例谈构造法在解题中的应用
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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。
构造法在高中数学解题中的应用方法一、引言高中数学是学生的重要学科之一,也是学生学习数理知识的基础。
在高中数学学习中,构造法是一种重要的解题方法,它可以帮助学生解决许多数学问题。
构造法是通过构造一些特定的对象或图形,从而找到问题的解决方法。
在高中数学解题中,构造法的应用方法非常丰富,可以帮助学生更好地理解和解决数学问题。
本文将介绍构造法在高中数学解题中的应用方法,以及一些常见的例题解析。
1. 定义法在解决高中数学问题中,构造法的一个重要应用方法是定性定义法。
通过定义一些特定的概念或对象,可以帮助学生更好地理解问题的本质,并找到解决问题的方法。
在解决平面几何问题时,可以通过定义某些特定的角度、线段或图形来简化问题,从而更容易找到解决方法。
2. 图形构造法3. 数学模型构造法4. 逻辑推理构造法5. 等价转化构造法三、构造法在高中数学解题中的实例分析1. 例题一已知正方体的一条对角线长为a,求其表面积和体积。
解析:通过构造正方体的一个侧面,可以将问题转化为求正方体的一个侧面的面积和一个侧面的体积。
然后通过等价转化构造法,可以将问题转化为求正方体的一个侧面的面积和一个侧面的体积。
然后通过数学模型构造法,可以构造一个函数模型,通过求导数的方法,可以求出正方体的一个侧面的面积和一个侧面的体积。
最后通过逻辑推理构造法,可以得出正方体的表面积和体积的表达式。
已知直角三角形ABC,AB=3,BC=4,求AC的长度。
解析:通过构造直角三角形ABC的三条边,可以得到等边三角形ABC。
然后通过图形构造法,可以求得等边三角形ABC的高和底边,并得到等边三角形ABC。
通过等价转化构造法,可以将问题转化为求等边三角形ABC的高和底边。
然后通过逻辑推理构造法,可以得出等边三角形ABC的高和底边的表达式。
最后通过数学模型构造法,可以构造一个函数模型,通过求导数的方法,可以求出等边三角形ABC的高和底边的值,从而求得AC的长度。
四、总结在学习高中数学过程中,学校应该更加重视构造法的教学,培养学生的数学思维和解题能力,提高他们解决数学问题的效率和准确性。
高中数学例谈构造法在解题中的应用 学法指导郭春明构造法是指根据题设条件和结论的特征、性质,从新的角度、用新的观点分析、解释对象,抓住反映问题的条件与结论之间的内在联系,用已知数学关系为“支架”,构架出满足条件或数学对象,使原问题隐晦不清的关系或性质在新构造的数学对象中清楚地展现出来,从而借助该数学对象解决数学问题。
本文就一些常见问题,谈谈如何根据所给问题的数学形式,利用构造法解决。
一、构造数列证明不等式例1 证明003.0100000099999914131211109<⨯⨯⨯⨯ 。
分析:此式左端比较繁杂,不易直接解决。
但观察其形式可构造另一数列与分子分母相互抵消,然后根据不等式性质,证明原不等式成立。
证明(简写):令100000099999914131211109x ⨯⨯⨯⨯=,构造999999999998151413121110y ⨯⨯⨯⨯= ,可知0<x<y ,所以10000009y x x 2=⋅<,从而有x<0.003原不等式得证。
注意:在推导过程中注意构造形式及是否符合题意,如y 中因子个数比x 少一个,恰好符合题意。
二、构造函数证明不等式例2 求证:20062006200520052006200620052005e e e e e e e e ----++<--。
分析:上式中涉及无理数e 所以不便求值。
观察不等式知各式分子与分母均为正数,所以原不等式与下不等式等价: 20062006200620062005200620052005ee e e e e e e ----+-<+- 因此可根据该不等式形式构造函数,再根据其单调性来证明。
证明:构造函数)(R x ee e e )x (f x x xx ∈+-=-- 因为1e 21e e e e )x (f x 2x x x x +-=+-=--知f(x)在R 上单调递增 又2005<2006所以)2006(f )2005(f <即20062006200520052006200620052005e e e e e e e e ---++<-- 注意:分式中分子、分母若不均正,则需根据不等式性质在变形中适当改变不等式方向,从而构造符合题意的等价不等式。
构造法在解数学题中应用较为广泛,适用于解答有关函数、方程、不等式、向量等题目.在解题遇到困难时,抓住条件与结论的内在联系,可尝试从新的视角寻找解题的思路,将一些看似无关的知识点关联起来,构造出新数学模型,借助构造法来解题,可使问题快速得解.运用构造法解题的关键,就在于冲破常规思维的束缚,将相关的知识点进行对比,开展联想,构造满足条件或结论的新数学模型.一、构造函数函数的图象、性质是解答高中数学问题的重要依据.函数具有许多特殊的性质,如函数的单调性、周期性、奇偶性等,函数的图象具有较强的直观性.借助函数的图象、性质能帮助我们快速寻找到解题的思路.在解题时,我们可以将问题与函数关联起来,通过对题设的分析联想到函数的图象、性质,将代数式进行适当的变形,构造出恰当的函数模型,再利用函数的图象、性质来解题.例1.设x,y∈R,(x-1)2013+2013()x-1=-1,且(y-2)2013+2013()y-2=1,求x+y的值.分析:我们仔细观察题目中式子的特点,可明显看出两个式子的形式、结构一致,可考虑从两者的形式上寻找解题的突破口.根据式子的形式、结构构造函数f(t )=t2013+2013t,而该函数为奇函数,则可利用奇函数的性质来建立关系式,求得x+y的值.解:设f()t=t2013+2013t,由已知可得f(x-1)=-1,f(y-2)=1,而f(-t)=(-t)2013-2013t=-(t2013+2013t)=-f(t),则函数f(t)为奇函数,由f'()t≥0,可得f()t为增函数,则f(x-1)=-f(y-2)=f(2-y),解得x+y=3.解答此类问题,关键在于从局部与整体两个角度观察代数式,明确它们之间的联系,通过构造函数来确定它们之间的关系.对于本题,我们通过巧妙构造函数f(t),便可使问题变得更加直观、简单.二、构造方程在解题时,仔细分析题目中的数量关系,找到其中的等量关系,或发现已知量与未知量间的关系,便可建立方程模型,然后借助熟悉的方程及其根、判别式、根与系数的关系来解题.在构造方程时,除了构造一些特殊的方程外,还可以通过挖掘题设中隐含的方程式,运用方程思想来进行求解.例2.已知x+y+z=5,xy+yz+zx=3,求z的最大值.分析:通过观察我们很容易看出,题目中的两个已知式子具有一定的相似性,于是寻找两个式子间的联系,对已知条件进行变形可得{x+y=5-z,xy=3-z(5-z),根据这两式的特征可联想到韦达定理,于是构造一元二次方程,利用一元二次方程的判别式来求z的最值,解:由题意可知{x+y=5-z,xy=3-z(x+y),即{x+y=5-z,xy=3-z(5-z),把x,y看作方程t2-()5-z t+()z2-5z+3=0的两根,则判别式∆=(5-z)2-()z2-5z+3≥0,即-3z2+10z+13≥0,解得-1≤z≤133.三、构造不等式不等式知识与诸多知识点联系紧密,相互融合.它是分析、解答数学问题的重要依据.在构造不等式时,将函数、方程、数列、解析几何等知识与不等式知识联系起来,可以帮助我们快速找到解题的思路.在解题时,可灵活运用不等式的性质,如传递性、对称性、加法单调性等来解题.例3.设a,b,c∈R+,求证:H=a b+c+b c+a+c a+b≥32.分析:将不等式变形可得H=a b+c+b c+a+ca+b=a2ab+ac+b2bc+ba+c2ca+cb,于是联想到柯西不等式的基本形式(a12b1+a22b2+⋯+an2bn)∙(b1+b2+⋯b n)≥(a1+a2+⋯+a n)2,便可构造新不等式,利用柯西不等式来证明结论成立.知识导航42解:H =a b +c +b c +a +c a +b =a 2ab +ac +b 2bc +ba+c 2ca +cb,由柯西不等式可得H =a 2ab +ac +b 2bc +ba +c 2ca +cb≥(a +b +c )2(ab +bc )+(bc +ba )+(ac +bc )=(a 2+b 2+c 2)+2(ab +bc +ac )2(ab +bc +ac )≥32.即不等式H =a b +c +b c +a +c a +b ≥23成立.四、构造向量向量是是数学中的一个重要模型,具有“数”与“形”的双重身份.在解题时,可通过分析题目条件,找到题设条件中包含或内隐的一些向量知识,在原有题目的基础上构造出新向量模型.再利用向量的数乘运算、加法运算、减法运算、数量积公式、向量的模公式等来进行向量运算,求得问题的答案.例4.已知a ,b ,x ,y ∈R ,且a 2+b 2=1,x 2+y 2=1,求证:ax +by ≤1.分析:通过观察所要求证的结论ax +by ≤1可发现,ax +by 可由两个向量的乘积构成,由此可联想到向量的乘法运算,于是构造向量(a ,b )与向量(x ,y ),将问题转化为向量问题来求解.解:设m =(a ,b ),n =(x ,y ),则ax +by =m ·n =a 2+b 2·x 2+y 2cos θ,而cos θ≤1,所以ax +by ≤1.通过构造向量,将不等式问题转化为向量问题求解,能使解题过程变得更加简便且运算简单,可以轻松证明不等式.构造法是解答数学问题的一种重要方法.运用构造法解题,不仅能提升解题的效率,还有助于培养同学们的创造性思维能力和发散性思维能力.在构造数学模型时,要学会观察、分析、比较,将问题与其他知识关联起来,由此及彼,由一般到特殊,联想到合适的数学模型.当采用常规思路解题受阻时,要敢于尝试,转换思路,从已有的信息出发大胆联想、大胆猜测.可变换、重组题目中的数据或条件,结合头脑中已有的知识,构造出恰当的数学模型,为解题做好铺垫.(作者单位:西华师范大学数学与信息学院)立体几何中的距离问题主要是求点到直线的距离、异面直线之间的距离、两个平面之间的距离、点到平面的距离等.此类问题侧重于考查点、线、面的位置关系以及简单几何体的特征结构,对同学们的逻辑推理能力和空间想象能力的要求较高.本文主要谈一谈解答立体几何中距离问题的两个“妙招”.一、通过空间向量运算求解有些立体几何中的距离问题较为复杂,采用常规方法求解较为困难,此时,我们可以通过空间向量运算来解题.首先根据几何体的结构特征建立合适的空间直角坐标系,或选择合适的基底,将各个点、线段用向量或基底表示出来,然后运用向量的加法、减法、数乘运算法则、数量积公式、模的公式等,合理开展向量运算,求得空间中点、线、面之间的距离.例题:如图1,在三棱柱ABC -A 1B 1C 1中,四边形ACC 1A 1为菱形,∠B 1A 1A =∠C 1A 1A =60°,AC =4,AB=2,平面ACC 1A 1⊥平面ABB 1A 1,Q 在线段AC 上移动,P 为棱AA 1的中点.若二面角B 1-PQ -C 1的平面角的余弦值为求点P 到平面BQB 1的距离.图1解题宝典43。
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。
应用“构造法”巧解数学问题例析河北省隆化县职业中学 曹瑞民(068150)构造法是初中数学的一种重要的数学方法,利用构造法可以巧妙的解决数学中的很多难题。
一、构造矛盾,巧证几何题例1、 求证:两条角平分线相等的三角形是等腰三角形。
证明:如图1,已知∆ABC ,BD 、CE 分别是ACB ABC ∠∠,的平分线。
BD=CE ,要证AB=AC 。
假设AB ,AC ≠不妨设AB>AC,则有ACB ∠>ABC ∠ A因而ACE ∠>ABD ∠构造ECF ∠=ABD ∠. F设CF 分别交AB 、BD 于G ,则CEF BFG ∆≈∆。
E G D 即BF :CF=BG :CE但BF>CF ∴BG>CE B C BD>BG ∴ BD>CE (图1)这显然与已知BD=CE 相矛盾,故AB ≠AC 的假设不成立,而必有AB=AC 。
二、构造对偶式,巧求非对称式的值例2、设x 21x 是方程x 2+5x +2=0的两根,不解方程;求21x x 的值。
分析:21x x 是非对称式,构造其对偶式12x x (即将21x x 中的2,1x x 互换位置)以后,组合成对称式再进行运算。
22124)5(2)(11,221212212122211221=--=-+=+=+∴==x x x x x x x x x x y y y x x y x x 则解:设即2y 2-21y +2=0,解之得 4175212,1±=y 三、构造方程,巧解几何最值问题例2、 如图2,平行四边形MNPQ 的一边在ABC ∆的边BC 上, A 另两个顶点分别在AB ,AC 上。
M H N 求证:平行四边形MNPQ 的面积的最大值为ABC ∆面积的一半。
分析:题设中出现两个相关图形——平行四边形,三角形;结论是证明面积最值问题,面积问题自然联想到作高AG , 与两个图形面积有关的元素有四个:MN 、HG 、BC 、AG 。
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数学解题方法,特别适用于几何问题的解决。
下面我们将介绍在
高中数学解题中构造法的应用方法。
一、构造辅助线:
1. 构造线段、角的等分线:通过构造等分线可以将原先复杂的形状简化为几个简单
的相等的部分,便于解题。
2. 构造三角形的高线、中线、角平分线:通过利用三角形的性质,可以确定三角形
的一些特殊线段,从而解题。
3. 构造平行线、垂直线:通过构造平行线和垂直线,可以得到一些等角关系、相似
三角形等,从而解题。
二、构造形状:
1. 构造圆、三角形、四边形:通过构造几何形状,可以利用其性质来解题。
2. 构造相似形:通过构造相似形状,可以利用相似三角形等性质来解题。
三、构造特殊点:
1. 构造重心、垂心、外心、内心:通过构造特殊点,可以利用它们的性质来解题。
2. 构造交点、中点:通过构造交点和中点,可以得到一些等分线段、等角关系等,
从而解题。
四、构造长度关系:
1. 构造比例关系:通过构造长度的比例,可以利用这些比例关系来解题。
2. 构造勾股定理:通过构造特殊的长度关系,可以利用勾股定理来解题。
构造法是一种灵活但有效的解题方法,在高中数学解题中应用广泛。
通过构造辅助线、形状、特殊点和长度关系等,可以利用它们的性质来解决各种几何问题。
在解题过程中要
善于观察和发现,合理运用构造法,提高解题的效率和准确性。
构造法在高中数学解题中的应用方法构造法是一种解决问题的方法,它主要是通过构造出一些特殊的例子或模型,来推导出问题的一般结论。
在高中数学中,构造法通常运用于解决代数、几何、概率等方面的问题。
以下是构造法在高中数学解题中的应用方法。
1. 代数问题在解决代数问题时,构造法常常要求我们构造出一些具有特殊性质的数,或者通过构造公式来实现目标。
例如,在解决求根式值的问题时,我们可以通过构造一些恰当的分母,使问题化简为有理式,然后再运用有理化技巧解决问题。
同时,在解决分式、数列、函数等问题时,构造法也常常发挥重要的作用。
例如,在求分式的极限时,我们可以通过构造一些满足特定条件的分式数列来逼近极限值;在证明柯西-施瓦茨不等式时,我们可以通过构造分母为1的分式来使不等式满足等号条件。
2. 几何问题在解决几何问题时,构造法常常要求我们构造一些特殊的图形,通过特殊图形的性质来推导出结论。
例如,在证明三角形边长之和大于第三边时,我们可以通过构造一条垂足线来将三角形划分成两个直角三角形,然后再应用勾股定理证明结论。
同时,在解决圆的性质、向量运算、解析几何等问题时,构造法也常常发挥重要的作用。
例如,在求圆心角所对的弧长、向量的模长、直线的方程等问题时,我们可以通过构造特殊的图形和向量来化简问题。
3. 概率问题在解决概率问题时,构造法常常要求我们构造一些概率模型,通过模型的性质来推导出结论。
例如,在求事件总概率时,我们可以通过构造一个具有完备事件的概率空间,然后应用加法原理求出事件总概率。
而在解决独立、互斥事件发生概率的问题时,我们可以通过构造一个特殊的随机事件集合,然后应用乘法原理和加法原理来求解。
总之,在高中数学解题过程中,构造法是一个非常有用的工具。
通过构造出一些特殊的数、图形、概率模型等,我们可以将原问题化为易于解决的子问题,从而实现解题的目的。
因此,掌握构造法的应用技巧对于提高数学解题能力和水平,具有重要的意义。
构造法在高中数学解题中的应用方法
构造法是一种在数学解题中常用的方法,它通过构造一些特殊的对象或者关系,来解决问题。
在高中数学中,构造法经常用于代数问题、几何问题、组合问题等各个领域的解题过程中。
下面我们将重点介绍构造法在高中数学解题中的应用方法。
1. 构造等式:当遇到代数式中有未知数的时候,可以通过构造等式的方式来求解。
已知一个三位数的百位数字等于个位数字的平方,十位数字加个位数字等于百位数字的平方,则可以设这个三位数为abc(其中abc分别表示百位、十位、个位数字),则可以得到以下两个方程:a=b^2,b+c=a^2。
通过解方程组,可以得到a=1,b=1,c=1,故该三位数为111。
2. 构造函数关系:当遇到函数的性质需要求证时,可以通过构造函数关系的方式来解决。
证明对于任意实数x,都有f(x)=f(x+1),可以构造一个以1为周期的函数
f(x)=sin(2πx),通过对任意实数x和x+1代入,可以证明f(x)和f(x+1)相等。
1. 构造特殊图形:当遇到几何问题需要求证时,可以通过构造一些特殊的图形来解决。
证明一个四边形是平行四边形,可以先构造一个与该四边形相似的平行四边形,再证明它们是全等的。
1. 构造排列组合关系:当遇到排列组合问题需要求解时,可以通过构造排列组合关系的方式来解决。
求从10个球中选出3个球的方案数,可以通过构造一个由10个球组成的数列,并在数列中标记出选中的球,再计算方案数。
构造法在高中数学解题中的运用摘要:文章分析了构造法应用的几点原则, 从构造方程、构造函数、构造复数以及构造图形四个方面展开了分析, 通过列举例题的形式帮助理解、熟练的应用构造法, 为我们今后学习数学奠定好基础。
关键词:高中; 数学解题; 构造法;数学是高中的一个基础学科, 相比初中数学来说, 高中数学知识的难度有所提升, 如何高效率完成习题求解是目前最为关键的问题。
构造法作为高中数学解题中的一种常见方法, 不但可以将抽象的数学问题具体化, 降低难度, 而且可以提高我们对于数学解题的积极性, 提升解题效率。
对于构造法在数学解题中的应用, 本文将展开如下分析。
1. 高中数学解题中的构造法1.1 概述应用构造法解答数学问题时, 往往被构造的对象比较多样化, 包括数、式、函数、方程、数列、复数、图形、图表、几何变换、对应、数学模型、反例等诸多内容, 关于这一点可以从具体的实例中体现。
解题过程中, 并没有固定的解题模式, 所以我们需要注意不能一味生搬硬套。
但是在实践中可总结如下规律:使用构造法求解数学问题, 首先要了解构造法根本目的;其次需要我们首先掌握数学问题的特征, 以此为依据明确解题方案, 最终迅速、准确的完成解题。
1.2 原则第一针对以抽象性见长的数学问题, 运用构造法解题能够使其更加直观的呈现, 减少解题时间, 提升解题效率[1]。
第二在教师的指引下, 我们可以快速转化问题, 保证问题创建与我们的知识水平相符。
因此, 应用构造法求解问题时, 必须要选择难度适中的习题, 否则对于我们解题能力的提升毫无助益。
第三为了能够确定与问题“相似结构”的原模型, 可以通过直觉以及化归等方法分析已知条件, 明确新问题, 从而快速完成习题求解。
2. 构造法在数学解题中的运用构造法即以原有题型为前提, 通过针对某一条件以及结论提出假设, 通过数学领域的相关理论、公式等构造与问题已知条件、结论要求相符的数学模型。