高中数学核心方法:构造法
高中数学构造法求解题技巧

高中数学构造法求解题技巧高中数学构造法是一种解题思路和技巧,它通过构造适当的数学结构,使得问题的求解变得更加简单明了。
构造方法在高中数学中应用广泛,可以用于解决各类题型,包括代数题、几何题、概率题等等。
一、构造法的基本思想构造法是一种通过建立合适的数学结构,简化问题的解决方法和步骤的思想。
通过构造一些符合题意的数学对象,我们可以发现一些规律,从而提供问题的解答方式。
二、构造法的常见技巧1.构造等差数列或等比数列在解决一些代数问题时,我们可以尝试构造一个等差数列或者等比数列。
通过构造这样的数列,我们可以找到其中的规律,从而解决问题。
2.构造图形在解决几何问题时,我们可以尝试构造一个与原图形相似或者关联的图形。
通过构造这样的图形,我们可以将复杂的几何问题简化为一些基本的几何性质,从而解决问题。
3.构造排列组合在解决一些概率问题和组合问题时,我们可以尝试构造排列组合。
通过构造排列组合,我们可以得到一些计算公式或者规律,从而解决问题。
4.构造方程组在解决一些代数问题时,我们可以尝试构造一个方程组。
通过构造这样的方程组,我们可以得到一些方程之间的关系,从而解决问题。
5.构造递推公式在解决一些数列问题时,我们可以尝试构造一个递推公式。
通过构造递推公式,我们可以找到数列中的规律,从而解决问题。
三、构造法的实例分析1.构造等差数列例题:有一些连续的整数,它们的和是45,这些整数中最小的是多少?解析:我们可以假设这些连续的整数的首项是x,公差是1,那么这些整数的和可以表示为:x+(x+1)+(x+2)+...+(x+n)=45。
通过求和公式,我们可以得到(x+45)/(n+1)=45,进一步化简得到x=15-n。
我们可以发现,当n=30时,x=15-n=0,此时连续整数中的最小值为0。
2.构造图形例题:在平面直角坐标系中,有一条线l过点(0, 0)和(1, 2),线l与x轴、y轴以及x=y共同围成一个三角形,求这个三角形的面积。
“构造法”的高中数学解题思路探索

“构造法”的高中数学解题思路探索摘要:构造法是一种传统的数学思想方法。
构造是给需要解决的问题提供一个框架。
框架的含义非常广泛,可以是一个图形、一个方程、一个函数或一种算法。
构造法运用的主要数学方法是化归,化归的目的是将一个不熟悉的问题A转化成熟悉的问题B,再解决问题。
基于此,本文章对“构造法”的高中数学解题思路探索进行探讨,以供相关从业人员参考。
关键词:构造法;高中数学;解题应用引言构造法就是根据数学问题条件或者结论的特征,以问题中的数学元素为“元件”,数学关系为“框架”构造出新的数学对象或者数学模型。
将抽象的问题具象化,使学生快速理解题目,从而有效提高学生的数学解题能力和课堂效率。
一、构造法的基本内涵根据对高中数学解题方法展开的大量实际调查研究能够知道,在解决高中数学问题的过程中,运用构造的思维和方法,能够在很大程度上降低数学题的难度。
对数学问题的题干进行梳理、对内容进行分析,结合新的函数、方法、图形等手段,将原本抽象、复杂、模糊的数学问题变得具体、简单、清晰,使学生通过解决多个简单的数学问题将一个复杂的数学问题有效解决,这就是构造发挥作用的具体流程。
在利用构造方法解决数学问题的过程中需要注意,构造出的数学函数、方法、图形等必须具备以下几个特点,第一,必须能够与原题之间保持有效的联系。
第二,必须保证构建出的函数、方法、图形具有的解题难度比原有解决方法的难度小。
第三,构造出的函数、方法、图形在周期性、奇偶性、单调性、值域等方面必须与题目相符,这样能够有效杜绝构造错误的情况发生。
第四,要结合题目的内容进行对应函数、方法、图形的构造。
除此之外,在进行函数、方法、图形构造的过程中还需要注意,要对命题的条件、结论、特点等进行分析,通过提取出其中的逻辑、构想等,依照题目条件进行重新组合,从而得出解题所需要的构造。
二、高中数学解题应用构造法应注意的情况首先,应注重对学生观察能力的培养。
构造法属于创新思维方法,需要学生在细致观察中灵活调用所学知识。
例谈“构造法”在高中数学解题中的应用

例谈 构造法 在高中数学解题中的应用曾㊀智(光泽县第一中学ꎬ福建南平354100)摘㊀要:高中数学新课程提出ꎬ高中数学的教学重点之一就是空间形式与数量关系ꎬ这两点数学知识是探讨研究自然规律与社会规律的基础工具.构造法ꎬ一方面ꎬ它是高中数学学习的一种重要方法ꎬ能够有效帮助学生理解空间形式与数量关系ꎻ另一方面ꎬ它也是培养学生 构造思维 的重要基础ꎬ是高中数学教育的关键之一.本文在此背景下ꎬ总结了在高中数学解题中应用 构造法 的原则ꎬ又进一步分类总结了具体应用 构造法 的解题案例ꎬ以期为我国高中数学教师开展 构造法 教学提供参考.关键词:构造法ꎻ高中数学ꎻ应用中图分类号:G632㊀㊀㊀文献标识码:A㊀㊀㊀文章编号:1008-0333(2024)03-0060-03收稿日期:2023-10-25作者简介:曾智(1984.1-)ꎬ男ꎬ福建省光泽人ꎬ本科ꎬ中学一级教师ꎬ从事高中数学教学研究.㊀㊀高中数学知识相对于初中而言难度更高ꎬ高中生在学习中不免会面临许多难以解决的问题ꎬ尤其是高中生本身解题经验较少ꎬ解题时常常会出现无法找到题目提供的各项条件与问题间的联系的情况ꎬ进而使解题变得十分艰难[1].这种情况一方面会导致学生解题效率降低ꎬ数学考试成绩下降ꎬ另一方面也会使学生长期承受较大的学习压力ꎬ导致对数学学习的兴趣降低ꎬ甚至抵触数学学习[2].此时ꎬ若学生掌握了 构造法 ꎬ则能够以新的角度审视难题ꎬ通过分析问题条件构造与题目本不相关的知识或模型ꎬ间接地解决难题[3].在这一过程中ꎬ高中生的数学思维能力与逻辑推理能力也得到了提高.因此ꎬ对 构造法 在高中数学解题中的应用进行研究ꎬ是具有一定的理论与现实价值的.1在高中数学解题中应用 构造法 的原则在高中数学解题中应用 构造法 是具有一定的原则的ꎬ其具体内容包括:相似性原则㊀在实际应用 构造法 进行解题时ꎬ需要仔细分析题目中提供的条件或题目本身特征ꎬ展开具有相似性的联想ꎬ进而构造出合理的数学对象ꎬ最终通过该数学对象完成数学解题[4].直观性原则㊀高中生在以 构造法 解题时ꎬ应遵循直观性原则ꎬ通过构造某种辅助解题的数学形式ꎬ使得题目中的条件与结论间形成直观的联系ꎬ进而快速地完成解题.熟悉化原则㊀这一原则指的是高中生在解题时应仔细分析题目的结构特征ꎬ并将其与自身熟悉的某种数学式㊁形㊁方程等进行对比ꎬ进而构造出能够与题目相对应的数学形式ꎬ从而解决问题[5].2应用 构造法 进行高中数学解题的案例应用 构造法 进行高中数学解题的重点在于:(1)应用 构造法 的目的ꎬ即想要通过该方法得到的结论是什么ꎻ(2)构造哪种数学形式才能实现应用 构造法 的目的.只有有效实现上述两个重点ꎬ高中生才能够应用 构造法 解决问题[6].本文通过展示几类高中数学常见问题的 构造法 解法ꎬ展示 构造法 的具体应用方法ꎬ如下所示.2.1 函数构造法 解题案例在高中数学学习中ꎬ函数是重点学习的内容之一ꎬ而在实际题目中ꎬ包含函数的题目往往还会与方06程㊁数列㊁图形等其他数学知识结合ꎬ使高中生解题难度增大.在这一类问题中应用 构造法 能够有效降低解题难度ꎬ进而加快学生解题速度[7].具体案例如下.案例1㊀求函数f(x)=lnx-x+1x-1ꎬ讨论f(x)的单调性ꎬ并证明f(x)有且仅有两个零点.解㊀f(x)的定义域为(0ꎬ1)ɣ(1ꎬ+¥)ꎬ因为fᶄ(x)=1x+2(x-1)2>0ꎬ则f(x)在0ꎬ1()和(1ꎬ+ɕ)这两个区间上单调递增.通过分析题意发现该函数有两个零点ꎬ因为f(e)=1-e+1e-1<0ꎬf(e2)=2-e2+1e2-1=e2-3e2-1>0ꎬ则f(x)在(1ꎬ+¥)有唯一零点x1ꎬ即f(x1)=0.又因为0<1x1<1ꎬ则f(1x1)=-lnx1+x1+1x1-1=-f(x1)=0.故f(x)在0ꎬ1()有唯一零点1x1.综上所述ꎬf(x)有且仅有两个零点.2.2 方程构造法 解题案例在 构造法 中ꎬ方程是一种较为常见的数学形式. 方程构造法 是高中数学解题中的常用方法之一ꎬ尤其是在函数相关题目的解题中.这种方法主要是通过分析题目中的数量关系或特征结构ꎬ构造出一组等量的关系式ꎬ并通过解析关系式找到题目中几个未知量间的关系ꎬ进而得到方程中包含的等量关系[8].具体案例如下.案例2㊀若a1ꎬa2ꎬa3ꎬa4均为非零的实数ꎬ且(a21+a22)a24-2a2(a1+a3)a4+a22+a23=0ꎬ证明四个非零实数中a1ꎬa2ꎬa3能够形成一个等比数列ꎬ且该数列的公比为a4.证明㊀分析题目可推导得出ꎬ在四个非零实数中ꎬa4这一非零实数是一元二次方程(a21+a22)x2-2a2(a1+a3)x+(a22+a23)=0的实数根ꎬ则可以推出关系式:ә=4a22(a1+a3)2-4(a21+a22)(a22+a23)=4(2a1a22a3-a21a23-a42)=-4(a22-a1a3)2ȡ0ꎬ因此ꎬ只有当a22-a1a3=0时ꎬ关系式才能成立ꎬ则可推导出a22=a1a3ꎬ同时由于题中表明a1ꎬa2ꎬa3均为非零实数.则可得出a1ꎬa2ꎬa3能够形成等比数列.且通过构造的求根公式可知a4=2a2(a1+a3)2(a21+a22)=a2(a1+a3)a21+a1a3=a2a1ꎬ则a4为该等比数列的公比.综上所述可以证明a1ꎬa2ꎬa3能够形成一个等比数列ꎬ且该数列的公比为a4.2.3 向量构造法 解题案例在高中数学的所有知识点中ꎬ向量的相关知识是教学与学习的重难点之一.在高中数学考试中ꎬ与这一知识点相关的题目大多相对简单ꎬ以选择题或填空题为主ꎬ但当这一知识点出现在解答题中时ꎬ常常与立体几何相联系ꎬ解题难度增加许多ꎬ对学生的数学能力要求也相对较高[9].应用 向量构造法 进行解题ꎬ能够引导高中生将日常学习的向量知识点与三角函数㊁复数㊁函数等知识点联系起来ꎬ进而更加轻松地解决问题ꎬ案例如下.案例3㊀已知cosA+cosB+cosC=sinA+sinB+sinC=0ꎬ求sin2A+sin2B+sin2C的值.解㊀设P(cosAꎬsinA)ꎬQ(cosBꎬsinB)ꎬR(cosCꎬsinC)为单位圆上的三个点ꎬ则根据题意可以推导得出O是әPQR的外心.由此可以得到关系式:OPң=(cosAꎬsinA)ꎬOQң=(cosBꎬsinB)ꎬORң=(cosCꎬsinC).因为cosA+cosB+cosC=sinA+sinB+sinC=0ꎬ则OPң+OQң+ORң=(cosA+cosB+cosCꎬsinA+sinB+sinC)=0ꎬ可以推导得出O是әPQR重心ꎬ也是әPQR的外心ꎬ则әPQR为正三角形.由此可得出关系式B=A+2π3+2kπꎬC=A-2π3+2kπꎬ则sin2A+sin2B+sin2C=sin2A+sin2A+2π3æèçöø÷+sin2A-2π3æèçöø÷=sin2A+sinAcos2π3+cosAsin2π3æèçöø÷2+sinAcos2π3-cosAsin2π3æèçöø÷216=sin2A+12sin2A+32cos2A=32综上所述可得ꎬsin2A+sin2B+sin2C=32.2.4 复数构造法 解题案例复数构造法 的应用ꎬ简单来说可以主要分为两类ꎬ一类题目本身就是复数问题ꎬ通过应用复数本身的性质就可以完成解题ꎻ另一类则是非复数问题ꎬ需要间接构造复数形式来完成解题[10].案例如下.案例4㊀求函数f(x)=(x-5)2+16+(x-1)2+4的最小值.证明:构造复数z1=5-x+4iꎬz2=x-1+2iꎬ则f(x)=z1+z2ȡz1+z2=4+6i=213.当z1=kz2ꎬ即5-x+4i=k(x-1)+2i[]时取等号ꎬ解得x=73ꎬ即x=73时ꎬf(x)有最小值213.2.5 图形构造法 解题案例数形结合思维是高中数学思维培养中的关键ꎬ这一思维的形成与 图形构造法 的应用有着密不可分的关系.应用 图形构造法 进行解题的案例具体如下所示.案例5㊀证明正弦两角和公式sin(α+β)=sinαcosβ+cosαsinβ.证明:如图1所示ꎬ在线段CD上任取一点Aꎬ以A为圆心ꎬ1为半径做圆弧分别过C点和D点ꎬ且和CD垂直的直线相交于点B与点Eꎬ令øBAC=αꎬøEAD=βꎬ则øBAE=π-(α+β)ꎬBC=sinαꎬAC=cosαꎬDE=sinβꎬAD=cosβ.图1㊀案例5证明示意图梯形BCDE=әABC+әADE+әABEꎬ考虑面积相等可得:12(sinα+sinβ)(cosα+cosβ)=12sinαcosα+12sinβcosβ+12ˑ12ˑsin(π-α-β)即(sinα+sinβ)(cosα+cosβ)=sinαcosα+sinβcosβ+sin(α+β)ꎬ展开整理得sin(α+β)=sinαcosβ+cosαsinβ即可得证.3结束语«普通高中数学课程标准»中提出ꎬ数学核心素养包含具有数学基本特征的思维品格和关键能力ꎬ是数学知识㊁技能㊁思想㊁经验及情感㊁态度㊁价值观的综合体现. 构造法 作为高中最常使用的数学思想方法之一ꎬ能够有效培养高中生的创造思维与创新意识ꎬ综合提升其数学学科思维ꎬ但目前我国高中生对于 构造法 的了解大多有限.本文探讨了 构造法 在高中数学解题中的应用ꎬ为 构造法 在我国高中的推广应用贡献力量.㊀参考文献:[1]吴玉辉.构造法在高中数学圆锥曲线解题中的应用[J].华夏教师ꎬ2021(35):31-32.[2]顾建华.基于 构造法 的高中数学解题思路探索[J].科学咨询(教育科研)ꎬ2020(10):166.[3]吴建文.构造法在高中数学教学中的应用[J].华夏教师ꎬ2019(19):40.[4]袁胜蓝ꎬ袁野.高中数学数列通项公式的几种求法[J].六盘水师范学院学报ꎬ2019ꎬ31(03):117-120.[5]杨丽菲.高中数学解题中应用构造法的实践尝试[J].科学大众(科学教育)ꎬ2018(12):7.[6]何婷.构造函数求解高中数学问题[J].科学咨询(科技 管理)ꎬ2018(06):144.[7]李正臣.高中数学解题中应用构造法之实践[J].科学大众(科学教育)ꎬ2018(02):34.[8]罗杰.分析高中数学三角函数的解题技巧[J].中国高新区ꎬ2017(22):102.[9]洪云松.高中数学圆锥曲线解题中构造法的使用[J].农家参谋ꎬ2017(13):160.[10]刘米可.构造函数法在高中数学解题中的应用[J].经贸实践ꎬ2016(23):226.[责任编辑:李㊀璟]26。
高中数学数列构造法讲解

高中数学数列构造法讲解
高中数学数列构造法是一种常用的数学分析方法,它可以帮助我们通过对数列的结构、变化规律及其特点等进行分析推导,理解数列的内在本质,从而解决问题。
首先,我们需要明确数列的定义,即数列是一组有序的数,每个数都是一定规律地从前一个数变化而来。
其次,构造数列时,我们要确定数列的元素,确定数列的有序规律,并通过对数列的初始值、变化规律等参数的推导,推断其他数列的变化特点。
接下来,我们要研究的是如何构造数列。
首先,要明确数列的变化规律,即每一项的变化规律。
比如,等差数列的变化规律是每一项减去前一项的结果为一定的常数,等比数列的变化规律是每一项乘以前一项的结果为一定的常数。
其次,我们要确定数列的初始值,即每一项变化的起始值。
若数列的变化规律已经确定,则可以从初始值出发,根据变化规律一步步推导出其他数列的变化特点。
接着,我们要根据数列的变化规律,推导出数列的参数,即每一项变化的参数,如等差数列的公差,等比数列的公比等。
最后,我们要求出数列的总和,确定数列的范围,计算出数列的各项之和,从而解决实际问题。
总之,通过高中数学数列构造法,我们可以通过分析数列的结构、变化规律及其特点等,从而解决实际问题,深入理解数列的内在本质。
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: 31091022≥++=x x y (构造函数) 2、若x > 0, y > 0, x + y = 1,则42511≥⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛+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ca b 111+=时取等号。
构造法在高中数学解题中的应用方法

构造法在高中数学解题中的应用方法构造法是一种常用的解题方法,在高中数学中有着广泛的应用。
它通过巧妙地构造一些数学对象或者利用某些数学性质,来解决问题。
下面将介绍构造法在高中数学解题中的常见应用方法。
1.构造图形构造图形是构造法的一种常见应用方法。
在解决几何问题时,我们可以通过构造一些特殊的图形,来辅助求解。
要证明一个角为直角,可以通过构造一个等腰直角三角形;要证明两条线段相等,可以构造两个相等的线段等等。
通过构造图形,我们可以更加直观地理解问题,并且根据构造出的特殊图形进行推理和证明。
2.构造等式构造等式是构造法的另一种常见应用方法。
在解决代数问题时,我们可以通过构造一些特殊的等式,利用等式的性质和关系来推导和求解。
要解方程组可以通过构造一个与原方程组等价的等式,从而利用等式的性质消去未知数。
又要证明两个多项式恒等,可以通过构造一个等式,使得等式两边的多项式进行运算后得到相同的结果。
通过构造等式,我们可以把复杂的问题转化为更简单的等式求解问题。
3.构造序列4.构造方法构造方法是构造法的一个重要应用。
在解决问题时,我们可以通过构造一种方法或者算法,来找到问题的解决思路。
要证明一个命题成立,可以通过构造一个反证法,假设命题不成立,然后推导出矛盾;要解决一个最优化问题,可以通过构造一个函数或者模型,然后利用函数的性质进行优化。
通过构造方法,我们可以建立问题与数学方法之间的联系,从而解决问题。
构造法是一种重要的解题方法,在高中数学中有着广泛的应用。
通过构造图形、构造等式、构造序列和构造方法等,我们可以更加直观地理解问题,利用数学性质和关系进行推理和证明,以达到解决问题的目的。
希望通过这些介绍,能够帮助到学生在高中数学中更好地运用构造法解题。
高中数学数列构造法

高中数学数列构造法高中数学中,数列是一种类似表格的形式,用来表示某个变量随着另一个变量的变化而变化。
它可以用来表示一组数据,也可以用来表示一般公式的变化,其中每一项都具有规律性。
构造一个数列,是一个过程,只有掌握了构造数列的方法和步骤,才能够推导出某个数列的相关关系。
一、列举法列举法是构造数列最简单的方法,就是一个一个列出多个项,形成一个数列。
在列举的过程中,我们可以使用等差数列、等比数列、定比数列等方法来构造,比如:例1:数列{1,3,5,7,9,11,13,15}这是一个等差数列,每一项都比上一项多2,因此这个数列的前两项是1和3,等差是2。
例2:数列{1,2,4,8,16,32,64,128}这是一个等比数列,每一项都是上一项的2倍,因此这个数列的前两项是1和2,公比是2。
二、公式法公式法是构造数列最常见的方法,也是最有效的方法,它可以很快速地找出数列中的每一项,只要找出数列的模式,就可以利用公式求出任意项的值。
比如:例1:数列:2,4,6,8,10,……这是一个等差数列,每一项都比上一项多2,因此这个数列的前两项是2和4,等差是2,可以用等差数列的公式表示,即a_n=a_1+(n-1)d,其中a_n表示数列的第n项,a_1表示数列的第一项,d表示数列的公差,因此数列可以表示为a_n=2+(n-1)×2。
例2:数列:3,9,27,81,243,……这是一个等比数列,每一项都是上一项的3倍,因此这个数列的前两项是3和9,公比是3,可以用等比数列的公式表示,即a_n=a_1r^(n-1),其中a_n表示数列的第n项,a_1表示数列的第一项,r表示数列的公比,因此数列可以表示为a_n=3×3^(n-1)。
三、递推法递推法是指根据已知结果,推算出未知结果的方法,根据给定的前两项,推算出后续项的值。
递推可以分为等差数列和等比数列,等差数列为每一项加上相同的数值,而等比数列则为每一项乘以相同的数值。
构造法在中学数学中的运用

构造法在中学数学中的运用1. 引言1.1 构造法的概念构造法是数学中一种重要的方法,它主要利用具体的图像或实例来解决问题。
通过构造法,我们可以通过建立几何图形、代数方程或概率模型等手段,来找到问题的解决方案或证明定理的方法。
构造法的核心思想是通过构建某种结构或模型,来揭示问题的本质或得到问题的答案。
在运用构造法时,我们需要具有一定的数学基础和逻辑思维能力,能够将抽象的概念具体化,通过各种图形、符号或模型来进行推理和证明。
构造法既可以用于解决几何问题,也可以用于证明数学定理,甚至可以在代数方程求解和概率统计中发挥作用。
通过构造法,我们可以更直观地理解和解决数学问题,提高数学思维和解题能力。
构造法的灵活性和实用性使其在数学教学中具有重要意义。
教师可以通过引导学生运用构造法来解决问题,培养学生的逻辑思维能力和创造力。
构造法在某些复杂的问题上可能存在局限性,需要结合其他数学方法进行分析和求解。
构造法是数学中一种重要的思维工具,对学生和教师都具有积极的意义。
1.2 构造法的重要性构造法是一种数学问题解决方法,其重要性不容忽视。
构造法在数学教学中能够培养学生的逻辑思维能力和创造力。
通过学习构造法,学生可以培养问题解决的能力,锻炼他们的思维方式。
构造法在解决实际问题中能够提供一种直观的解决思路。
许多数学问题或者实际生活中的问题可以通过构造法找到解决方法,这种方法更符合直觉,让人易于理解。
构造法在证明数学定理的过程中也有重要作用。
通过构造法,可以更清晰地展示问题的解决过程,从而使得数学定理的证明更加严谨和易懂。
构造法对于数学教学和解决数学及实际问题具有重要意义,不容忽视。
2. 正文2.1 构造法在解决几何问题中的运用构造法在解决几何问题中的运用是数学中一个重要且常用的方法。
它通过几何图形的方式来解决问题,通常通过画图、构造辅助线等方式来找到问题的解决方法。
构造法在几何问题中的运用可以帮助学生更直观地理解问题,并且提高他们的解题能力。
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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。
设直线PQ 的方程为()3y k x =-,即30kx y k --= 。
211,,844k k ≤∴≤∴-≤≤
即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: 31091022≥++=
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
1212122
212121>--=+-+=-t t t t t t t t t t t f t f
∴310313)3(910322=+=≥++=
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 +-=
2
2)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4πθ=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 ≤,。