構造法是解題時利用常規(guī)方式難以解答,可以結合已知條件和問題,從另一個角度入手,觀察、分析和解決問題,分析已知和問題之間的關系,有效利用已知數據、形狀等特點,構造新的數學對象,完成問題的解答[1].在初中數學解題中,對于一些難題或者利用常規(guī)方式、正向思維難以解決的問題,教師可以引導學生利用構造法,根據題目構造新的對象,有效解決數學問題
1構造方程解決數學問題
從小學階段開始,學生已經接觸了方程知識,在進入初中之后,學習了更多有關方程的內容,如一元一次方程、一元二次方程、方程組以及分式方程等,在解題中常常被使用.在初中數學解題中,對于一些難度大的問題,教師可以引導學生根據題目構造方程,找到新的解題思路,對數學問題進行轉化,快速解決數學問題,
例1已知三個互不相等的實數 x,y,z ,且 x (20 gt;ygt;z ,滿足 x+y+z=1,x2+y2+z2=1 ,求 解 x+y 的取值范圍.
分析通過觀察題目,可以看出題目中的方程關系是一種特殊的關系,屬于三元一次方程和三元二次方程,采取常規(guī)的方式難以解答.因此,教師可以引導學生利用構造法,將已知條件和所求問題聯系起來,結合方程知識解題.
解根據 x+y+z=1 ,可以得到 x+y=1-z ,兩邊同時平方可以得到:x2+2xy+y2=1-2z+z2, 因為 x2+y2+z2=1 得到 xy=z2-z ,根據一元二次方程的根與系數的關系,可以得出 x,y 是方程 m2+(z-1)m+(z2-z)=0 的兩
個不相等的實數根,根據 Δgt;0 .所以-1 ,即
又 xgt;ygt;8 ,得出 x+y 的取值范圍是
=
2構造不等式解決數學問題
對于不等式知識,學生在小學階段已經有了初步了解.在初中數學中,不等式知識內容難度增加,深度和廣度也有所提升,不少數學問題中都涉及不等式知識.在初中數學解題教學時,對于部分題目需要引導學生分析其中的關鍵詞,構造相應的不等式模型,有效解決問題.
例2在某工廠內有甲、乙兩種原料,甲原料質量為 360kg . z 原料的質量為 290kg 準備利用這兩種原料生產 A,B 商品50件,生產 A 商品需要甲原料 9kg ,需要 z 原料 3kg ,產生700元的利潤.生產 B 商品需要甲原料 4kg ,乙原料 10kg ,產生1200元的利潤.
(1)根據題目中的條件和要求,有多少方案可供進行兩種商品生產?
(2)設兩種商品的總利潤是 元, A 商品生產 x 件,寫出
與 x 的函數關系式,并且結合函數性質,說一說哪種生產方案的利潤最大,最大利潤是多少?
分析在解題時,需要仔細閱讀題目,將題目條件轉變成數學語言,構建相應的不等式組,根據不等式知識解決問題,確定最佳的方案.
解 (1)設 A 商品生產 x 件,則 B 商品生產50-x 件,
根據題意可以列出不等式組:
求解得出 30?x?32
因為 x 的值為正整數,所以 x 的值為30,31,32,可以得出 B 商品的生產數量為20,19,18.所以一共存在三種生產方案.
(2)根據題意可以得出 y=700x+1200(50- x)=-500x+60000 ,利用一次函數性質可以得知此,隨著 x 的增加 減小.因此,當 x=30 時,存在最大利潤,即 A 商品生產30件, B 商品生產20件,最大利潤為45000元.即
與 x 的關系式為 y=-500x+ 60000,最大利潤是45000元.
3構造圖形解決數學問題
在初中數學課程中,分為代數和幾何兩個部分.在解決初中數學問題時,不僅可以構造代數式子,還能夠構造幾何圖形,結合數形結合思想,有效解決數學問題[2].
例3如圖1所示,在四邊形ABCD中,兩條對角線 AC,BD 的交點是 O ,并且 AC=BD ,AB的中點為 E,CD 的中點為 F,EF 與 BD 相交于點 G,EF 與AC相交于點 H .求證: OG=OH :
分析對于幾何圖形中存在多個中點的情況,大多運用中位線性質解題,因此可以找出 BC 的中點 M ,連接 ME,MF ,由于 E,F,M 分別是 AB,CD ,BC 的中點,構造中位線 EM,MF ,利用三角形中位線定理,證明 ΔEMF 是等腰三角形,利用等邊對等角的性質,證明 ∠MEF=∠MFE ,結合平行線性質,得出 ∠OGH=∠OHG ,最后通過等角對等邊,完成解題.
證明 如圖1所示,取 BC 的中點 M ,連接ME,MF ,
因為 M 為 BC 的中點, F 為 CD 的中點
所以 MF / BD ,且
同理得出
因為 AC=BD ,
得出 ME=MF , ∠MEF=∠MFE ,
因為 MF//BD ,
得出 ∠MFE=∠OGH ,
同理得出 ∠MEF=∠OHG ,
所以 ∠OGH=∠OHG ,
所以 OG=OH
4結語
初中數學部分題目的難度大,采取常規(guī)方式難以解題,因此對于此類問題,教師可以引導學生利用構造法,結合題目已知條件和問題,構造方程、不等式以及圖形等,將問題清楚展示,結合結論與條件的關系,準確找出問題突破點,幫助學生準確解題.
參考文獻:
[1]李宏.靈活運用構造法,提升初中數學解題效率[J].數學之友,2023,37(17):79—81.
[2]張梅.構造法在初中數學解題中的有效運用[J].數學大世界(中旬),2020(4):80-81.