唐吉忠
【摘 要】隨著新課改不斷深入,對(duì)高中生的能力也提出了越來(lái)越高的要求。因此,高中數(shù)學(xué)教師除了要針對(duì)學(xué)生進(jìn)行數(shù)學(xué)題訓(xùn)練,還應(yīng)該積極轉(zhuǎn)變他們的思維,也就是運(yùn)用一類問(wèn)題的性質(zhì)來(lái)解決另一類問(wèn)題。其中,構(gòu)造法就能夠?qū)ⅰ拔粗绷哭D(zhuǎn)化成“已知”量,從而不僅有助于學(xué)生解決數(shù)學(xué)問(wèn)題,而且還培養(yǎng)了他們的觀察、分析和創(chuàng)造能力?;诖?,本文重點(diǎn)分析了構(gòu)造法在高中數(shù)學(xué)解題中的有效應(yīng)用。
【關(guān)鍵詞】構(gòu)造法;高中數(shù)學(xué)解題;應(yīng)用
【中圖分類號(hào)】G633.6? 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A? 【文章編號(hào)】1671-8437(2019)28-0156-02
1? ?構(gòu)造方程(組)
方程主要用來(lái)表示兩個(gè)存在相等關(guān)系的數(shù)學(xué)式,是一個(gè)包含未知數(shù)的等式,二者之間常常使用等號(hào)“=”連接。方程無(wú)須以逆向思維進(jìn)行思考,可以直接列出含有未知數(shù)的等式。
方程構(gòu)造法是高中數(shù)學(xué)解題中的一種常用方法。另外,方程還是高中數(shù)學(xué)中的一個(gè)重要解題思想,往往能夠同函數(shù)相結(jié)合,按照問(wèn)題條件中的數(shù)量關(guān)系來(lái)構(gòu)建等量方程。然后,再分析此方程中的未知數(shù)關(guān)系,并運(yùn)用已知數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)轉(zhuǎn)換,從根本上處理抽象問(wèn)題,這不僅充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)積極性,而且還能夠大大提高學(xué)生的解題質(zhì)量和速度。除此之外,采用方程構(gòu)造法進(jìn)行解題的過(guò)程中,還有助于提高高中生的觀察和思維
能力。
例1:已知(z-x)2-4(x-y)(y-z)=0,證明x,z,y是等差數(shù)列。
解題思路:實(shí)際上,證明此道題的方法較多。其中,構(gòu)造法既是一種最簡(jiǎn)便的解題方法,同時(shí)還是學(xué)生比較喜歡采用的一種方法。當(dāng)他們發(fā)現(xiàn)等式右邊為0時(shí),較易將其同一元二次方程中判定根的方法相結(jié)合。因此,學(xué)生可以列出一個(gè)關(guān)于(z-x)2-4(x-y)(y-z)作為判別式的方程,這一方程是(x-y)t2+(z-x)t+(y-z)=0,接著,列出Δ=(z-x)2-4(x-y)(y-z)=0,因此,構(gòu)建出的方程含有一對(duì)相等實(shí)根。由于(x-y)+(z-x)+(y-z)=0,因此,兩
個(gè)實(shí)根均是t=1。按照韋達(dá)定理可以得出,t2=,從而得出了2y=z+x,因此,x,z,y為等差數(shù)列。
例2:已知a,b,c是實(shí)數(shù),假設(shè)(a+c)(a+b+c)<0,求證:(b-c)2>4a(a+b+c)。
解題思路:根據(jù)需要證明的不等式可以聯(lián)想到b2-4ac這個(gè)一元二次方程根的判別式,從而構(gòu)建出f(x)=ax2+(b-c)x+(a+b+c),因此,只需證明方程f(x)=0有兩根,或f(x)與x軸相交就可以。當(dāng)a=0時(shí),根據(jù)已知條件可以得出b≠c,相反,要是b=c,c(b+c)<0<=>2b2<0不成立。當(dāng)a≠0時(shí),假定f(x)=ax2+(b-c)x+(a+b+c),由于f(0)=a+b+c,f(-1)=2(a+c),加之(a+c)(a+b+c)<0,因此,f(0)·f(-1)<0,因此,f(x)圖像與x軸相交,最后得出(b-c)2>4a(a+b+c)。
由此可見,方程構(gòu)造法在高中數(shù)學(xué)解題過(guò)程中的應(yīng)用,既能夠減少數(shù)學(xué)題的難度,同時(shí)還提升了學(xué)生的思維能力以及學(xué)習(xí)效率。
2? ?構(gòu)造函數(shù)
在高中數(shù)學(xué)解題教學(xué)的過(guò)程中,教師的主要教學(xué)任務(wù)就是培養(yǎng)學(xué)生的解題思想。事實(shí)上,數(shù)學(xué)問(wèn)題均包含了函數(shù)思想。因此,在解決代數(shù)和幾何等數(shù)學(xué)問(wèn)題的過(guò)程中,要是能夠把有關(guān)問(wèn)題重新構(gòu)造成函數(shù)問(wèn)題,就可以節(jié)約大量解題時(shí)間,既培養(yǎng)了學(xué)生的數(shù)學(xué)思維和創(chuàng)新能力,同時(shí)還激發(fā)出了他們的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)熱情。
例3:在x∈(0,+∞)這區(qū)間內(nèi),證明x>ln(1+x)。
解題思路:設(shè)g(x)=x-ln(1+x)。由x∈(0,+∞),因此,g'(x)=1-,而且在此區(qū)間內(nèi),x+1一直比1大,因
此,一直比1小,為此,g'(x)一直比0大。還由于g(x)在x=0處連續(xù),因此,在(0,+∞)這一區(qū)間內(nèi),g(x)為增函數(shù)。從而得出g(x)>g(0)=0。x-ln(1+x)>0,最終得出結(jié)論:x>ln(1+x)。
例4:已知函數(shù)f(x)的定義域是R,f(0)=2,x∈任意R,f(x)+f’(x)>1,求證:不等式ex·f(x)>ex+1的解集。
解題思路:首先,采用構(gòu)造法構(gòu)造函數(shù)g(x)=ex·f(x)-ex,然后再按照問(wèn)題條件,通過(guò)移項(xiàng)合并,得出g’(x)=ex·(f(x)+f’(x))-ex>0,所以,g(x)是R上的增函數(shù)。另外,根據(jù)已知條件還能夠得出,g(0)=e0·f(0)-e0=1,因此,g(x)>g(0),最后得出結(jié)論x>0,從而求得x的解集是{x∈R,x>0}。
采用函數(shù)構(gòu)造法解決數(shù)學(xué)問(wèn)題不僅清晰明了,而且還簡(jiǎn)單易懂,除此之外,還具有較強(qiáng)的靈活性。因此,對(duì)其加以應(yīng)用時(shí),一定要有針對(duì)性地進(jìn)行構(gòu)造,緊扣解題
目標(biāo)[1]。
3? ?構(gòu)造圖形
大量高中數(shù)學(xué)教學(xué)實(shí)踐表明,大多數(shù)高中生都不喜歡學(xué)習(xí)理論知識(shí),這主要是由于數(shù)學(xué)理論比較抽象難懂,從而限制了學(xué)生的思維。然而,讓學(xué)生結(jié)合問(wèn)題條件將相應(yīng)的圖形畫出來(lái),卻有助于他們深入理解題干,還能夠充分調(diào)動(dòng)起他們的學(xué)習(xí)積極性。由于圖像能夠使學(xué)生產(chǎn)生一種直觀體驗(yàn),因此圖形構(gòu)造法是解決數(shù)學(xué)問(wèn)題的一種有效方法[2]。
例5:已知α、β、γ均為銳角,cos2α+cos2β+cos2γ=1,求證:tanαtanβtanγ≥2。
解題思路:高中生看到三角函數(shù)就較易將其同長(zhǎng)方體中的對(duì)角線和棱組成角的有關(guān)性質(zhì)相結(jié)合,基于此,高中生可以構(gòu)建出相應(yīng)的三角形。并分別設(shè)長(zhǎng)方體的長(zhǎng)、寬、高為a、b與c,并且在點(diǎn)B相交的三條棱與對(duì)角線BD1間的夾角分別為α、β和γ。所以,可以將之前的三角不等式變換成適當(dāng)?shù)拇鷶?shù)不等式,最后得出結(jié)論:tanαtanβtanγ≥2。
4? ?結(jié)語(yǔ)
綜上所述,高中生在學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識(shí)的過(guò)程中,倘若根據(jù)思維定式難以探究解題思路與方法時(shí),可以針對(duì)不同的數(shù)學(xué)問(wèn)題采用相應(yīng)的構(gòu)造法,以此來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)造意識(shí),從而有助于提高他們現(xiàn)有的解題能力。其中,函數(shù)、方程、圖形和模型構(gòu)造法均屬于高中數(shù)學(xué)解題過(guò)程中的常用方法,這些構(gòu)造法能夠幫助學(xué)生探究出合適的解題思路與方法。由此可見,針對(duì)構(gòu)造法在高中數(shù)學(xué)解題中的運(yùn)用展開深入研究顯得十分必要。
【參考文獻(xiàn)】
[1]馮旭明.淺談構(gòu)造法在高中數(shù)學(xué)解題中的應(yīng)用[J].數(shù)理化解題研究,2017(7).
[2]何憶捷,熊斌.中學(xué)數(shù)學(xué)中構(gòu)造法解題的思維模式及教育價(jià)值[J].數(shù)學(xué)教育學(xué)報(bào),2018(2).