所谓构造法,就是根据题设条件或结论所具有的特征、性质,构造出满足条件或结论的数学模型,借助于该数学模型解决数学问题的方法。
解题中的构造法是指依据题设的特点,假借已知条件中的元素为“元件”,依托已知数学关系为“支架”,构造数学模型。本文通过构造法解题训练学生的发散思维,谋求最佳的解题途径,达到思想的创新,因为,构造法是数学中最富有活力和创造性的化归方法之一,它很好地体现了数学中发现、类比、化归的思想,同时它也渗透了思维的广泛性、深刻性和敏捷性。就构造法的本质是什么,如何构造,进行了分析与研究,通过运用构造法进行解题的阐释,揭示了构造法的思维模式,教会学生如何去构造。从而使学生思维和解题能力得到培养,培养学生多元化思维和创新精神,丰富学生的想象力,提高学生分析问题和解决问题的能力,并为培养学生创新思维提供了有效途径。
一、构造辅助数列
在高中数学教材中,有很多已知等差数列的首项、公比或公差(或者通过计算可以求出数列的首项,公比),来求数列的通项公式,但实际上有些数列并不是等差、等比数列,给出数列的首项和递推公式,要求出数列的通项公式。而这些题目往往可以用构造法,根据递推公式构造出一个新数列,从而间接地求出原数列的通项公式。对于不同的递推公式,我们当然可以采用不同的方法构造不同类型的新数列。下面给出几种我们常见的构造新数列的方法:
1.利用倒数关系构造数列
例1:在数列{an}中,a1=2,an+1= ,(n∈N),求{an}的通项公式。
解:由已知条件,将an+1= ,(n∈N)两边取倒,得到= ,= +3,设bn= ,则bn+1=bn+3,即bn+1-bn=3,∴{bn}是以 首项,3为公差的等差数列。
通过等差数列的通项公式求出bn= +3(n-1)=3n- = ,∴数列{an}的通项公式an= 。
2.构造形如bn=an+m,bn=lgan的数列
例2:已知数列{an}中,若a1=1;an+1=3an+1(n∈N),求数列{an}的通项公式。
解:由已知条件an+1+ =3an+ (n∈N),即3an+ =3(an+ )(n∈N),
设bn=an+ ,则bn+1=3bn,
则数列{bn}是等比数列,公比是3,首项b1=a1+ = ,
∴bn= ·3n-1,即an+ = ·3n-1,∴an= ·3n-1- (n∈N),
数列{an}通项公式求出an= ·3n-1- 。
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3.构造形如bn=an+1-an,bn=的数列
例3:数列{an}中,若a1=1,a2=3,an+2+4an+1-5an=0(n∈N*),求数列{an}的通项式。
解:由已知an+2+4an+1-5an=0(n∈N*)得:an+2-an+1=-5(an+1-an),设bn=an+1-an,则数列{bn}是等比数列,公比是-5,首项b1=a2-a1=2,∴an+1-an=2·(-5)n-1即a2-a1=2·(-5)0,a3-a2=2·(-5)1,a4-a3=2·(-5)2,an-an+1=2·(-5)n-2。
以上各式相加得:an-a1=2·[1+(-5)1+(-5)2+K+(-5)n-2],即:an-a1=2· ,∴an=1+ ,an= ,(n∈N) 。
当递推公式中,an+1与an的系数相同时,我们可构造bn=an+1-an,然后用叠加法得:b1+b2+b3+K+bn-1=an-a1。通过求出数列{bn}前n-1项和的方法,求出数列{bn}的通项公式。
二、利用构造法培养学生思维能力
构造法在数学问题中有着广泛的应用,我们在数学中要注意运用它,自然的构造法常常是建立在学生已有的知识基础之上的,它生成于认识结构的最顶端,不仅能够使学生强烈地感受到数学的美妙以及构造法的好处,而且更能够使学生激发起探索的意识和创新的欲望,但这种欲望是建立在每个同学具有扎实的基本功上的,对所学的知识能融汇贯通,举一反三,在已有知识的基础上。在解题的过程中要善于观察、发现,大胆地去探求解题的最佳途径。虽然经常提到创新思维,又怎样去创新?创新思维是整个创新活动的关键,敏锐的观察力、创造性的想象、独特的知识结构及活跃的灵感是其基本特征,这种创新思维能保证学生顺利地解决问题,高水平地掌握知识并能把知识广泛地运用到解决问题上来,而构造法正从这方面训练了学生的思维,使学生的思维由单一型转变为多角度型,显得积极灵活从而培养学生的创新思维。在解题的过程中,主要是把解题用到的数学思想和方法介绍给学生,而不是要教会学生会解某一道题,也不是为解题而解题,给他们学会一种解题的方法才是有效的。俗话说得好“授之以鱼,不如授之以渔。”在这我们所要强调的是发现知识的过程,创造性解决问题的方法而不是追求题目的结果。运用构造方法解题也是这样,通过讲解一些例题,运用构造法来解题,在探求过程中培养学生的思维能力。
构造法解题重在“构造”,它可以构造图形、方程、函数甚至其它构造,这就要求学生要熟悉几何、代数、三角等基本知识技能并多方面设法加以综合利用,这对学生的多元思维和学习兴趣的培养,以及提高钻研、独创精神的发挥是十分有利。在解题教学中,若能启发学生从多角度、多渠道进行广泛的联想则能得到许多构思巧妙、新颖独特、简捷有效的解题方法,而且还能加强学生对知识的理解,培养思维的灵活性,提高学生分析问题的思维能力。
论文作者:王道度
论文发表刊物:《中小学教育》2020年第383期
论文发表时间:2019/10/30
标签:数列论文; 求出论文; 公式论文; 学生论文; 公比论文; 方法论文; 思维论文; 《中小学教育》2020年第383期论文;