楊宏釗
【摘要】隨著我國新基礎(chǔ)課程改革的深入發(fā)展,相關(guān)主管教育機構(gòu)對高中數(shù)學解題方法提出了更高的標準和要求,怎樣讓學生懂得從另一個角度來思考并解決數(shù)學問題,是高中數(shù)學教學當前亟待解決的問題.其中構(gòu)造法的應(yīng)用可以讓學生思維更加敏捷,幫助學生快速解答難題.因此,本文將圍繞怎樣在高中數(shù)學解題中巧妙運用構(gòu)造法進行分析,并結(jié)合相應(yīng)案例提出相應(yīng)的解題思路.
【關(guān)鍵詞】構(gòu)造法;高中數(shù)學;解題方法
數(shù)學具有高度的抽象性,是我國義務(wù)教育重要的基礎(chǔ)學科之一,高中數(shù)學隨著學習的深入,解題難度也逐漸增加,解題難是當前高中生面臨的重要問題.因此,高中生必須轉(zhuǎn)變解題思維,利用問題的共性來拓展問題的解答思路,對此,問題構(gòu)造法的應(yīng)用可以列出相應(yīng)的函數(shù)方程來降低解題的難度,使抽象復(fù)雜的問題簡單形象化,讓學生通過對問題的分析觀察來提高解題效率.
一、依據(jù)已知條件構(gòu)造相關(guān)函數(shù)
所謂“構(gòu)造法”,概括來講就是以題目中給出的條件等作為基礎(chǔ),并在此基礎(chǔ)上根據(jù)它自身所具有的特性進行數(shù)學模型的構(gòu)建.舉例來講,當教師講解到“解不等式”時,學生往往在解題時會采取直接法,但是這種方法有一個很大的弊端,即解題過程不夠簡便,進而提升了解題的錯誤率.“構(gòu)造法”的誕生很好地解決了這一問題,教師可以在教學過程中引入此種方法,借助這種方法,學生解題的正確率明顯得到提升.通常情況下,“不等式”問題是以單調(diào)函數(shù)的形式出現(xiàn)的,所以在解答此類問題時,不但可以通過直接法證明不等式成立,還可以通過對它的單調(diào)性進行證明來實現(xiàn),隨后借助函數(shù)圖形對結(jié)論的正確性進行證明.由此可見,構(gòu)造法能夠很好地解決“不等式”問題,并且具有解題步驟簡便、運用靈活等特點,但是這種方法也存在一定的缺陷,即在函數(shù)構(gòu)造方面難度較高,要使用這種方法解題,不等式的右側(cè)必須足夠簡單,通常要求是1,只有符合此項條件的不等式,才能夠借助函數(shù)圖形對不等式是否成立進行判定.
比如,已知x,y,z均屬于區(qū)間(0,1),求證:x(1-y)+y(1-z)+x(1-x)<1這是三個變元不等式證明題,如果采用直接證明法就會導(dǎo)致解到一半無法繼續(xù),如果采取構(gòu)造法解決問題.證明:先構(gòu)造一個函數(shù):f(x)=(y+z-1)x+(yz-y-z+1).然后針對這一函數(shù)進行分析,給出以下證明過程:因為z∈(0,1),所以f(0)=yz-y-z+1>0恒成立,f(1)=(y+z-1)+(yz-y-z+1)>0也恒成立,而f(x)是單調(diào)遞增一次函數(shù),它所得的圖像就是一條直線.所以f(x)>0恒成立,不等式恒成立,得出結(jié)論x(1-y)+y(1-z)+x(1-x)<1.
二、根據(jù)等量關(guān)系構(gòu)造方程式
當題型較為復(fù)雜時,通常會使用變量,所以可以借助思路框架設(shè)計來解決問題.在數(shù)學問題中,“方程式”的最終目的就是計算出其中的未知量,因此,在解答這類問題時,可以借助構(gòu)造方程來完成.
舉例來講,“一元二次方程”中的典型問題:商場中某件商品的進貨價格是50元,如果以進價進行銷售,銷售量可以達到400臺,同時,銷售價格每提高1元,銷售數(shù)量也會隨之下降10臺,求解銷售價格定為多少可以使獲得最高利潤?解決此類問題最為簡單直接的方法就是設(shè)置變量.所以,將利潤設(shè)置為W,增長的金額為x元,根據(jù)題目描述可以得到以下方程式:
W=(50+x)(400-10x)-50(400-10x)=x(400-10x)=-10x2+400x.隨后求解方程的對稱軸,最終得到利潤最大值取值x.
三、按照題目要求構(gòu)造平面圖形
就通常而言,學生想要在解題過程中尋找到突破口,僅僅從代數(shù)這一方面,考慮是很不全面的,因為用代數(shù)方法解題一般解題步驟煩瑣復(fù)雜,非常容易出現(xiàn)計算錯誤.學生可以運用“數(shù)形結(jié)合”的方法來解決比較難的題目,“數(shù)形結(jié)合”也是數(shù)學解題方法當中非常重要的一個方法.數(shù)形結(jié)合就是指學生在解題過程中將代數(shù)與平面或立體圖形結(jié)合運用,構(gòu)建數(shù)學模型來解決數(shù)學問題.這種解題方法不僅直觀快捷,而且學生在解題過程中不會思路混亂.
例如,在解決上述不等式題目時,既可以運用函數(shù)方法也可以運用構(gòu)建平面圖形的方法解決.這種解題方法雖然用文字難以表述,但是在解決不等式問題時卻更加直觀正確,因此,有效性也在這種方法上尤為突出.在解這道題時,首先構(gòu)造一個三邊相等長度都為1的三角形△ABC,D,E,F(xiàn)分別為AB,BC,AC邊上的3點,設(shè)BD長度為x,CE長度為y,CE長度為z,再利用三角形面積公式S=底乘高除以二得到各個三角形的面積,最后兩兩相加做出比較,即得出不等式的結(jié)果.構(gòu)造法突破了一般數(shù)學解題的思路,為學生提供了一種更加快捷簡便的解題方法,在考場上不易慌張出錯,提高了學生的解題能力.
綜上所述,高中數(shù)學解題中運用構(gòu)造法的措施,通過分析可以看出,高中數(shù)學隨著學習的深入,解答題目的難度越來越大,學生經(jīng)常面臨無從思考的情況.因此,教師應(yīng)當加強構(gòu)造法解題方法的教學,培養(yǎng)學生的解題的構(gòu)造意識,讓學生可以從多個角度去思考問題,通過對問題解答形式的切換,從而有效降低解題的難度,應(yīng)用構(gòu)造法的解題思路,不僅為高中生數(shù)學學生解題提供了很大便利,并且在解題過程中學生和創(chuàng)新意識與探究意識也得到了充分的開發(fā).
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