例谈构造法在解题中的应用
2019-09-01金东明
金东明
摘 要 构造法解题是一种富有创造性的思维方法,它相当好地体现了数学中、发现、类比、联想转化的思想。
关键词 类比;联想;送向;转化;构造
中图分类号:O421+.4,O629.11+3,H122 文献标识码:A 文章编号:1002-7661(2019)01-!!PageNum!!-01
用构造法来解数学问题,其方法独特,妙趣横生。本文为大家介绍几种常见的构造方法。
一、类比构造:由于问题中研究对象有着形式上,本质上的相同或相似,启发我们构造类似的数学形式,运用新数学形式的丰富内涵达到解决问题的目的。
例1:设实数a、b、c满足关系式
②
②
分析:①式右边的式子与②左边的形式完全相同,由此启发我们构造更一般的数学形式。
解:设函数,;均有且
在R上是递增的奇函数;由条件知;即,则
二、联想构造:联想是由一事物及另一事物的思维方式的过程,这种联想通常是事物的形式,结构、范围、关系等因素作用的结果,由联想而引发生的构造称之为联想构造。
例2:证明,其中
分析:已知条件及联想到向量的模及数量积的有关公式;故构造向量,利用向量数量积和模的有关定义解题
证明:设,,与的夹角为,
,,所以
即:
三、逆向构造:逆向构造是指按逆向思维方式,向原有数学形式的方向去探求,通过构造与结论有关的数学式子来解决问题。
例3若函数满足,则当a>0时,与之间大小关系为
A.;B.;C. ;D.与a有关,
B.分析:从条件看,本题似无从下手,此时可按逆用思维,从选支入手要比较的大小,只需比较与的大小,构造函数,只需比较与的大小,而a>0,则只需考虑的单调性,问题迎刃而解。
解:令,则
\F(x)在R上单调递增,a>0\F(a)>F(0)即;故选B
四、归纳构造:对于与n有关的问题,不容易直接构造出,我们可以具体的特殊f (1),f (2),f (3)的進而推广到一般的f (n).
例4平面内有n个两两相交的圆,并且任三个圆不经过同一点,试问这n个圆把平面分成多少个区域?分析直接求n个圆把平面分成多少个区域比较难,故通过特殊情况归纳一般情况。
解:当n=1时,即一个圆把平面分成2个部分,即f (1)=2,当n=2时,第二个圆被第一圆分成的段弧,每段弧将第一个圆的每个区域分为两个区域,即f(2)=f(1)+2,设n-1个圆将平面分成f(n-1)个部分,则再增加一个圆,这第n个圆与原来的n-1个圆中的每一个圆都有两个交点,一共有2(n-1)个交点,把第n个圆分为2(n-1)段弧,而每段弧将原来的一个区域分为两个区域,一共增加了2(n-1)个区域,即f (n)= f (n-1)+2(n-1),f (2)=f (1)+2×1,f (3)=f (2)+2×2,f (4)= f (3)+2×3,…f (n)=f (n-1)+2(n-1), 将以上各式相加得
f (n)=f(1)+2[1+2+…(n-1)]=n2-n+2
因为构造法常常需要由此及彼的联想能力,有纵横驰骋的贯彻能力,有改头换面的创造能力,所以平时训练时要将获得的构造能力不断“内化”到自己认知结构中,使构造成为一种“本能”就能将例题建立在较高水平上。