构造法解题


构造法解题

提要

学会构造贵在观察和想象。观察是思维的触角,想象是创造的基石。把握问题或图形的特征,充分挖掘其隐含条件,以问题的数学元素为“元件”创造性地构造出已知条件以外的其他数学对象,通过数学对象的相互转化,将问题变得熟悉化,简单化,基本化,使问题的解集变得轻松,有趣,这就是又一种重要的数学思想方法---构造法。这里讲的“元件”可以是方程(组),函数,代数式,不等式,几何图形,公式等。运用它解决某些数学问题往往会独辟蹊径,简单易行。

知识全解

一.构造法的概念

构造法是根据题设的特点,用己知条件中的元素作为“元件”,用已知的关系式为“支架”,通过观察、联想,采用新的设计,构造出一种新的问题形式,从而绕过解题障碍,使问题得到解决的一种方法。

构造法的关键:1.要有明确的方向,即为什么构造;2.必须弄清楚条件的本质特点,从而明确构造什么,如何构造,以达到解题的目的。

二.构造法的解题策略

运用构造法解决问题,关键在于构造什么和怎么构造。充分地挖掘题设与结论的内在联系,把问题与某个熟知的概念、公式、定理、图形联系起来,进行构造,往往能促使问题转化,使问题中原来蕴含不清的关系和性质清晰地展现出来,从而恰当地构造数学模型,进而谋求解决题目的途径。

对于条件和结论之间联系较隐蔽问题,要善于发掘题设条件中的几何意义,可以通过构造适当的图形把其两者联系起来,从而构造出几何图形,把代数问题转化为几何问题来解决,增强问题的直观性,使问题的解答事半功倍。

三.学法指导

类型1 构造一元二次方程证等式


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故必有x=3且c=0

即方程有两个相等的实数根3,所以a=b=3

【点评】本题的解法当然可以用消去c的方法求解,把它变成一个关于a,b的一元二次方程,从而证明a=b,但由于题目条件中有a+b和ab,使我们很自然地联系想到根与系数的关系,因而可以构造一元二次方程求解。

类型2 构造公式计算


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【点评】本题根据数字特点,把2015化成2016-1,2017化成2016+1,然后利用平方差公式进行计算比较简便。

类型3 构造正方形求图形面积

例3 如图所示


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在四边形ABCD中,AB=AD,∠C=90度,过点A作AE⊥BC交BC于点E ,若AE=a,求四边形ABCD的面积。

【解析】因为AB=AD,所以将△AEB绕点A逆时针旋转90度到△AFD的位置,由旋转的特征可知,∠FAE=90度,△AFD≌△AEB,所以AF=AE,∠F=∠AEF=90度

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链接中考

考点1 构造一元二次方程求值


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考点2 构造二次函数求最值

例2 某商店购进一种商品,每件商品进价为30元。试销中发现这种商品每天的销量y(件)与每件销售价x(元)的关系数据如下表所示


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(1)已知y与x满足一次函数关系,根据上表,求出y与x之问的关系式(不写出自变量x的取值范围);

(2)如果商店销售这种商品,每天要获得150元的利润,那么每件商品的销售价应定为多少元?

(3)设该商店每天销售这种商品所获利润为w(元),求出w与x之间的关系式,并求出每件商品销售价定为多少元时利润最大?

【解析】(1)设该函数的表达式为y=kx+b,根据题意,得


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∴该函数得表达式为y=-2x+100

(2)根据题意,得(-2x+100)(x-30)=150

解这个方程得x1=35,x2=45

∴每件商品的销售价定为35元或45元时日利润为150元

3) 根据题意,得


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∵a=-2<0

∴抛物线开口向下,函数有最大值

即当x=40时,w的值最大

∴当销售价为40元时获得利润最大

【点评】构造二次函数是求最值问题中常用的方法。构造二次函数要看题目是否有关于二次函数的特征,如与函数值有联系,与判别式,与抛物线和坐标轴的交点有联系等。

点3 构造中位线证角相等

例3 如图所示


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已知四边形ABCD中,AD=BC,E,F分别是DC,AB的中点,直线EF分别与BC,AD的延长线相交于G,H。求证∠AHF=∠BGF

【解析】根据中位线定理证明MF‖BC,且MF=1/2BC,根据AD=BC证明EM=MF,∠MEF=∠MFE,根据平行线同位角相等证明∠MEF=∠AHF,∠MFE=∠BGF。可以证得∠AHF=∠BGF。

证明:连接AC,作EM‖AD交AC于M,连接MF

∵E是CD的中点,且EM‖AD

∴EM=1/2AD,M是AC的中点

又∵F是AB的中点

∴MF‖BC,且MF=1/2BC

∵AD=BC

∴EM=MF

∴∠MEF=∠MFE

∵EM‖AH

∴∠MEF=∠AHF

∵FM‖BG

∴∠MFE=∠BGF

∴∠AHF=∠BGF

【点评】题目中出现的中点不是三角形一边的中点时,应先构造三角形,再构造三角形中位线。

考点4 构造圆求角的度数

例4 如图所以


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已知AB=AC=AD,∠CBD=2∠BDC,∠BAC=44度,则∠CAD的度数为()

A.68度 B.88度 C.90度 D.112度

【解析】因为AB=AC=AD,所以点B,C,D在以点A为圆心,AB为半径的圆上。因为∠CBD=2∠BDC,∠CAD=2∠CBD,∠BAC=2∠BDC,所以∠CAD=2∠BAC。又因∠BAC=44度,所以∠CAD=2∠BAC=88度,故选B

【点评】本题主要考查了圆周角定理及其推论等几何知识及其应用。解题的方法是构造辅助圆,将分散的条件集中;解题的关键是灵活运用圆周角定理及其推论等几何知识来分析,判断,推理和解答。


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