数学系毕业论文浅谈构造法在高中数学解题中的应用

浅谈构造法在高中数学解题中的应用

摘要

构造法就是根据题设条件和结论所具有的特征和性质，构造出一些新的满足条件或结论的数学形式，并借助它来认识与解决原数学问题的一种思想方法.构造法作为一种重要的数学思想方法，在数学产生时就存在,历史上有不少数学家都曾用构造法解决过数学上的很多难题.另外,构造法在中学数学教学中有着十分重要的地位，特别是在高中数学教学中，合理地运用构造法可以更快捷、更简单的解决比较复杂的数学问题，提高解题效率,同时也能够提高学生的思维能力、培养学生的创新意识.可见构造法对于数学理论的研究,发展和数学问题的解决都具有重要的意义，尤其在中学数学教学中，构造法的研究和学习显得非常重要。

本文主要分成两个部分：第一部分主要是对构造法的概念、历史、特征、常用到的思想方法和类型、优点、注意事项作出简单的介绍；第二部分是从构造向量、函数、数列、方程、几何模型、复数、等价命题这些在高中数学中常见的构造出发，通过举例分析来探讨分析构造法在高中数学中的应用.

关键词

解题构造法应用高中数学

目录

1.引言 (2)

2.构造法概述 (2)

2.1构造法 (2)

2.2构造法的历史 (2)

2.3构造法的特征 (3)

2.4构造法中常用到的思想方法 (3)

2.5构造法中常用到的类型 (3)

2.6构造法的优点 (4)

2.7构造法的注意事项 (4)

3.构造法在解题中的应用 (5)

3.1构造向量 (5)

3.2构造函数 (6)

3.3构造数列 (6)

3.4构造方程 (8)

3.5构造几何模型 (9)

3.6构造复数 (10)

3.7构造等价命题 (11)

4.结束语 (12)

致谢 (13)

参考文献 (14)

浅谈构造法在高中数学解题中的应用

摘要

构造法作为一种数学思想方法，在高中数学教学中有着重要的地位，利用构造法可以更快捷、更简单的解决比较复杂的数学问题，在解题中被广泛运用.鉴于此，本文主要对构造法作了简单的介绍，并从构造向量、函数、数列、方程、几何模型、复数、等价命题这些常见的构造出发，通过举例探讨分析构造法在高中数学中的应用.

关键词解题构造法应用高中数学

1 引言

波利亚说过：“解题的成功要靠正确思路的选择，要靠从可以接近它的方向去攻击堡垒.”解数学问题时，常规的思考方法是由条件到结论的定向思考，但有些问题用常规的思维方式来寻求解题途径却比较困难，甚至无从着手.在这种情况下，经常要求我们改变思维方向，换一个角度去思考从而找到一条绕过障碍的新途径.构造法就是这样的手段之一，它是一种新颖独特、快捷灵活的解题方法.本文将对构造法及其在中学数学中的应用做简单探讨，通过示例，不断加深对构造法的理解.

2 构造法概述

2.1 构造法

构造法就是综合运用已有的知识和方法，根据题设条件和结论所具有的特征和性质，构造出一些新的满足条件或结论的数学形式，并借助它来认识与解决原数学问题的一种思想方法.其解题模式如下：对题设条件或所求结论进行充分细致的分析，然后通过创造性的思维构造出函数、图形、方程、数列等相应的模型，最后进行推演，实现转化得出结论.

2.2 构造法的历史

构造法作为一种重要的数学思想方法，在数学产生时就存在，它的研究主要经历了三个阶段：直觉数学阶段、算法数学阶段、现代构造数学阶段.历史上有不少数学家都曾用构造法解决过数学上的很多难题，如欧几里得在《几何原本》中证明“素数的个数是无限的”就是一个典型的范例.随着科学技术的发展，计算机科学及现代数学将对数学的构造性提出新的要求，使构造性数学具有突出的重要地位.如现在的组合数学、计算机科学中所涉及的数学，都应用了构造的思想，尤其是图论，更是应用了构造的思想，此外，在拓扑学、维数理论等的研究中，许多数学家应用构造法来发展他们的理论.

2.3 构造法的特征

构造思想方法作为一种常用的数学思想方法，具有其自身独特的显著特征，主要表现在：构造性、直观性、可行性、灵活性以及思维的多样性.

⑴构造性体现在构造法是通过构造一个辅助问题而使原问题得到转化；

⑵直观性体现在构造法解决问题的步骤比较直观；

⑶可行性体现在构造法不仅能判定某种数学对象的存在，而且在有限步骤内能具体找到它；

⑷灵活性体现在用构造法解题，针对某一具体问题，怎样去进行构造，这与学生的数学基本功和解题经验都密切相关；

⑸思维的多样性体现在构造法不同于一般的逻辑方法，一步一步寻求必要条件，直至推导出结论，它属于非常规思维，解题常要用到分析、综合、观察、比较、联想、想象等多种思维形式.

2.4 构造法中常用到的思想方法

构造法中常用到一些数学思想方法，例如：

⑴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，通过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；

⑵归纳构造：对于与n有关的问题，直接不容易构造出，而以具体的特殊的如()()()3

f

f进而推进到()n f等；

,1f

,2

⑶逆向构造：是指按逆向思维方式，向原有数学形式的相反方向去探求，通过构造(形式上，关系上或程度上)对立的数学形式来解决问题；

⑷联想构造：联想是由一事物想另一事物的思维方式和过程，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.

2.5 构造法中常用到的类型

下面介绍一些常用的构造方法：

⑴构造数学命题法：如果遇到的数学问题直接证明有困难时，可构造其等价命题，

并通过证明其等价命题成立从而使所论命题获证；

⑵构造数学关系法：由题设条件及所给的数量关系，构造一种新的函数、方程、多项式等具体数学关系，使问题在新的关系下实现转化从而获得解决的方法称为构造数学关系法；

⑶构造几何图形法：在解题时若以数形结合的思想作指导，对于某些较复杂的问题，通过构造图形启发思维，借助于图形的直观来解题往往使解题方法简捷，几何证题中的辅助线，代数方程应用题中的示意图都属于这一类；

⑷构造结论法：就是按照命题的条件和要求构造出符合结论的数学对象，从而断定命题正确性的证题方法。有些数学命题是断言存在着某种具有某种性质的数学对象，或者是断言某种数学对象具有某种特定的性质，对于这类型的数学命题，证明的关键往往是构造出符合要求的数学对象，用构造结论的办法对数学命题作出证明，称为“构造性证明”；

⑸构造矛盾法：就是首先否定原命题，再利用否定后的命题构造出一个能够明显显露其错误的对象，从而导出矛盾，使原命题得证；

⑹构造复数法:由于复数具有代数、几何、三角等多种表示形式以及它的特征性质和运算法则，我们可以构造复数求解许多代数、几何、三角方面的问题，它不但可以提高纵横运用知识解题的技巧，而且可激发发散思维，有效地培养学生的能力，发展智力；

⑺构造反例法：为了说明一个命题不真，常常选择一个符合题设条件但命题不成立的反例，这个过程叫构造反例.选择特殊值,常常是构造反例的关键.

2.6 构造法的优点

构造法的优点在于它使已知与未知、条件与结论很恰当的结合联系起来，起到化简、转化和“桥梁”的作用.另外，如果我们能掌握构造法并能运用于其解决数学问题,那么不但可以提高我们的解题能力,而且可以从敏锐的观察力、创造性的想象、独特的知识结构及解题灵感这些方面训练学生的思维，使学生的思维由单一型转变为多角度，从而培养学生的创新思维和创造性意识，激发学生学习的热情.

2.7 构造法的注意事项

运用构造法时要注意以下两点：