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分類討論是一種重要的數(shù)學(xué)思想,也是一種邏輯方法,同時(shí)又是一種重要的解題策略.它體現(xiàn)了化整為零、積零化整的思想與歸類整理的方法,它能揭示數(shù)學(xué)對(duì)象之間的內(nèi)在規(guī)律,有助于學(xué)生總結(jié)歸納數(shù)學(xué)知識(shí),使所學(xué)知識(shí)條理化.每年高考都有考查分類討論這一數(shù)學(xué)思想,可以反映考生對(duì)分類標(biāo)準(zhǔn)理解的深度,具有一定的探索性,而且分類討論問題綜合性強(qiáng),能力要求高,思維力度大,內(nèi)在聯(lián)系密切,思維方法靈活,致使很多考生在有關(guān)分類討論的題目中失分較多.下面就來介紹分類討論的類型.
一、概念型分類討論
有一些問題所涉及的數(shù)學(xué)概念是分類進(jìn)行定義的.如|a|的定義分a>0,a=0,a<0三種情況.這種分類討論題型可以稱為概念型.
例1 關(guān)于x的方程x2-12-x2-1+k=0,給出下列四個(gè)命題:
①存在實(shí)數(shù)k,使得方程恰有2個(gè)不同的實(shí)根;
②存在實(shí)數(shù)k,使得方程恰有4個(gè)不同的實(shí)根;
③存在實(shí)數(shù)k,使得方程恰有5個(gè)不同的實(shí)根;
④存在實(shí)數(shù)k,使得方程恰有8個(gè)不同的實(shí)根.
其中假命題的個(gè)數(shù)是( ).
A.0 B.1 C.2 D.3
分析 本題中含有參變量k以及絕對(duì)值符號(hào),不同取值會(huì)導(dǎo)致問題的結(jié)論有多種情況或多種不同結(jié)果.
解 由題意可設(shè)x2-1=t(t≥0)①,則方程化為t2-t+k=0②,作出函數(shù)y=x2-1的圖像,結(jié)合函數(shù)的圖像可知:(1)當(dāng)t=0或t>1時(shí),方程①有2個(gè)不相等的根;(2)當(dāng)0 二、性質(zhì)型分類討論 數(shù)學(xué)中有些問題涉及的數(shù)學(xué)定理、公式和運(yùn)算性質(zhì)、法則等是有范圍或者條件限制,或是分類給出的.如等比數(shù)列的前n項(xiàng)和的公式,分q=1和q≠1兩種情況.這種分類討論題型可以稱為性質(zhì)型. 例2 已知loga2x+1>loga3-x(a>0且a≠1),則x的取值范圍是 . 分析 由對(duì)數(shù)函數(shù)的性質(zhì)可知:當(dāng)a>1時(shí),函數(shù)y=logax在0,+∞上是增函數(shù);當(dāng)0 解 當(dāng)0 ∵loga2x+1>loga3-x, ∴2x+1>0, 3-x>0, 2x+1<3-x,解得:-12 當(dāng)a>1時(shí),函數(shù)y=logax在0,+∞上是增函數(shù). ∵loga2x+1>loga3-x ∴2x+1>0, 3-x>0, 2x+1>3-x,解得:23 綜上所述,當(dāng)01時(shí),x的取值范圍是23,3. 三、化歸型分類討論 數(shù)學(xué)中有些實(shí)際問題涉及含有約束條件,通過分類討論,使復(fù)雜問題化為簡(jiǎn)單問題.這種分類討論題型可以稱為化歸型. 例3 某外語(yǔ)組有9人,每人至少會(huì)英語(yǔ)和法語(yǔ)中的一門,其中7人會(huì)英語(yǔ),3人會(huì)法語(yǔ),從中選出會(huì)英語(yǔ)和會(huì)法語(yǔ)的各1人,有多少種不同的選法? 分析 本問題中要完成一件事是“從9人中選出會(huì)英語(yǔ)與法語(yǔ)各1人”,根據(jù)已知條件9人中既會(huì)英語(yǔ)又會(huì)法語(yǔ)只有1人.因此可根據(jù)此人是否當(dāng)選,將選法分為三類:(1)此人不當(dāng)選;(2)此人按英語(yǔ)當(dāng)選;(3)此人按法語(yǔ)當(dāng)選. 解 既會(huì)英語(yǔ)又會(huì)法語(yǔ)的有7+3-9=1人,僅會(huì)英語(yǔ)的有6人,僅會(huì)法語(yǔ)的有2人,先分類,后分步. 先從僅會(huì)英語(yǔ)或法語(yǔ)的人中各選1人,有6×2種選法;從僅會(huì)英語(yǔ)與英語(yǔ)和法語(yǔ)都會(huì)的人中各選1人,有6×1種選法;從僅會(huì)法語(yǔ)與英語(yǔ)和法語(yǔ)都會(huì)的人中各選1人,有2×1種選法. 根據(jù)分類計(jì)數(shù)原理,共有6×2+6×1+2×1=20種不同的選法. 點(diǎn)評(píng) 實(shí)際問題常見的有排列組合問題、概率統(tǒng)計(jì)問題、應(yīng)用問題等,常常要進(jìn)行分類討論.求解這類問題的關(guān)鍵是抓住題設(shè)的條件的特點(diǎn)和問題的特殊性,選擇恰當(dāng)?shù)姆诸悩?biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分類討論. 總之,分類討論思想在高考解題中的應(yīng)用非常廣泛.分類討論思想的運(yùn)用,對(duì)我們思維能力、分析能力、知識(shí)與方法綜合運(yùn)用的能力要求較高.我們?cè)诜诸愑懻摃r(shí)應(yīng)該根據(jù)題目的特點(diǎn),適當(dāng)選擇思考問題的視角,準(zhǔn)確識(shí)別各種類型,熟練運(yùn)用各種類型的解決方法.教學(xué)中若能注意這方面的訓(xùn)練,對(duì)于優(yōu)化我們的思維品質(zhì),培養(yǎng)我們的創(chuàng)新意識(shí),提高我們的思維能力都是非常有益的.