淺論高中數(shù)學(xué)解題過(guò)程中構(gòu)造法的運(yùn)用

項(xiàng)啟威

摘 要： 高中階段是一個(gè)在較短時(shí)間內(nèi)學(xué)習(xí)大量較難知識(shí)的階段，高中數(shù)學(xué)對(duì)高中生來(lái)說(shuō)更是一門很難的學(xué)科，常規(guī)的思維方法一般很難對(duì)高中數(shù)學(xué)題進(jìn)行求解，構(gòu)造法是一種新穎的解題思維方法。本文首先介紹了構(gòu)造法的概念和特點(diǎn)，接著從函數(shù)、方程、數(shù)列、幾何圖形四個(gè)方面通過(guò)列舉實(shí)例說(shuō)明介紹構(gòu)造法在數(shù)學(xué)解題中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞： 構(gòu)造法 高中數(shù)學(xué) 解題過(guò)程 應(yīng)用案例

一、構(gòu)造法的含義

在進(jìn)行數(shù)學(xué)問(wèn)題的求解時(shí)，很多同學(xué)使用的都是常規(guī)的思考解題方法，常規(guī)的思考解題方法就是根據(jù)數(shù)學(xué)問(wèn)題中已經(jīng)給出的條件，向結(jié)論方向做定向思考，然而數(shù)學(xué)的某些問(wèn)題如果一貫使用常規(guī)的思考問(wèn)題的方式是很難得到最終正確答案的，有的問(wèn)題甚至?xí)翢o(wú)頭緒，沒(méi)有辦法下手。就好比我們走路時(shí)遇到障礙后，常規(guī)的思維方式都是把障礙清除，然后再通過(guò)，但是發(fā)現(xiàn)障礙很難清除，這個(gè)時(shí)候就必須找到一條新的路繞過(guò)障礙，才能更快更簡(jiǎn)單地到達(dá)目的地。也就是說(shuō)，當(dāng)我們以常規(guī)的解題思維方式得不到正確的答案時(shí)，我們就應(yīng)該摒棄常規(guī)的解題思維方式，從新的角度思考，這樣就可以找到一種新的解題思路，從而得到正確的答案[1]。

構(gòu)造法是一種比較新穎的解題思維方法，是通常遇到的數(shù)學(xué)問(wèn)題以常規(guī)定向的思維方式不能得以解決的時(shí)候，通過(guò)根據(jù)題中給出的已知條件與正確答案的特點(diǎn)和本身的性質(zhì)，以不同的角度和不同的觀點(diǎn)，將對(duì)象進(jìn)行細(xì)致觀察、分析后加以相應(yīng)的理解，并且緊緊抓住題中已給條件和所想獲得的結(jié)論兩者之間的聯(lián)系，根據(jù)題中所給出的數(shù)據(jù)、坐標(biāo)等信息的特點(diǎn)，把問(wèn)題中已經(jīng)給出的條件作為原材料，將自己已經(jīng)知道的數(shù)學(xué)關(guān)系式與理論當(dāng)成工具，再加上自己的思考，構(gòu)造出滿足題中給出的已知條件或者結(jié)論的數(shù)學(xué)對(duì)象，以便在剛才構(gòu)造出來(lái)的新的數(shù)學(xué)對(duì)象中清楚明了地表達(dá)顯示出原來(lái)問(wèn)題中隱藏的關(guān)系和性質(zhì)，最后把新的數(shù)學(xué)對(duì)象作為一種工具，借用這個(gè)工具幫助自己高效地解決原來(lái)的數(shù)學(xué)問(wèn)題，得到相應(yīng)的正確答案或者證明相應(yīng)的結(jié)論，這種新的解題思維方法就是構(gòu)造法[2]。構(gòu)造法在數(shù)學(xué)歷史發(fā)展的長(zhǎng)河中發(fā)揮著巨大的作用，譬如歐幾里得、高斯等非常有名的數(shù)學(xué)家，都有過(guò)使用構(gòu)造法解決自己遇到的數(shù)學(xué)難題的經(jīng)歷，構(gòu)造法給他們無(wú)盡的啟示與靈感。

數(shù)學(xué)是一門需要?jiǎng)?chuàng)造性的學(xué)科，這門學(xué)科體現(xiàn)著異常豐富的美感。在進(jìn)行數(shù)學(xué)研究或者解決數(shù)學(xué)難題時(shí)，巧妙地構(gòu)造出新的數(shù)學(xué)對(duì)象快速高效解決問(wèn)題，往往會(huì)使人眼前一亮，給人一種柳暗花明的感覺(jué)，數(shù)學(xué)的一部分美也就在這時(shí)體現(xiàn)出來(lái)。與此同時(shí)，還會(huì)使你更專注地深入其中，體會(huì)其中的樂(lè)趣與發(fā)掘其中的美，不僅給人帶來(lái)了相應(yīng)的研究?jī)r(jià)值，還具有一定的欣賞意義。

二、構(gòu)造法在高中數(shù)學(xué)解題過(guò)程中的應(yīng)用

（一）構(gòu)造法在高中數(shù)學(xué)解題中的應(yīng)用基礎(chǔ)

由于構(gòu)造法在解決數(shù)學(xué)難題中發(fā)揮的作用越來(lái)越明顯，尤其是在數(shù)學(xué)素質(zhì)要求較高的數(shù)學(xué)競(jìng)賽中作用更明顯，平時(shí)的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)也離不開(kāi)構(gòu)造法的應(yīng)用。使用構(gòu)造法解決數(shù)學(xué)上遇到的問(wèn)題，需要學(xué)生的數(shù)學(xué)知識(shí)和解題經(jīng)驗(yàn)非常豐富，這是進(jìn)行構(gòu)造的重要知識(shí)基礎(chǔ)。要求學(xué)生具有很強(qiáng)的觀察能力，能看出和抓住已知條件與結(jié)論之間的聯(lián)系，還需要學(xué)生具有較強(qiáng)的綜合能力以便利用數(shù)學(xué)中方程、幾何等各方面的知識(shí)，更不能缺少的就是較強(qiáng)的創(chuàng)造能力，這是進(jìn)行構(gòu)造法的關(guān)鍵[3]。利用構(gòu)造法解決數(shù)學(xué)上遇到的難題時(shí)，有許多形式各樣的對(duì)象能夠被用來(lái)構(gòu)造，根據(jù)這些對(duì)象的特點(diǎn)或者內(nèi)容可以將它們劃為函數(shù)、方程、圖形、反例等。在使用構(gòu)造法解決數(shù)學(xué)難題時(shí)，切忌生搬硬套，構(gòu)造法是沒(méi)有特定的模式和套路的，是非常靈活的。構(gòu)造法的特點(diǎn)是“構(gòu)造”，而怎樣“構(gòu)造”，沒(méi)有通用的“構(gòu)造”法則，但是其中還是有一定的規(guī)律可言的。首先要明白自己進(jìn)行構(gòu)造的目的，再者要弄明白問(wèn)題的特點(diǎn)，再根據(jù)具體的情況，確定進(jìn)行構(gòu)造的方案，靈活巧妙地使用構(gòu)造法構(gòu)造相應(yīng)的數(shù)學(xué)對(duì)象，以便快速地解決數(shù)學(xué)難題。

（二）構(gòu)造法在高中數(shù)學(xué)解題中的應(yīng)用實(shí)例

往往高中數(shù)學(xué)對(duì)課業(yè)繁重的高中生來(lái)說(shuō)是晦澀難懂的。正確恰當(dāng)?shù)厥褂脴?gòu)造法，不僅高中生可以方便快捷地求解高中數(shù)學(xué)題，縮短考試時(shí)的做題時(shí)間，提高做題的正確率，還可以使高中生在使用構(gòu)造法的過(guò)程中對(duì)數(shù)學(xué)各方面的知識(shí)得以綜合使用，加深對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解和擴(kuò)展自己解題的思路，促進(jìn)以后的學(xué)習(xí)。下面舉例介紹構(gòu)造法在高中數(shù)學(xué)不同知識(shí)點(diǎn)中的解題應(yīng)用。

1.構(gòu)造函數(shù)應(yīng)用

函數(shù)是數(shù)學(xué)中的一部分重要的知識(shí)，靈活運(yùn)用可以解決很多數(shù)學(xué)問(wèn)題。要想靈活地運(yùn)用函數(shù)，首先必須掌握函數(shù)的特性，函數(shù)的特性有有界性、單調(diào)性、奇偶性、周期性、連續(xù)性、凹凸性、復(fù)合函數(shù)、反函數(shù)等，只有熟練掌握了函數(shù)的這些特性，才能夠靈活正確地使用函數(shù)解決數(shù)學(xué)問(wèn)題。在解決數(shù)學(xué)問(wèn)題的過(guò)程中，一定的情況下，可以根據(jù)問(wèn)題中給出的已知條件的特點(diǎn)與結(jié)論的特征，利用函數(shù)的特性，構(gòu)造相應(yīng)的函數(shù)，把一些不等式證明等問(wèn)題轉(zhuǎn)變?yōu)楹瘮?shù)的特性分析，會(huì)在很大程度上簡(jiǎn)化問(wèn)題，縮短做題時(shí)間，提高解題效率。現(xiàn)在運(yùn)用構(gòu)造函數(shù)的方法解決數(shù)學(xué)題有幾個(gè)難點(diǎn)：一是高中的數(shù)學(xué)題形式各樣，很難分清那種題型可以使用函數(shù)構(gòu)造法解決數(shù)學(xué)問(wèn)題，哪些不可以使用，這對(duì)高中生的要求很高。二是使用函數(shù)構(gòu)造法構(gòu)造函數(shù)，其本身的難度就比較大，高中生一般很難靈活使用。三是解題過(guò)程中哪一步需要構(gòu)造也很難搞清楚，有的需要一開(kāi)始就構(gòu)造，有的是在解到一半的時(shí)候需要構(gòu)造函數(shù)，這都體現(xiàn)了這種方法的難度[4]。下面舉一個(gè)簡(jiǎn)單的例子說(shuō)明這種方法的運(yùn)用。

把不等式問(wèn)題變成了利用函數(shù)的特性進(jìn)行求解的問(wèn)題，簡(jiǎn)單快速地解決這個(gè)不等式問(wèn)題。

2.構(gòu)造方程應(yīng)用

方程是在接受初中教育時(shí)就學(xué)習(xí)的一種數(shù)學(xué)知識(shí)，對(duì)高中生來(lái)說(shuō)方程不是一種新的事物。方程指的是那些含有未知數(shù)的等式，解方程也就是求其中的未知數(shù)的值，或者未知數(shù)的表達(dá)式。有些數(shù)學(xué)問(wèn)題有很多未知條件，這個(gè)時(shí)候?yàn)榱吮苊膺M(jìn)行逆向思考，就可以直接列方程，將未知數(shù)用數(shù)學(xué)符號(hào)等表示，然后建立等式，再根據(jù)等式之間的關(guān)系進(jìn)行未知數(shù)的求解，省去了不少麻煩。高中數(shù)學(xué)問(wèn)題由于計(jì)算量的增大、未知量的數(shù)量增加和未知量之間關(guān)系的復(fù)雜化，使得直接進(jìn)行未知量的求解根本無(wú)從下手。很多情況下可以運(yùn)用初中所學(xué)的解方程的基礎(chǔ)知識(shí)和高中解方程的知識(shí)，利用問(wèn)題中給出的條件和結(jié)論之間的關(guān)系，構(gòu)造出相應(yīng)的方程。這樣不但可以使問(wèn)題簡(jiǎn)單化，易于下手，解題過(guò)程也變得簡(jiǎn)單，計(jì)算量減少，不容易犯錯(cuò)，能夠快速地得到正確答案，節(jié)省了寶貴的學(xué)習(xí)時(shí)間，還開(kāi)闊了學(xué)生的解題思路，提高了學(xué)生的觀察能力和數(shù)學(xué)知識(shí)的綜合運(yùn)用能力[5]。

3.構(gòu)造數(shù)列應(yīng)用

數(shù)列是高中數(shù)學(xué)中的重點(diǎn)與難點(diǎn)，很多同學(xué)對(duì)數(shù)列的使用和數(shù)列問(wèn)題的解決都沒(méi)有達(dá)到熟練程度，所以平常遇到數(shù)列問(wèn)題都是叫苦不迭，更別提使用數(shù)列的特性解決其他數(shù)學(xué)問(wèn)題了。在求解數(shù)列問(wèn)題中的求通項(xiàng)問(wèn)題，通常遇到的既不是等差數(shù)列又不是等比數(shù)列，這種問(wèn)題在高中數(shù)列問(wèn)題中很常見(jiàn)。此時(shí)可以利用數(shù)列的特性構(gòu)造具有等比或者等差特性的新數(shù)列，然后利用構(gòu)造的新數(shù)列進(jìn)行求解，簡(jiǎn)化解題過(guò)程，增強(qiáng)結(jié)果的說(shuō)服力。在解決數(shù)列問(wèn)題中可以選擇構(gòu)造新的數(shù)列簡(jiǎn)化問(wèn)題，也可以利用數(shù)列構(gòu)造法求解別的數(shù)學(xué)問(wèn)題。下面舉一個(gè)簡(jiǎn)單的例子說(shuō)明數(shù)列構(gòu)造法在解決其他數(shù)學(xué)問(wèn)題中的應(yīng)用。

4.構(gòu)造幾何圖形應(yīng)用

幾何圖形學(xué)可以說(shuō)是數(shù)學(xué)中最具有美感，最具有視覺(jué)感的部分。幾何圖形可以形象直觀地表達(dá)出數(shù)學(xué)關(guān)系，利用幾何圖形可以把其他數(shù)學(xué)符號(hào)、關(guān)系式體現(xiàn)的數(shù)學(xué)關(guān)系簡(jiǎn)單化、具體化、直觀化。高中數(shù)學(xué)知識(shí)學(xué)習(xí)的過(guò)程中，要注重?cái)?shù)和形兩者之間的結(jié)合，數(shù)指的是函數(shù)，數(shù)列等，而形指的是幾何圖形，將幾何圖形與函數(shù)等數(shù)學(xué)知識(shí)相結(jié)合，相互轉(zhuǎn)化[7]。

三、結(jié)語(yǔ)

構(gòu)造法是一種極具創(chuàng)造性的解題思維方法，采用函數(shù)構(gòu)造法、方程構(gòu)造法、數(shù)列構(gòu)造法、幾何圖形構(gòu)造法等構(gòu)造法可以簡(jiǎn)化看似難解的高中數(shù)學(xué)題。同學(xué)們?cè)谄綍r(shí)解決數(shù)學(xué)問(wèn)題的過(guò)程中，遇到合適的題型應(yīng)當(dāng)多使用構(gòu)造法，在實(shí)踐中不斷提高自己用構(gòu)造法解題的能力，這樣不僅能鍛煉自己快速有效地解決數(shù)學(xué)問(wèn)題的能力，還能培養(yǎng)自己的創(chuàng)造性。筆者認(rèn)為，構(gòu)造法可以牽動(dòng)學(xué)生大腦中的整個(gè)數(shù)學(xué)體系，使各知識(shí)體系間可以相互穿插、借鑒。構(gòu)造法的應(yīng)用必須有很強(qiáng)的知識(shí)掌握能力，但構(gòu)造法運(yùn)用一旦成功，很多疑難雜題便可迎刃而解，可以提高對(duì)知識(shí)的綜合運(yùn)用能力，同時(shí)增強(qiáng)解決難題的信心，因此對(duì)高中生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)具有非常重要的意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]吉海波.構(gòu)造法在高中數(shù)學(xué)解題中的應(yīng)用[J].數(shù)理化學(xué)習(xí)（高中版），2014（06）：13-14.

[2]蘇京亞.淺析“構(gòu)造法”在高中數(shù)學(xué)解題中的運(yùn)用[J].中學(xué)數(shù)學(xué)，2014（11）：62-63.

[3]張起洋.“構(gòu)造法”在高中數(shù)學(xué)解題中的應(yīng)用分析[J].考試周刊，2014（40）：56-57.

[4]付春麗，潘正偉.構(gòu)造函數(shù)法在高中數(shù)學(xué)解題中的應(yīng)用[J].高中數(shù)理化，2015（10）：6.

[5]黃新文.構(gòu)造法在高考數(shù)學(xué)解題中的應(yīng)用探析[J].中學(xué)教學(xué)參考，2015（05）：41-43.

[6]張利平.例談構(gòu)造法在高中數(shù)學(xué)解題中的應(yīng)用[J].數(shù)理化學(xué)習(xí)（高中版），2015（07）：18-19.

[7]孔令偉.數(shù)形結(jié)合思想方法在高中數(shù)學(xué)教學(xué)與解題中的應(yīng)用[D].遼寧師范大學(xué)，2012.