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1、第三十講 從創(chuàng)新構造入手
有些數學問題直接求解比較困難,可通過創(chuàng)造性構造轉化問題而使問題獲解.
所謂構造法,就是綜合運用各種知識和方法,依據問題的條件和結論給出的信息,把問題作適當的加工處理.構造與問題相關的數學模式,揭示問題的本質,從而溝通解題思路的方法。構造法是一種創(chuàng)造性思維,是建立在對問題結構特點的深刻認識基礎上的.
構造法的基本形式是以已知條件為“原料”,以所求結論為“方向",構造一種新的數學形式,初中階段常用的構造解題的基本方法有:
1.構造方程;
2。構造函數;
3.構造圖形;
4。對于存在性問題,構造實例;
2、 5.對于錯誤的命題,構造反例;
6.構造等價命題等.
【例題求解】
【例1】 設、、、都為實數,,滿足,求證:.
思路點撥 可以從展開已知等式、按比例性質變形已知等式等角度嘗試.仔細觀察已知等式特點,、可看作方程的兩根,則,通過構造方程揭示題設條件與結論的內在規(guī)律,解題思路新穎而深刻.
?
注:一般說來,構造法包含下述兩層意思:利用抽象的普遍性,把實際問題轉化為數學模型;利用具體問題的特殊性,給所解決的問題設計一個框架,強調數學應用的數學建模是前一層意思的代表,而后一層意思的“框架”含義更為廣泛,如方程、函數、圖形、“抽屜”等。
【例2】 求代數式的最小值.
思路點撥
3、 用一般求最值的方法很難求出此代數式的最小值.
,于是問題轉化為:在 軸上求一點C(1,0),使它到兩點A(一1,1)和B(2,3)的距離和(CA+CB)最小,利用對稱性可求出C點坐標.這樣,通過構造圖形而使問題獲解.
【例3】 已知、為整數,方程的兩根都大于且小于0,求和的值.
思路點撥 利用求根公式,解不等式組求出、的范圍,這是解本例的基本思路,解法繁難.由于二次函數與二次方程有深刻的內在聯(lián)系,構造函數,令,從討論拋物線與軸交點在與0之間所滿足的約束條件入手.
【例4】 如圖,在矩形ABCD中,AD=,AB=,問:能否在Ab邊上找一點E,使E點與C、D的連線將此矩形分成三個
4、彼此相似的三角形?若能找到,這樣的E點有幾個?若不能找到,請說明理由.
思路點撥 假設在AB邊上存在點E,使Rt△ADE∽Rt△BEC∽Rt△ECD,又設AE=,則,即,于是將問題轉化為關于的一元二次方程是否有實根,在一定條件下有幾個實根的研究,通過構造方程解決問題。
【例5】 試證:世界上任何6個人,總有3人彼此認識或者彼此不認識.
思路點撥 構造圖形解題,我們把“人”看作“點”,把2個人之間的關系看作染成顏色的線段.比如2個人彼此認識就把連接2個人的對應點的線段染成紅色;2個人彼此不認識,就把相應的線段染成藍色,這樣,有3個人彼此認識就是存在一個3邊都是紅色的三角形,否則就是存在
5、一個3邊都是藍色的三角形,這樣本題就化作:
已知有6個點,任何3點不共線,每2點之間用線段連結起來,并染上紅色或藍色,并且一條邊只能染成一種顏色.證明:不管怎么染色,總可以找出三邊同色的三角形.
注:“數缺形時少直觀,形缺少時難入微”數形互助是一種重要的思想方法,主要體現在:
(1)幾何問題代數化;
(2)利用圖形圖表解代數問題;
(3)構造函數,借用函數圖象探討方程的解.
利用代數法解幾何題,往往是以較少的量的字母表示相關的幾何量,根據幾何圖形性質列出代數式或方程(組),再進行計算或證明.
特別地,證明幾何存在性的問題可構造方程,利用一元二次方程
6、必定有解的的的代數模型求證;應用為韋達定理,討論幾何圖形位置的可能性.
有些問題可通過改變形式或換個說法,構造等價命題或輔助命題,使問題清晰且易于把握.
對于存在性問題,可根據問題要求構造出一個滿足條件的結論對象,即所謂的存在性問題的“構造性證明”。
學歷訓練
1.若關于的方程的所有根都是比1小的正實數,則實數的取值范圍是 .
2.已知、、、是四個不同的有理數,且,,那么的值是 .
3。代數式的最小值為 。
4.A、B、C、D、E、F六個足球隊單循
7、環(huán)賽,已知A、B、C、D、E五個隊已經分別比賽 了5、4、3、2、1場,則還未與B隊比賽的球隊是 .
5.若實數、滿足,且,則的取值范圍是 .
6。設實數分別、分別滿足,,并且,求的值.
7.已知實數、、滿足,求證:.
8.寫出10個不同的自然數,使得它們中的每個是這10個數和的一個約數,并說明寫出的10個自然數符合題設條件的理由.
9.求所有的實數,使得 .
10.若是不全為零且絕對值都小于106的整數。求證:.
11.已知關于的方程有四個不同的實根,求的取值范圍.
12.設0,求證.
13.從自然數l,2,3,…354中任取178個數,試證:其中必有兩個數,它們的差為177.
14.已知、、、、是滿足,的實數,試確定的最大值。
15.如圖,已知一等腰梯形,其底為和,高為.
(1)在梯形的對稱軸上求作點P,使從點P看兩腰的視角為直角;
(2)求點P到兩底邊的距離;
(3)在什么條件下可作出P點?
參考答案
文中如有不足,請您指教!
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