刍议高中数学解题中构造法的应用

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  【摘 要】构造法是指抓住已知条件与结论之间的内在关联,通过问题中的数据、外形、坐标等特征,将已知条件作为原材料,运用已经学过的数学关系式与数学理论,构造出一个全新的数学研究对象,进而使数学问题中隐藏的关系及数学属性浮出水面,最终达到解决数学问题的目的。该方法在高中数学解题当中得到普遍应用,不但提高了解题效率,而且也相对提高了解题准确率。本文围绕构造法在高中数学解题中的实际应用案例展开论述。
  【关键词】高中数学;解题;构造法;應用
  运用构造法能够解决高中数学中的函数、方程、数列等问题,它能够将抽象的数学问题变得形象,能够将复杂的数学关系变得简单,能够将繁杂无头绪的解题过程变得清晰,是一种特殊、高效、科学的解题方法。
  1   构造法在数列题型中的应用
  高中数学中的数列知识点在高考数学试卷当中占据着较大分值。求解数列的通项公式问题,给学生带来了诸多困扰。在面对这一题型中较为简单直观的问题时,学生通常运用求差法、求商法、叠乘法、递推公式、倒数法来求解通项公式,这样能够快速解出正确答案。但是,当解答一些较为复杂的求解通项公式问题时,这些常用方法的效果并不尽如人意。这时学生可以应用构造法,根据已知条件,构造出一个新的数列,从而使问题迎刃而解[1]。
  如这道数列题“已知a1=2,an+1=2an+3n+n,求an的通项公式。”对于这道数列题,如果运用构造法,首先应当构造一个新的数列,即an+1+m3n+1+x(n+1)+y=2(an+m3n+xn+y),将此数列展开,进一步进行化简,根据已知条件可以得到m=-1,x=1,y=1,所以an-3n+n+1=(a1-31+1+1)·2n-1=2n-1,所以an=3n+2n-1-n-1。由此可见,利用构造法解决求数列通项公式的问题,不仅使求解过程变得简单易懂,而且省略了大量的中间转换过程,能够达到事半功倍的解题效果。
  2   构造法在函数题型中的应用
  函数知识贯穿整个高中阶段的数学学习,是数学教师的教学重点,也是学生的学习难点。这主要是因为函数知识具有可变性,不但题型千变万化,而且应用的数学理论也复杂多变。为了降低函数问题的难度,提高解题速度,学生在解决相关函数问题时,可以借助于构造法来准确判断函数的单调性、奇偶性以及周期性特征,并且构造出一个简单的函数,将函数问题化繁为简,使问题得到有效解决。
  3   构造法在方程题型中的应用
  高中阶段的方程知识是数学知识点中的一项难点内容,不但题型复杂、计算量大,而且对学生逻辑推理能力的要求较高。如果采取常规的直接计算的方法,不仅难以求解出方程的根,而且往往一道题将占用学生大量的解题时间,久而久之,就会直接影响学生的数学成绩。因此在高中数学教学中,教师应当正确引导学生运用构造法,从而降低问题的难度,快速得到正确答案。
  4   构造法在几何题型中的应用
  代数与几何是高中数学的两大组成元素,在学习几何知识或者解决相关的几何题型时,学生会认为几何知识的学习和掌握难度相对较大。这主要是由于几何知识点中融入了各种各样的图形元素,学生在解决代数问题时,必须具有较强的图形分析能力。因此,如果在解决几何题型时,能够引入构造法,重新构造出一个形象化、具体化的几何图形,将对学生解决复杂的几何问题大有帮助[2]。如这道题“求出cos25°+cos210°-2cos5°cos10°cos215°的值。”当面对这道题型时,学生容易被题干给出的已知条件所误导,直接运用余弦定理进行求解。实际上根据几何知识中的角与边的关系,该问题也涉及正弦定理。因此,可以利用构造法,构造出一个三角形,并且令∠A=85°,∠B=80°,∠C=15°,然后根据这个构造出的三角形,得到,从这道题可以看出,学生在面对类似的几何题型时,首先应当考虑构造一个新的几何图形的方法,将抽象化、不易于理解的题设条件转化为直观的几何图形,进而学生根据图形快速找到问题的突破口,求解出最终的正确答案。
  总之,构造法不仅是解题思维上的一种全新突破,而且也是经过长期实践而得出的一条高效解题路径。对于难度较大的高中数学知识来说,在解决数学问题时合理应用构造法,既能够锻炼和培养学生的创新思维,也能够提高学生的数学学习能力,从而破解更多的数学难题。
  【参考文献】
  [1]潘威威.简析高中数学解题中运用构造法的措施[J].新课程·中学,2019(6).
  [2]李朝磊.巧借构造法妙解数学题——解析构造法在高中数学解题中的应用[J].数学大世界(中旬版),2019(1).
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