以按角分。不同的分类标准就会有不同的分类结果,从而产生新的概念。对数学对象的正确、合理分类取决于分类标准的正确、合理性,数学知识的分类有助于学生对知识的梳理和建构。

构造性数学及其哲学意义

构造性数学及其哲学意义 摘要:本文在介绍了构造性数学的产生和发展的基础上,重点阐述了它的数学原则和数学基础,表明了可构造性的数学底蕴。最后通过对构造性数学产生的原因和其所要达到的目的的分析,论述了构造性数学的重大意义,同时评析了我国学术界对它的一些认识。 关键词:构造性数学递归函数可靠性 一,构造性数学的产生与发展 构造性数学是现代数学研究的一个重要领域。它的根本特征就是对可构造性的强调。所谓可构造性是指能具体地给出某一对象或者能给出某一对象的计算方法。即当我们把能证实“存在一个X满足性质A”的证明称为构造性的,是指能从这个证明中具体地给出满足性质A的一个x;或者能从此证明中得到一个机械的方法,使其经有限步骤后即能确定满足性质A的这个x来。反之,经典数学(非构造性数学)中的纯存在性证明被称之为非构造的。非构造性证明主要是通过使用反证法来实现的。人们一般把这种强调可构造性的数学称为构造性数学。 构造性数学最早起源于一种构造性哲学思想,这种思想可以追溯到康德那里。康德认为,数学的最终真理性在于数学概念可以通过人的智慧构造出来。他说:“数学必须根据纯粹直观,在纯直观里它才能够具体地,然而却是先天地把它的一切概念提供出来,或者像人们所说的那样,把这些概念构造出来”。又说“数学知识是从概念的构造得出来的理性知识。构造一个概念,意即先天地提供出来与概念相对应的直观。”(〔1〕,第39页)后来,19世纪德国的克罗内克进一步指出:“上帝创造了整数,其余都是人做的工作。”主张自然数与数学归纳法是数学最根本的和直观上最可信的出发点,其它一切数学对象都必须能在有限步骤内从自然数中构造出来,否则就不能作为数学对象。由此克罗内克把许多数学成果划到不合法的行列里,如无限集合、纯存在性证明等。但由于他批判的多建设的少,故其思想在当时并未产生很大影响。另外,彭加勒、勒贝格等大数学家也都是倡导构造性数学研究的有名人物。但是,所有这些人提倡的大都只是一种数学哲学的思想,他们实际的数学工作并未严格地遵循自己的哲学思想。因此,现代意义的构造性数学应以布劳威尔的直觉主义数学为开端,迄今,在构造性数学的研究领域里,由于宗旨、观点和方法的不同,已经形成了一些不同的学派。最着名的除了布劳威尔的直觉主义数学以外,还有希尔伯特的元数学、毕晓普等人的构造性数学以及马尔科夫的算法论等。布劳威尔的直觉主义数学和希尔伯特的元数学,我国数学哲学界普遍比较熟悉,故本文不再表述。这里我们仅就后来发展起来的毕晓普、马尔科夫的构造性数学作些简述。(〔2〕、〔3〕第101—109页) 以毕晓普、迈希尔等人为代表的构造性数学是一个与早先直觉主义数学齐名但又不同于它的新的构造性数学。他们的构造性数学研究是在数学领域中,用普通逻辑于可编码的对象和递归函数。他们所关心的不是数学的奠基问题,而是要用构造性方法来研究数学。他们把构造性数学看成古典数学的一个分支,在这个分支中所讨论的对象都要求是可计算的。以毕晓普

数学解题中的构造法思想

数学解题中的构造法思想 数学科 庞春英 我们首先从下面例题的解法开始讨论: 例:解方程组 ?? ???=++=++=++323232c z c cy x b z b by x a z a ay x 解法一:直接按照三元一次方程组的消元法解题 (略)。 解法二:把原方程组改写为?????=---=---=---0002323 23x cy z c c x by z b b x ay z a a 利用方程根的定义,我 们把a,b,c 看成关于t 的三次方程023=---x yt zt t 的三个根。根据韦达定理得: x abc y ac bc ab z c b a ==++=++,,,因此原方程组的解为:?? ? ??++=++==c b a z ca bc ab y abc x 。 比较例题的两种解法:解法一作为一般的方法,求解极为麻烦,运算量大;解法二则是构造一个满足问题条件的关于t 的三次方程,构造的元件是a,b,c ,构造的“支架”是原方程变形的关系式“023=---x yt zt t ”。在解法二中,以问题已知元素或条件为“元件”,数学中的某些关系式为“支架”,在思维中构造了一种新的“建筑物”这种方法有一定的普遍意义。 在解题过程中思维的创造活动的特点是“构造”,我们称之为构造性思维,运用构造性思维解题的方法称为构造法,即为了解决某个数学问题,我们通过联想和化归的思想,人为地构造辅助图形、模型、方程、函数以帮助解决原来的问题,这样的解题方法,可以看作是构造解题。 早在公元前三百年左右,欧几里德为了证明素数有无穷多个,假设只有有限个素数n p p p p 321,,,而构造一个新素数121+n p p p ,从而证明了原命题。另外,古希腊人为了证明毕达哥拉斯学派的信条“万物皆为(有理数)”是不对的,构造一个边长为1的正方形,则它的对角线竟不是一个“有理数”。上述这些大概是数学史上最早采用构造法解题的例子吧。 所谓构造法,其实质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,从而使问题得以解决。构造法体现了数学发现的思想,因为解决问题同获得知识一样,首先需要感知它,要通过仔细地观察、分析,去发现问题的各个环节以及其中的联系,从而为寻求解法创造条件;构造法还体现了类比的思想,为了找出解题的途径,很自然地联系已有知识中与之类似的或与之相关的问题,从而为构造模型提供了参照对象;构造法还体现了化归的思想,把一个个零散的发现由表及里,由浅入深地集中和联系起来,通过恰当的方法加

高中数学常见思想方法总结

高中常见数学思想方法 方法一 函数与方程的思想方法 函数是中学数学的一个重要概念,它渗透在数学的各部分内容中,一直是高考的热点、重点内容.函数的思想,就是用运动变化的观点,分析和研究具体问题中的数量关系,建立函数特征,重在对问题的变量的动态研究,从变量的运动变化、联系和发展角度拓宽解题思路.方程的思想,是从问题的数量关系入手,运用数学语言将问题中的条件转化为数学模型(方程、不等式或方程与不等式的混合组),然后通过解方程(组)或不等式(组)来使问题获解. 函数与方程的思想在解题中的应用主要表现在两个方面:一是借助有关初等函数的性质,解有关求值、解(证)不等式、解方程以及讨论参数的取值范围等问题;二是在问题的研究中,通过建立函数关系式或构造中间函数,把所研究的问题转化为讨论函数的有关性质,达到化难为易,化繁为简的目的.有时,还实现函数与方程的互相转化、接轨,达到解决问题的目的. 【例1】 设等差数列{}n a 的前n 项的和为n S ,已知3121312,0,0a S S =><. (1)求公差d 的取值范围; (2)指出1S 、2S 、…、12S 中哪一个值最大,并说明理由. 【分析】 (1)利用公式n a 与n S 建立不等式,容易求解d 的范围;(2)利用n S 是n 的二次函数,将n S 中哪一个值最大,变成求二次函数中n 为何值时n S 取最大值的函数最值问题. 【解】(1) 由3a =12a d +=12,得到1a =12-2d , 所以12S =121a +66d =12(12-2d )+66d =144+42d >0, 13S =131a +78d =13(12-2d )+78d =156+52d <0. 解得:2437 d -<<-. (2)解法一:(函数的思想) n S =21115(1)(12)222 na n n d dn d n ++=+- =22 124124552222d d n d d ????????---- ? ????????????? 因为0d <,故212452n d ????-- ???????最小时,n S 最大.

巧用构造法解数学题

巧用构造法解数学题 作者:邱习常, 李福兴, QIU Xi-Chang, LI Fu-xing 作者单位:邱习常,QIU Xi-Chang(贺州学院教育科学系,广西,贺州,542800), 李福兴,LI Fu-xing(贺州学院数学系,广西,贺州,542800) 刊名: 中国西部科技 英文刊名:SCIENCE AND TECHNOLOGY OF WEST CHINA 年,卷(期):2009,8(8) 被引用次数:0次 相似文献(10条) 1.期刊论文李芝金构造法在数学竞赛中的应用-中国西部科技2009,8(21) 构造法是数学学习中重要的思想方法之一,也是训练学生发散思维,培养学生创造意识和创新思维的手段之一.在数学竞赛中有着广泛的应用,纵观每届数学竞赛都存在不同类型的数学问题应用构造的思想方法来解答及证明.本文通过构造函数、构造方程、构造图形、构造数列等思想方法举例说明构造法的应用.旨在探讨培养学生的解题思想方法,训练学生的思维,增强学生的思维的灵活性,开拓性和创造性. 2.期刊论文叶剑辉浅谈数学的美——构造法-黑龙江科技信息2009,""(22) 研究构造法与数学美,可以培养开拓型创造型人才,也能激发学生学习数学的兴趣.构造法是欣赏数学美的旋律,通过恰如其分的构造去体验、衬托数学美,数学美往往贯穿于构造法的整个过程. 3.期刊论文彭培年浅谈构造法在数学竞赛中的应用-科技信息(科学·教研)2007,""(31) 解决数学问题的方法很多,构造法是其中一种十分重要的基本方法.本文简明地指出了构造法的关键以及利用构造法解决数学问题应具有的观察问题、分析问题、联想、转化等能力.并将引入特殊例题来介绍构造法的妙用,为中学数学教学中渗透构造法提供一点参考. 4.学位论文黄加卫高中数学构造性方法的研究与实践2006 江泽民同志曾指出:“二十一世纪的竞争是人才的竞争,”这里的人才是指具有创造性思维的人才。而数学思想方法在数学创造性教育中处于十分关键的地位,所以对数学思想方法的辩证分析就成为成功地实践数学创造性教育的关键。在高中数学教学中,构造思想方法是一种富有创造性的数学思想方法,它充分渗透在归纳、类比等重要的数学方法之中。而由于在高中数学教学中,构造思想的渗透教学常蕴涵在构造法的解题教学之中,故本文的内容主要体现在构造法的研究领域上。具体来说,本文将重点阐述以下几个问题: 一、数学构造性方法研究综述。主要介绍了数学思想方法与构造思想方法的关系,构造思想与构造法两者之间的区别与联系,构造法的界定,国内外有关数学构造法的历史及研究现状,并对构造法解题中教师和学生各自的作用及一些困惑进行了阐述。 二、关于构造法的理论构建。首先阐明了构造法的两个理论基础,即建构主义理论与波利亚的解题思想;其次指明了构造思想方法在高中数学教学中的作用以及构造法解题的思维策略及生成途径;最后研究了构造法与模式识别解题策略、数学美这两者的辩证关系以及构造法在解题中的负迁移效应及其克服。 三、高中数学教学中构造思想的渗透及培养。首先说明了高中数学教学中构造思想渗透的几种方式,即如何在数学概念教学、定理和公式教学、解题教学、复习课教学以及研究性学习教学中渗透构造思想;其次阐述了高中数学教学中构造思想的几种常见的培养方法,即完善、发展学生已有的数学认知结构以及数学思维能力,培养学生数学语言的转译能力,提高学生的审美能力,培养学生的求简意识,培养学生敏锐的观察力,加强其它数学思想,特别是数形结合思想的运用,培养学生的创造性思维。 四、构造思想渗透教学的一次实验研究。在教学实践的基础上,笔者通过实验研究发现,构造思想的渗透教学对提高学生的思维水平以及创新能力有着较好的效果。它不但能加深学生对数学知识的理解和运用,有助于完善学生的认知结构,而且能使学生的学习方式发生变化,从而有利于学生数学知识的掌握及解决问题能力的培养。 本文最后根据前面研究与实践的结果,提出了若干有待于进一步研究的问题。 5.期刊论文何映定关于用构造法解数学题的一点探讨-中国科技博览2009,""(16) 根据题目的条件和结论,构造出几何图形、方程、代数式、函数、数列、多项式等寻求解题途径的方法,称之为构造法.构造法是中学数学一种重要的解题方法,虽然构造过程存在一定的难度,但是它对于培养学生的创新能力却是很有益处的.因此,在教学过程中要有意识地对学生进行这方面能力的引导和训练.下面,笔者通过构造法 (函数式) 数学题进行这方面知识的探讨. 6.期刊论文徐秋丽浅谈构造法在数学中的应用-长春师范学院学报(自然科学版)2004,23(4) 解决数学问题的方法有很多,构造法是其中的一种基本方法.本文通过实例介绍了几种构造法,简明的指出了构造法的关键以及利用构造法解决数学问题应具有观察问题、分析问题、联想、转化等能力. 7.期刊论文高长峰.段崇华例谈数学构造法解题的功能-硅谷2009,""(1) 当解决命题p遇到阻碍时,可以跳过思维定势,设想构造一个与命题p相关的新命题q,通过对命题q的研究达到解决命题的目的,这种处理问题的方法称之为构造法.构造法是一种精巧的数学方法,其策略具有非常规性,方法带有试探性,思维富有创造性.因此,构造法解题是数学中最富有活力的思想方法之一,而且具有还原、分解、简化及数形转化功能,对培养学生的创造性思维大有裨益. 8.期刊论文柳长青例说构造法对数学创新思维能力的培养-南宁师范高等专科学校学报2004,21(3) 创新教育是实施素质教育的有效突破口,是素质教育的具体化,而学科创新教育则以培养学生的创新能力为重点.本文试图通过对构造法在数学问题解决的分析,探讨培养学生的创新思维能力. 9.学位论文孙林坡中学数学竞赛中的构造性思想方法研究2009 数学奥林匹克竞赛在我国方兴未艾,许多相关人员对竞赛的诸多方面进行了深入的研究,好的思想、好的方法不断涌现。构造性思想方法在数学竞赛中从命题到解题都有着极其广泛的应用,然而,根据了解,真正系统深入研究的人则少之又少,对它进行一番深入的研究是很有价值的。鉴于这种现状,本文对构造性思想方法进行了研究。研究主要是通过对近30年来已发表文献的分析、对从事竞赛事业人员的调查访谈以及自己的亲身体验等方面进行的。 本研究分为五个部分:第一章对研究背景进行了分析,以及数学构造法在国内外研究的历史及现状,说明了研究的日的和意义、内容和方法。第二章对国际数学奥林匹克竞赛历史进行了一些简单的介绍,以及在我国的发展情况。第三章分析了构造思想与构造法的关系,找到了构造法解题的理论依据:一是建构主义理论,二是波利亚的解题思想,研究了构造法的意义、构造法的特征、构造的功能、构造法与数学美的辩证关系、以及构造思想与方法的培养等。第四章利用实例分别在初等数论、代数、几何、组合数学中的应用加以实证。第五章对构造法解题在教学、培训、学习中的培养、应用和注意事项提出了一些建议,以及需要进一步研究的方向。 10.期刊论文耿济.GENG Ji数学娱乐(四)——Nasik幻方的性质与构造法-海南大学学报(自然科学版)2009,27(2)

《小学数学与数学思想方法》读后感

《小学数学与数学思想方法》读后感 读完《小学数学与数学思想方法》这本书,对数学思想方法有了更系统和更全面的认识。知道了什么是数学思想,什么是数学方法,知道了数学思想与数学方法的内在联系与区别。知道数学思想是数学方法进一步提炼和概括,数学思想的抽象概括程度要高一些,而数学方法的操作性更强一些。人们实现数学思想往往要靠一定的数学方法,而人们选择的数学方法,又要以一定的数学思想为依据。由此可见,数学思想方法是数学的灵魂,那么,要想学好数学,用好数学,就要深入到数学的“灵魂深处”。 数学思想方法如此严重,从这本书中还知道了教师如何进行数学思想方法的教学: 重视思想方法目标的落实。 教师在备课撰写教学设计时,把数学思想方法作为与知识技能同等地位的目标呈现出来。而不是可有可无或者总是进行渗透,并利用动词进行描述和评价,使数学思想方法的教学目标落到实处。 2.在知识形成过程中体现数学思想方法。 现在的数学课堂教学中,很多教师精讲多练,急于把概念、公式、法则等知识传授给学生,然后按照考试的要 求进行训练,轻视了知识的形成过程。这样,既浪费了时间,又没有真正培养学生的思维能力、思想方法和学习兴趣,导致很多学生害怕数学。我曾经在讲《除法的初步认识—平均分》时,通过让学生动手操作引导他们经历知识的形成过程。读过这本书才知道自己忽略了数学思想方法的渗透,在这个教学过程中,教师可以引导学生感受从直观操作的详尽情境中抽象出除法概念的抽象思想,认识用除法符号表达的具有简洁性的符号化思想,体会用实物、图形帮助理解除法的具有直观性的数形结合思想,知道除法是一种严重的模型思想,体会在除法中商随着被除数、除数的变化而变化的函数思想。

初中数学方法大全之构造法

初中数学方法大全之构造法 构造法是数学中重要的解题方法,对于一些较繁难的数学问题时,用常规解法,或是无从下手,或是解题过程异常繁杂,这时,若能根据问题的特点,进行巧妙的换元,往往可以化繁为简,化难为易,收到事半功倍的功效。 一、以概念为框架构造 【例1】已知方程 20(0)ax bx c a ++=≠的两根之和为1S ,两根平方和为2S ,两根立方和为 2)x + 90 ,. ac bd B D Rt ABC Rt CDA AC CA Rt ABC Rt CDA a d b c =? ?∠=∠=???????=? ????==∽≌

三、从公式特征构造 【例3】已知x 、y 、z 、r 都为正数,且满足2222,x y z z x +==。 求证:xy=rz 。 【思路分析】此题中,题设222x y z +=与勾股定理的结论非常相似,故可以从构造勾股定理入手进行本题的研究。 证明:如图,构造Rt △ABC ,使AC =x ,BC =y ,斜边AB =z 。作CD ⊥AB 于D 。 由射影定理可知:2AC AD AB =?,则有: 性解决周长与面积的最大值,但这样一来,本题的计算量就很大,而且也较麻烦。换一个思路,以矩形的一组邻边所在的直线为坐标轴,利用函数思想来解决本题,会有意料之外的效果。 解:以AB 、AD 所在的直线为坐标轴,建立平面直 角坐标系xOy 。 根据题意有:(24,0),(0,12)P Q ,易得PQ 所在的直线解 析式为:1122 y x =-+。

设1(,12)(024)2M m m m - +≤≤,则136,602 MF m ME m =-=-。 ∴周长12()2(3660)1922 MF ME m m m =+=++-=-+ 面积211(36)(60)(6)217822MF ME m m m =?=+-=-++ ∴当m =0时,周长最大等于192m ; 当m =0时,面积最大等于2160m 2。 六、其它构造 【例6】在锐角三角形ABC 中,求作一个正方形DEFG ,使D 、E 都落在BC 边上,F 、G 分别落在AC 、AB 边上。 【思路分析】要想作出这样的正方形,确实有些困 难,我们可以把条件放宽:求作一个正方形,使其有三个 顶点落在两边上,这样的正方形就比较好作了,我们可以 马上作出一个这样的正方形1111D E FG 。 这个正方形可以成为本题的一个跳板吗?实际上,我们得到的这个正方形,可以利用位似去作出需要的正方形DEFG 。 解:(略) 在学习数学的过程中,我们会遇到很多这样的题:有些题目有着深厚的“几何背景”,这样的题我们可以恰当地构造出几何图形,以形助数;有些题目有着浓厚的“代数氛围”,我们可以适时地构造出代数模型,以数解形;有些题目有着深刻的“函数味道”,我们可以合理地以函数为框架进行构造。这样不但能够达到另辟蹊径,巧思妙解的目的,而且对培养创造性思维也有很大的帮助。

高考数学-构造法求数列通

高考数学-构造法求数列通项 型如a n+1=pa n +f(n) (p 为常数且p ≠0, p ≠1)的数列 (1)f(n)= q (q 为常数) 一般地,递推关系式a n+1=pa n +q (p 、q 为常数,且p ≠0,p ≠1)等价与 )1(11p q a p p q a n n --=-- +,则{p q a n --1}为等比数列,从而可求n a . 例1、已知数列{}n a 满足11 2a =,132 n n a a --=(2n ≥),求通项n a . 解:由132n n a a --= ,得111(1)2n n a a --=--,又11 2 10a -=≠, 所以数列{1}n a -是首项为12,公比为1 2 -的等比数列, ∴1 111 1(1)() 1()2 2 n n n a a -=---=+-. 练习:已知数列}{n a 的递推关系为121+=+n n a a ,且11=a ,求通项n a . 答案:12-=n n a . (2) f(n)为等比数列,如f(n)= q n (q 为常数) ,两边同除以q n ,得111+=++n n n n q a p q a q , 令n n n a b q = ,则可转化为b n+1=pb n +q 的形式求解. 例1、已知数列{a n }中,a 1=65,1 111()32 n n n a a ++=+,求通项n a . 解:由条件,得2 n+1a n+1=3 2(2 n a n )+1,令 b n =2 n a n , 则b n+1=32b n +1,b n+1-3=3 2 (b n -3) 易得 b n =3)32(341+--n ,即2 n a n =3)3 2 (341+--n , ∴ a n =n n 2 332+- . 练习、已知数列{}n a 满足1232n n n a a +=+?,12a =,求通项n a . 答案:3 1()222 n n a n =-. (3) f(n)为等差数列,如1n n a Aa Bn C +=++型递推式,可构造等比数列.(选学,注重记忆方法)

高中数学解题方法之构造法(含答案)

十、构造法 解数学问题时,常规的思考方法是由条件到结论的定向思考,但有些问题用常规的思维 方式来寻求解题途径却比较困难,甚至无从着手。在这种情况下,经常要求我们改变思维方 向,换一个角度去思考从而找到一条绕过障碍的新途径。 历史上有不少著名的数学家,如欧几里得、欧拉、高斯、拉格朗日等人,都曾经用“构 造法”成功地解决过数学上的难题。数学是一门创造性的艺术,蕴含着丰富的美,而灵活、 巧妙的构造令人拍手叫绝,能为数学问题的解决增添色彩,更具研究和欣赏价值。近几年来, 构造法极其应用又逐渐为数学教育界所重视,在数学竞赛中有着一定的地位。 构造需要以足够的知识经验为基础,较强的观察能力、综合运用能力和创造能力为前提, 根据题目的特征,对问题进行深入分析,找出“已知”与“所求(所证)”之间的联系纽带, 使解题另辟蹊径、水到渠成。 用构造法解题时,被构造的对象是多种多样的,按它的内容可分为数、式、函数、方程、 数列、复数、图形、图表、几何变换、对应、数学模型、反例等,从下面的例子可以看出这 些想法的实现是非常灵活的,没有固定的程序和模式,不可生搬硬套。但可以尝试从中总结 规律:在运用构造法时,一要明确构造的目的,即为什么目的而构造;二要弄清楚问题的特 点,以便依据特点确定方案,实现构造。 再现性题组 1、求证: 3 10910 22≥++=x x y (构造函数) 2、若x > 0, y > 0, x + y = 1,则4 2511≥???? ??+??? ??+ y y x x (构造函数) 3、已知01a <<,01b <<,求证: 22)1()1()1()1(22222222≥-+-+-+++-++b a b a b a b a (构造图形、复数) 4、求证:9)9(272≤-+x x ,并指出等号成立的条件。(构造向量) 5、已知:a>0、b>0、c>0 ,求证:222222c ac a c bc b b ab a ++≥+-++-当且仅当 c a b 111+=时取等号。(构造图形) 6 、求函数y = 再现性题组简解: 1、解:设)3(92 ≥+=t x t 则t t y t f 1)(2+==,用定义法可证:f (t )在),3[+∞上单调递增,令:3≤12t t < 则0)1)((11)()(2 1212122212121>--=+-+=-t t t t t t t t t t t f t f ∴310313)3(9 10322=+=≥++= f x x y

中考数学构造法解题技巧

构造法在初中数学中的应用 所谓构造法就是根据题设条件或结论所具有的特征和性质,构造满足条件或结论的数学对象,并借助该对象来解决数学问题的思想方法。构造法是一种富有创造性的数学思想方法。运用构造法解决问题,关键在于构造什么和怎么构造。充分地挖掘题设与结论的内在联系,把问题与某个熟知的概念、公式、定理、图形联系起来,进行构造,往往能促使问题转化,使问题中原来蕴涵不清的关系和性质清晰地展现出来,从而恰当地构造数学模型,进而谋求解决题目的途径。下面介绍几种数学中的构造法: 一、构造方程 构造方程是初中数学的基本方法之一。在解题过程中要善于观察、善于发现、认真分析,根据问题的结构特征、及其问题中的数量关系,挖掘潜在已知和未知之间的因素,从而构造出方程,使问题解答巧妙、简洁、合理。 1、某些题目根据条件、仔细观察其特点,构造一个"一元一次方程" 求解,从而获得问题解决。 例1:如果关于x的方程ax+b=2(2x+7)+1有无数多个解,那么a、b的值分别是多少? 解:原方程整理得(a-4)x=15-b ∵此方程有无数多解,∴a-4=0且15-b=0 分别解得a=4,b=15 2、有些问题,直接求解比较困难,但如果根据问题的特征,通过转化,构造"一元二次方程",再用根与系数的关系求解,使问题得到解决。此方法简明、功能独特,应用比较广泛,特别在数学竞赛中的应用。

3、有时可根据题目的条件和结论的特征,构造出方程组,从而可找到解题途径。 例3:已知3,5,2x,3y的平均数是4。 20,18,5x,-6y的平均数是1。求 的值。 分析:这道题考查了平均数概念,根据题目的特征构造二元一次方程组,从而解出x、y的值,再求出的值。 二、构造几何图形 1、对于条件和结论之间联系较隐蔽问题,要善于发掘题设条件中的几何意义,可以通过构造适当的图形把其两者联系起来,从而构造出几何图形,把代数问题转化为几何问题来解决.增强问题的直观性,使问题的解答事半功倍。 例4:已知,则x 的取值范围是()

高中数学解题思想方法大全

目录 前言 (2) 第一章高中数学解题基本方法 (3) 一、配方法 (3) 二、换元法 (7) 三、待定系数法 (14) 四、定义法 (19) 五、数学归纳法 (23) 六、参数法 (28) 七、反证法 (32) 八、消去法……………………………………… 九、分析与综合法……………………………… 十、特殊与一般法……………………………… 十一、类比与归纳法………………………… 十二、观察与实验法………………………… 第二章高中数学常用的数学思想 (35) 一、数形结合思想 (35) 二、分类讨论思想 (41) 三、函数与方程思想 (47) 四、转化(化归)思想 (54) 第三章高考热点问题和解题策略 (59) 一、应用问题 (59) 二、探索性问题 (65) 三、选择题解答策略 (71) 四、填空题解答策略 (77) 附录……………………………………………………… 一、高考数学试卷分析………………………… 二、两套高考模拟试卷………………………… 三、参考答案……………………………………

前言 美国著名数学教育家波利亚说过,掌握数学就意味着要善于解题。而当我们解题时遇到一个新问题,总想用熟悉的题型去“套”,这只是满足于解出来,只有对数学思想、数学方法理解透彻及融会贯通时,才能提出新看法、巧解法。高考试题十分重视对于数学思想方法的考查,特别是突出考查能力的试题,其解答过程都蕴含着重要的数学思想方法。我们要有意识地应用数学思想方法去分析问题解决问题,形成能力,提高数学素质,使自己具有数学头脑和眼光。 高考试题主要从以下几个方面对数学思想方法进行考查: ①常用数学方法:配方法、换元法、待定系数法、数学归纳法、参数法、消去法等; ②数学逻辑方法:分析法、综合法、反证法、归纳法、演绎法等; ③数学思维方法:观察与分析、概括与抽象、分析与综合、特殊与一般、类比、归纳 和演绎等; ④常用数学思想:函数与方程思想、数形结合思想、分类讨论思想、转化(化归)思 想等。 数学思想方法与数学基础知识相比较,它有较高的地位和层次。数学知识是数学内容,可以用文字和符号来记录和描述,随着时间的推移,记忆力的减退,将来可能忘记。而数学思想方法则是一种数学意识,只能够领会和运用,属于思维的范畴,用以对数学问题的认识、处理和解决,掌握数学思想方法,不是受用一阵子,而是受用一辈子,即使数学知识忘记了,数学思想方法也还是对你起作用。 数学思想方法中,数学基本方法是数学思想的体现,是数学的行为,具有模式化与可操作性的特征,可以选用作为解题的具体手段。数学思想是数学的灵魂,它与数学基本方法常常在学习、掌握数学知识的同时获得。 可以说,“知识”是基础,“方法”是手段,“思想”是深化,提高数学素质的核心就是提高学生对数学思想方法的认识和运用,数学素质的综合体现就是“能力”。 为了帮助学生掌握解题的金钥匙,掌握解题的思想方法,本书先是介绍高考中常用的数学基本方法:配方法、换元法、待定系数法、数学归纳法、参数法、消去法、反证法、分析与综合法、特殊与一般法、类比与归纳法、观察与实验法,再介绍高考中常用的数学思想:函数与方程思想、数形结合思想、分类讨论思想、转化(化归)思想。最后谈谈解题中的有关策略和高考中的几个热点问题,并在附录部分提供了近几年的高考试卷。 在每节的内容中,先是对方法或者问题进行综合性的叙述,再以三种题组的形式出现。再现性题组是一组简单的选择填空题进行方法的再现,示范性题组进行详细的解答和分析,对方法和问题进行示范。巩固性题组旨在检查学习的效果,起到巩固的作用。每个题组中习题的选取,又尽量综合到代数、三角、几何几个部分重要章节的数学知识。

高中数学七大基本思想方法讲解

高中数学七大基本思想方法讲解 第一:函数与方程思想 (1)函数思想是对函数内容在更高层次上的抽象,概括与提炼,在研究方程、不等式、数列、解析几何等其他内容时,起着重要作用 (2)方程思想是解决各类计算问题的基本思想,是运算能力的基础 高考把函数与方程思想作为七种重要思想方法重点来考查 第二:数形结合思想: (1)数学研究的对象是数量关系和空间形式,即数与形两个方面 (2)在一维空间,实数与数轴上的点建立一一对应关系 在二维空间,实数对与坐标平面上的点建立一一对应关系 数形结合中,选择、填空侧重突出考查数到形的转化,在解答题中,考虑推理论证严密性,突出形到数的转化 第三:分类与整合思想 (1)分类是自然科学乃至社会科学研究中的基本逻辑方法 (2)从具体出发,选取适当的分类标准 (3)划分只是手段,分类研究才是目的 (4)有分有合,先分后合,是分类整合思想的本质属性 (5)含字母参数数学问题进行分类与整合的研究,重点考查学生思维严谨性与周密性 第四:化归与转化思想 (1)将复杂问题化归为简单问题,将较难问题化为较易问题,将未解决问题化归为已解决问题

(2)灵活性、多样性,无统一模式,利用动态思维,去寻找有利于问题解决的变换途径与方法 (3)高考重视常用变换方法:一般与特殊的转化、繁与简的转化、构造转化、命题的等价转化 第五:特殊与一般思想 (1)通过对个例认识与研究,形成对事物的认识 (2)由浅入深,由现象到本质、由局部到整体、由实践到理论 (3)由特殊到一般,再由一般到特殊的反复认识过程 (4)构造特殊函数、特殊数列,寻找特殊点、确立特殊位置,利用特殊值、特殊方程 (5)高考以新增内容为素材,突出考查特殊与一般思想必成为命题改革方向 第六:有限与无限的思想: (1)把对无限的研究转化为对有限的研究,是解决无限问题的必经之路 (2)积累的解决无限问题的经验,将有限问题转化为无限问题来解决是解决的方向 (3)立体几何中求球的表面积与体积,采用分割的方法来解决,实际上是先进行有限次分割,再求和求极限,是典型的有限与无限数学思想的应用 (4)随着高中课程改革,对新增内容考查深入,必将加强对有限与无限的考查 第七:或然与必然的思想: (1)随机现象两个最基本的特征,一是结果的随机性,二是频率的稳定性 (2)偶然中找必然,再用必然规律解决偶然 (3)等可能性事件的概率、互斥事件有一个发生的概率、相互独立事件同时发生的概率、独立重复试验、随机事件的分布列、数学期望是考查的重点 第一:函数与方程思想 (1)函数思想是对函数内容在更高层次上的抽象,概括与提炼,在研究方程、不等式、数列、

数列构造法 (2)

构造法求数列的通项公式 在数列求通项的有关问题中,经常遇到即非等差数列,又非等比数列的求通项问题,特别是给出的数列相邻两项是线性关系的题型,在老教材中,可以通过不完全归纳法进行归纳、猜想,然后借助于数学归纳法予以证明,但新教材中,由于删除了数学归纳法,因而我们遇到这类问题,就要避免用数学归纳法。这里我向大家介绍一种解题方法——构造等比数列或等差数列求通项公式。 构造法就是在解决某些数学问题的过程中,通过对条件与结论的充分剖析,有时会联想出一种适当的辅助模型,以此促成命题转换,产生新的解题方法,这种思维方法的特点就是“构造”.若已知条件给的是数列的递推公式要求出该数列的通项公式,此类题通常较难,但使用构造法往往给人耳目一新的感觉. 供参考。 1、构造等差数列或等比数列 由于等差数列与等比数列的通项公式显然,对于一些递推数列问题,若能构造等差数列或等比数列,无疑是一种行之有效的构造方法. 例1设各项均为正数的数列的前n项和为S n ,对于任意正整数n ,都有等式:成立,求的通项a n. 解:,∴ ,∵,∴. 即是以2为公差的等差数列,且. ∴ 例2数列中前n项的和,求数列的通项公式. 解:∵ 当n≥2时, 令,则,且 是以为公比的等比数列, ∴. 2、构造差式与和式 解题的基本思路就是构造出某个数列的相邻两项之差,然后采用迭加的方法就可求得这一数列的通项公式. 例3设是首项为1的正项数列,且,(n∈N*),求数列的通项公式a n. 解:由题设得. ∵,,∴. ∴ .

. 例4数列中,,且,(n∈N*),求通项公式a n. 解:∵ ∴(n∈N*) 3、构造商式与积式 构造数列相邻两项的商式,然后连乘也是求数列通项公式的一种简单方法. 例5数列中,,前n 项的和,求. 解: , ∴ ∴ 4、构造对数式或倒数式 有些数列若通过取对数,取倒数代数变形方法,可由复杂变为简单,使问题得以解决. 例6设正项数列满足,(n≥2).求数列的通项公式. ,设,则 解:两边取对数得:, ,,, ∴ 例7已知数列中,,n≥2时,求通项公式. 解:∵,两边取倒数得. 可化为等差数列关系式. ∴ .

高中数学核心方法:构造法

高中数学核心方法:构造法 构造法,顾名思义是指当解决某些数学问题使用通常方法按照定向思维难以解决问题时,应根据题设条件和结论的特征、性质,从新的角度,用新的观点去观察、分析、理解对象,牢牢抓住反映问题的条件与结论之间的内在联系,运用问题的数据、外形、坐标等特征,使用题中的已知条件为原材料,运用已知数学关系式和理论为工具,在思维中构造出满足条件或结论的数学对象,从而,使原问题中隐含的关系和性质在新构造的数学对象中清晰地展现出来,并借助该数学对象方便快捷地解决数学问题的方法。 历史上有不少著名的数学家,如欧几里得、欧拉、高斯、拉格朗日等人,都曾经用“构造法”成功地解决过数学上的难题。数学是一门创造性的艺术,蕴含着丰富的美,而灵活、巧妙的构造令人拍手叫绝,能为数学问题的解决增添色彩,更具研究和欣赏价值。近几年来,构造法极其应用又逐渐为数学教育界所重视,在数学竞赛中有着一定的地位。 构造需要以足够的知识经验为基础,较强的观察能力、综合运用能力和创造能力为前提,根据题目的特征,对问题进行深入分析,找出“已知”与“所求(所证)”之间的联系纽带,使解题另辟蹊径、水到渠成。 用构造法解题时,被构造的对象是多种多样的,按它的内容可分为数、式、函数、方程、数列、复数、图形、图表、几何变换、对应、数学模型、反例等,从下面的例子可以看出这些想法的实现是非常灵

活的,没有固定的程序和模式,不可生搬硬套。但可以尝试从中总结规律:在运用构造法时,一要明确构造的目的,即为什么目的而构造;二要弄清楚问题的特点,以便依据特点确定方案,实现构造。 下面,我们通过几个例题,来简单看一下高中阶段几种常见的构造法。 例1.(构造函数)已知三角形的三边长分别为,,a b c ,且m 为正数,求证:a b c a m b m c m +>+++ 解:构造函数()1x m f x x m x m = =-++,则()f x 在()0+∞,上是增函数。 0a b c +>> ,()()f a b f c ∴+>。 ()()()()a b a b a b f a f b f a b f c a m b m a b m a b m a b m ++= +>+==+>++++++++ a b c a m b m c m ∴+>+++ 例2.(构造距离)求函数 ()f x =的最小值。 解:()f x =其几何意义是平面内动点(),0P x 到两定点()()1,4,3,2M N --的距离之和,当 ,,P M N 三点共线时距离之和最小为MN ==即() f x 的最小值为。 例3.(构造直线斜率)求函数()sin cos 3x f x x =- 的值域。 解:构造动点()cos ,sin P x x 与定点()3,0Q 的连线的斜率,而动点P 的轨迹为单位圆。

小学数学中常见的几种数学思想方法

小学数学中常见的几种数学思想方法 我们的教学实践表明:小学数学教育的现代化,主要不是内容的现代化,而是数学思想及教育手段的现代化,加强数学思想的教学是基础数学教育现代化的关键。所谓数学思想,是指人们对数学理论与内容的本质认识,它直接支配着数学的实践活动。所谓数学方法,是指某一数学活动过程的途径、程序、手段。数学思想是数学方法的灵魂,数学方法是数学思想的表现形式和得以实现的手段。以上合称为数学思想方法。一、小学数学教学中渗透数学思想方法的必要性小学教学教材是数学教学的显性知识系统,数学思想方法是数学教学的隐性知识系统。许多重要的法则、公式,教材中只能看到漂亮的结论,许多例题的解法,也只能看到巧妙的处理,而看不到由特殊实例的观察、试验、分析、归纳、抽象概括或探索推理的心智活动过程。虽然数学知识本身是非常重要的,但是它并不是唯一的决定因素,真正对学生以后的学习、生活和工作长期起作用,并使其终生受益的是数学思想方法。因此,向学生渗透一些基本的数学思想方法,是数学教学改革的新视角,是进行数学素质教育的突破口。二、在小学数学课堂中如何运用数学思想方法 1.符号思想用符号化的语言(包括字母、数字、图形和各种特定的符号)来描述数学的内容,这就是符号思想。符号思想是将复杂的文字叙述用简洁明了的字母公式表示出来,便于记忆,便于运用。把客观存在的事物和现象及它们相互之间的关系抽象概括为数学符号和公式,有一个从具体到表象再抽象的过程。在数学中各种量的关系,量的变化以及量与量之间进行推导和演算,都是用小小的字母表示数,以符号的浓缩形式来表达大量的信息。例1:“六一”联欢会上,小明按照3个红气球、2个黄气球、1个蓝气球的顺序把气球串起来装饰教室。你能知道第24个气球是什么颜色的吗?解决这个问题可以用书写简便的字母a、b、c分别表示红、黄、蓝气球,则按照题意可以转化成如下符号形式:aaabbc aaabbc aaabbc……从而可以直观地找出气球的排列规律并推出第24个气球是蓝色的。这是符号思想的具体体现。 2.化归思想化归思想是数学中最普遍使用的一种思想方法,其基本思想是:把甲问题的求

数学思想方法构造法

构造法 构造法,顾名思义是指当解决某些数学问题使用通常方法按照定向思维难以解决问题时,应根据题设条件和结论的特征、性质,从新的角度,用新的观点去观察、分析、理解对象,牢牢抓住反映问题的条件与结论之间的内在联系,运用问题的数据、外形、坐标等特征,使用题中的已知条件为原材料,运用已知数学关系式和理论为工具,在思维中构造出满足条件或结论的数学对象,从而,使原问题中隐含的关系和性质在新构造的数学对象中清晰地展现出来,并借助该数学对象方便快捷地解决数学问题的方法。 历史上有不少著名的数学家,如欧几里得、欧拉、高斯、拉格朗日等人,都曾经用“构造法”成功地解决过数学上的难题。数学是一门创造性的艺术,蕴含着丰富的美,而灵活、巧妙的构造令人拍手叫绝,能为数学问题的解决增添色彩,更具研究和欣赏价值。近几年来,构造法极其应用又逐渐为数学教育界所重视,在数学竞赛中有着一定的地位。 构造需要以足够的知识经验为基础,较强的观察能力、综合运用能力和创造能力为前提,根据题目的特征,对问题进行深入分析,找出“已知”与“所求(所证)”之间的联系纽带,使解题另辟蹊径、水到渠成。 用构造法解题时,被构造的对象是多种多样的,按它的内容可分为数、式、函数、方程、数列、复数、图形、图表、几何变换、对应、数学模型、反例等,从下面的例子可以看出这些想法的实现是非常灵活的,没有固定的程序和模式,不可生搬硬套。但可以尝试从中总结规律:在运用构造法时,一要明确构造的目的,即为什么目的而构造;二要弄清楚问题的特点,以便依据特点确定方案,实现构造。 下面,我们通过几个例题,来简单看一下高中阶段几种常见的构造法。 例1.(构造函数)已知三角形的三边长分别为,,a b c ,且m 为正数,求证:a b c a m b m c m +>+++ 解:构造函数()1x m f x x m x m ==-++,则()f x 在()0+∞,上是增函数。 0a b c +>> ,()()f a b f c ∴+>。 ()()()()a b a b a b f a f b f a b f c a m b m a b m a b m a b m ++= +>+==+>++++++++ a b c a m b m c m ∴+>+++ 例2.(构造距离)求函数()f x =的最小值。

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