2015年高考数学第8讲构造法在解题中的应用
[方法精要] 在解题时,我们常常会采用这样的方法,通过对条件和结论的分析,构造辅助元素,它可以是一个图形、一个方程(组)、一个等式、一个函数、一个等价命题等,架起一座连结条件和结论的桥梁,从而使问题得以解决,这种解题的数学方法,称为构造法.
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.构造法作为一种数学方法,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.其本质特征是“构造”,用构造法解题,无一定之规,表现出思维的试探性、不规则性和创造性.数学证明中的构造法一般可分为两类,一类为直接性构造法,一类为间接性构造法.
题型一 构造向量解决不等式的问题
例1 若直线+=1通过点M(cos α,sin α),则下列正确的有________.
①a2+b2≤1; ②a2+b2≥1;
③+≤1; ④+≥1.
破题切入点 根据点在直线上可以得到+=1,联想向量的数量积的坐标运算法则,可以构造向量.
答案 ④
解析 设向量m=(cos α,sin α),n=(,),
由题意知+=1,
由m·n≤|m||n|可得1=+≤ .
所以+≥1.
题型二 构造不等式解决证明问题
例2 已知a,b,c>0,证明:++≥.
破题切入点 直接用一个式子或两个式子都不好直接构造轮换不等式.观察其结构特点,必须想办法去掉不等式左端各项的分母,为此可以做变换:在不等式两端都加上,即我们证明不等式+++≥a+b+c,这时把拆成++,就可以构造轮换不等式了.
证明 证明++≥,
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即证+++≥a+b+c,
即证+++++≥a+b+c.
又因为+≥a,+≥b,+≥c,
所以所证三式相加,不等式成立.
题型三 构造函数最值、比较大小的问题
例3 已知f(x)=3-4x+2xln 2,数列{an}满足-b>c且a+b+c=1,a2+b2+c2=1,求a+b的范围.
解 由a+b+c=1得a+b=1-c,①
将①的两边平方并将a2+b2+c2=1代入得ab=c2-c,②
由①②可知,a,b是方程x2+(c-1)x+(c2-c)=0的两个不等的实根,
于是Δ=(c-1)2-4(c2-c)=-3c2+2c+1>0,
解得-