周紅芹
[摘 要]“教學(xué)有法,教無(wú)定法.”教學(xué)方法的提煉與選擇有助于提高教學(xué)效益.構(gòu)造法可以幫助學(xué)生將各種數(shù)學(xué)知識(shí)聯(lián)系起來(lái),使學(xué)生達(dá)到融會(huì)貫通、提高效率的目的.有機(jī)地將構(gòu)造法運(yùn)用于數(shù)列、幾何圖形、函數(shù)的教學(xué)之中,可以事半功倍地培養(yǎng)學(xué)生的思維能力,提升學(xué)生的解題水平.
[關(guān)鍵詞]構(gòu)造法 數(shù)列 幾何圖形 函數(shù)
[中圖分類號(hào)] G633.6 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 16746058(2015)230035
在數(shù)學(xué)教學(xué)中,教師需要給學(xué)生傳授具有針對(duì)性的解題方法,其中構(gòu)造法就是一種值得推廣的方法.無(wú)論是學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識(shí)還是解題,構(gòu)造法都能夠幫助學(xué)生將各種數(shù)學(xué)知識(shí)聯(lián)系起來(lái),相互轉(zhuǎn)化,使學(xué)生在熟練、掌握數(shù)學(xué)知識(shí)的情況下學(xué)會(huì)舉一反三、融會(huì)貫通,從而提高學(xué)習(xí)效率.下面筆者談?wù)剺?gòu)造法在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用.
一、構(gòu)造法在數(shù)列中的運(yùn)用
構(gòu)造法解題的過(guò)程就是將未知轉(zhuǎn)化為已知的過(guò)程,轉(zhuǎn)化是解題的重點(diǎn).數(shù)列的內(nèi)涵就是按照固定的規(guī)律排列成一列數(shù),此種規(guī)律一般就是通項(xiàng)公式.因此求數(shù)列的通項(xiàng)公式是最為常見的題型,也是教學(xué)的重點(diǎn).除了求數(shù)列的通項(xiàng)公式外,求數(shù)列的前n項(xiàng)和也是較為常見的題型,此時(shí)可以根據(jù)具體的問(wèn)題采用相應(yīng)的構(gòu)造法.
以構(gòu)造法在數(shù)列通項(xiàng)公式中的運(yùn)用為例,此類題目通常給出的是遞推公式,運(yùn)用構(gòu)造法能夠構(gòu)造出新的數(shù)列,從而求出原數(shù)列的通項(xiàng)公式.例如這樣一道題:在數(shù)列{an}中,已知a1=1,an+1-an-(2n+1)an+1an=0,求通項(xiàng)公式an.在解題時(shí),首先應(yīng)當(dāng)考慮到對(duì)遞推式進(jìn)行移項(xiàng),將(2n+1)an+1an移到等式的右側(cè);其次,考慮在等式兩邊同時(shí)除以an+1an,由此構(gòu)造出新的等差數(shù)列.由遞推式an+1-an=(2n+1)an+1an,兩邊同時(shí)除以an+1an(an+1an≠0,否則會(huì)與a1=1相互矛盾)得
1an+1-
1an
=-(2n+1).采用構(gòu)造法構(gòu)造輔助數(shù)列{bn},令bn=
1an+1-
1an
,則{bn}是以-3為首項(xiàng),-2為公差的等差數(shù)列.
1an-1a1
=(1an+1an-1)+
(1an-1-1an-2)+…+(1a2-1a1)=bn-1+bn-2+…+b1=-3n-
2×(n-1)(n-2)2=
-n2+1.
將a1=1代入公式,得an=12-n2.在解題中需注意,一般學(xué)生通常會(huì)將{1an}構(gòu)造成新的數(shù)列{bn},但這里則是將{1an+1-
1an
}當(dāng)作新的數(shù)列.在引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用構(gòu)造法解題時(shí),還需注意叮囑學(xué)生在運(yùn)算時(shí)應(yīng)當(dāng)注意對(duì)應(yīng)的項(xiàng),不要弄錯(cuò).
二、構(gòu)造法在幾何圖形中的運(yùn)用
代數(shù)運(yùn)算雖然較為直接,但多數(shù)情況下較為抽象,且運(yùn)算具有一定的復(fù)雜性,很容易出現(xiàn)錯(cuò)誤.而合適的構(gòu)造法能夠?qū)⑶蠼獾膯?wèn)題變得更加簡(jiǎn)潔明了,使學(xué)生從其他角度找到全新的解題方法.例如這樣一道題:一個(gè)周長(zhǎng)為6,面積是整數(shù)的直角三角形存在與否?假如不存在,請(qǐng)證明;假如存在,請(qǐng)證明一共有幾個(gè).在解題時(shí),先假設(shè)兩直角邊長(zhǎng)為a、b,斜邊則為c,面積S為整數(shù),可利用原題中的條件列出方程:a+b+c=6;a2+b2=c2;12ab=S.因?yàn)轭}目是證明面積S為整數(shù),因此可由前兩個(gè)公式得出ab=18-6c.由韋達(dá)定理可構(gòu)造出以a與b為根的方程:x2-(6-c)x+(18-6c)=0.Δ=(6-c)2-4×1×(18-6c)=c2+12c-36.假如方程有解,則Δ≥0,即c≥-6+62.因?yàn)閏三、構(gòu)造法在函數(shù)中的運(yùn)用
構(gòu)造函數(shù)思想屬于數(shù)學(xué)中的一種較為重要的思想方法.在數(shù)學(xué)教學(xué)中,教師應(yīng)當(dāng)注意引導(dǎo)學(xué)生掌握這一數(shù)學(xué)方法,幫助學(xué)生開拓思路,解決問(wèn)題.構(gòu)造法在函數(shù)中的運(yùn)用一般是通過(guò)特定的手段,設(shè)計(jì)并構(gòu)造出一個(gè)與待解決問(wèn)題有關(guān)的函數(shù),借助函數(shù)自身的性質(zhì)或者運(yùn)算結(jié)果來(lái)解決原有的問(wèn)題.構(gòu)造函數(shù)法的思想范圍較為廣闊,具有一定的靈活性,因此需要靈活運(yùn)用.例如,假如函數(shù)滿足以下條件:(1)f(x)在閉區(qū)間[a,b]上連續(xù);(2)f(x)在開區(qū)間(a,b)內(nèi)可導(dǎo),則在(a,b)內(nèi)至少存在一點(diǎn)g,使f′(g)=
f(b)-f(a)b-a
.證明:做輔助函數(shù)F(x)=f(x)-f(a)-f(b)-f(a)b-a(x-a).F(a)=F(b)=0,且F(x)在[a,b]上滿足羅爾定理的條件,因此g∈(a,b),F(xiàn)′(g)=
f′(g)-f(b)-f(a)b-a
=0,移項(xiàng)得f′(g)=f(b)-f(a)b-a.在證明的過(guò)程中需注意函數(shù)與變形式,構(gòu)造函數(shù)法可幫助學(xué)生開拓思路,最終解決問(wèn)題.
綜上所述,在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中,運(yùn)用構(gòu)造法能夠有效地幫助學(xué)生整合所學(xué)的數(shù)學(xué)知識(shí),使學(xué)生學(xué)會(huì)從不同的角度看待問(wèn)題,有效地培養(yǎng)學(xué)生的思維能力.
(責(zé)任編輯 鐘偉芳)