死
死心眼
同一个数学问题,所给的对象如不能进行统一的研究,那么就需要对其各种情况加以分类,并逐类求解,然后综合得解,这就是分类讨论。它是数学中一种重要的思想方法和解题策略,它体现了化整为零与积零为整的思想与归类整理的方法。
分类讨论的思想几乎涉及到中学数学内容的各个部分,渗透到各个章节。对学生的综合能力,逻辑划分能力,分析问题与解决问题能力都提出了较高的要求。但从笔者从事的高三数学复习工作中,学生忽视分类讨论或讨论中发生逻辑错误现象屡见不鲜。其重要原因是对数学知识的了解缺乏完整性和深刻性,不能明确讨论的动因,即认识为什么要分类讨论。下面结合一些实例,谈一谈笔者对分类讨论思想之我见。
1.在分类讨论中,要明确讨论的原因,寻求分类的依据,确定分类的标准,进行合理的分类。
分析:有许多数学概念本身就是按分类定义的。绝对值概 例1:解不等式│x-5│-│2x+3│<1
念就是如此,当a>0时│a│=a;当a<0时,│a│=-a,&127;为去掉绝对值符号,就要采取“零点分区间”法来分类讨论。
泙 3
解:1)当x<- -时,原不等式变为5-x+2x+3<1
洈 2
x<-7
3
2)当- -5时,原不等式变为x-5-2x-3<1
x>5
泙 1
原不等式解集为{x│x<-7或x>-}
洂 3
泙 a攩x攪-a攩-x攪
例2:已知a>0,a=1,b R,解方程───=b
a攩x攪+a攩-x攪
洂 分析:有些运算有一定条件的限制,在解题中,要施行这些运算,并要突破相应的限制,就要分类讨论。本例中除法要求除式不为零;对数运算其真数应为正数都是分类的标准。
泙 a攩x攪-a攩-x攪
解:由───=b得(1-b)a攩2x攪=1+b
洂 a攩x攪+a攩-x攪
1)当b=1时,原方程无解;
泙 1+b
2)当b=1时,原方程同解于a攩2x攪= ---
洂 1-b
泙 1+b 1 1+b
若-10 x=-log攬a攭---
洂 1-b 2 1-b
泙 1+b
若b>1或b<-1,则---<0 原方程无解。
洂 1-b
泙 1 1+b
综上所述,当且仅当-12
分析:有些数学性质,公式或定理在不同条件下,有不同的结论。解题时,若要应用这些性质,公式或定理,就需分类讨论。本问题涉及函数的单调性,因此必须考虑对数函数的增减性,对其底数取值范围进行分类讨论。在此讨论中,如果以主变量为讨论对象,则应将各类讨论中解得结果并在一起作为问题的结论。如果以参变量为讨论对象,则应用分类叙述的方法表示其结论。
泙 5x攩2攪-8x+3>0 3
解:1)当x>1时 x>-
洅 5x攩2攪-8x+3>x攩2攪 2
泙 5x攩2攪-8x+3>0 1 3
2)当0-或-0,记T攬n攭=S攬n攭+2n,W=──,求limW攬n攭。
泹 分析:本例中求S攬n攭时应用等比数列求和公式,需要对r进行一
泙级分类,然后根据limq攩n攪的存在性,对r进行二级分类,最后求得泹 n
泙limW攬n攭。
n
泙櫧 1 1 1
解:由已知S攬n攭=(r攩2攪+r攩4攪+......+r攩2n攪)+(- + - +......+ ---)-2n
櫨泹 r攩2攪 r攩4攪 r攩2n攪
1)当r=1时,S攬n攭=n+n-2n=0 T攬n攭=2n
泙 2n n
W=──=--- limW攬n攭=1
泹 2n+2 n+1 n
泙 1 1
r攩2攪(1-r攩2n攪) ─(1- ---)
r攩2攪 r攩2n攪
2)r=1时,Sn=──────── + ----------- -2n
1
1-r攩2攪 1- ─
泹 r攩2攪
泙 r攩2攪(1-r攩2n攪)(1+r攩2n+2攪)
=────────── -2n
泹 (1-r攩2攪)r攩2n攪
泙 (1-r攩2n攪)(1+r攩2n+2攪)
T攬n攭=────────
泹 (1-r攩2攪)r攩2n攪
泙 T攬n攭 r攩2攪(1-r攩2n攪)(1+r攩2n+2攪)
W攬n攭=──=─────────
泹 T攬n+1攭 (1-r攩2n+2攪)(1+r攩2n+4攪)
泙 a)当01时,limW攬n攭=─
泹 n r攩2攪
洅 3.在分类讨论中,要克服动辄加以讨论的思维定势,要充分挖掘问题的特殊性,多审视参数,简化讨论的过程,以提高分类讨论的效益,甚至避免分类讨论。
例5:已知三条抛物线Y=x攩2攪-x+m,Y=x攩2攪+2mx+4,Y=mx攩2攪+mx+m-1
中至少有一条与x轴相交,试求实物m的取值范围。
分析:本例中不要急于直接分类讨论,应认真审查题目的特点。若从反面进行思考,则可避免分类讨论。
解:从题设的反面:“三条抛物线均不与X轴相交”出发,泙 1-4m<0
则有 4m攩2攪-16<0
洅 m攩2攪-4m(m-1)<0且m=0
泙 4 4
解得-2
洅 3 3
以上所述是笔者对分类讨论思想的浅见,当问题中含有变化不定因素,且直接影响解题进程或影响完整结论的取得时,必须进行讨论。为了帮助学生掌握这些分类依据,在知识复习过程中要强调有关分类叙述的性质、公式的应用。对每一单元涉及分类讨论知识及时集中总结,形成完整的知识网络。
平时要加强讨论训练,在解决实际问题中体会,掌握分类标准。还需要有较强的分类意识,要善于挖掘问题中隐含的分类条件,需要思维的灵活性和慎密性,这些就需要在实践过程中培养和提高。
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