每天資訊已知條件是“建築材料”,結論是“建築”,構造性證明是“搭建”

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已知條件是“建築材料”,結論是“建築”,構造性證明是“搭建”

廢話不多說,先看一個例題:任何一個函式都可寫成一個奇函式與偶函式的和。

該命題是一個很簡單的陳述,可以對任意的函式記為f(x),那接下來的疑問就是這裡的奇函式和偶函式分別是什麼呢?這似乎是再自然不過的邏輯了,事實上很多可使用構造方法的問題,並不這麼容易有思路!這裡只要能找到滿足條件的奇函式和偶函式,問題就解決了,似乎這是唯一的難點。我們的線索就只有函式f(x),那是不是應該從f(x)入手去構造奇函式和偶函式呢?OK,接下來就是見證奇蹟的時刻!

已知條件是“建築材料”,結論是“建築”,構造性證明是“搭建”

在解數學題時,常常會採用這樣的方法,即透過對條件和結論的分析,構造出圖形、方程(組)、等式、函式、等價命題等輔助元素,再透過構造的輔助元素架起一座連線條件和結論的橋樑,從而使問題得以解決,那麼什麼是構造性方法呢?

要證明一個數學命題:存在一個x滿足A。如果能具體地給出滿足性質A的一個或能找到一個機械的程式,使按其進行有限步驟後,就能確定滿足性質A的這個x。這樣的方法稱為構造性方法。與之相比較,數學中應用反證法作的純存在性的證明稱為非構造性方法。

已知條件是“建築材料”,結論是“建築”,構造性證明是“搭建”

打個比方:構造法的成功使用,解題人就像一個精明的“建築師”,不僅要思考作為已知資訊的“建築材料”,還要時刻記住將要搭建的“建築”,即符合命題要求的事物。構造方法就是對應的建築方法啦!

運用構造法,可以使代數、三角、幾何等各種數學知識互相滲透,有利於問題的解決。其目的是透過構造的圖形等提示已知與未知的關係,確定論證的出發點,使證題思路豁然開朗。

構造法的分類

用構造法處理數學問題,主要有

構造矛盾、構造輔助元素和構造結論

三種。

構造矛盾

多用於反證法的使用過程中,把原命題結論否定之後,利用否定後的命題構造出一個能夠明顯暴露命題錯誤的物件,一旦構造出該物件,矛盾也就現出原形了,從而使原命題得證。

構造輔助元素

是為了使題目的條件和結論能夠透過所構造的輔助元素而發生聯絡。在對問題進行分析和轉化的過程中,常常會發現在尋找解題途徑的思維上,需要添進一些題目所給已知條件之外的其他數學物件,才能互相銜接起來,這些已知條件之外的數學物件就是所要構造的輔助元素。比如平面或立體幾何中,常常考慮新增輔助線,往往從待證開始“倒敘”分析所需要的的數學物件。

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構造結論

是按照命題的要求和條件,構造出所敘述的數學物件,有相當多的數學命題是斷言存在某種性質的數學物件,或者是斷言某種數學物件具有某種特定的性質,對於這類數學命題,證明的關鍵是構造出符合要求的數學物件。用構造結論的方法對數學命題作出證明,稱為“構造性證明“。

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