江蘇省海門實(shí)驗(yàn)學(xué)校 成春霞
在高中的數(shù)學(xué)教學(xué)中,通過(guò)解題來(lái)鍛煉學(xué)生的思維能力是非常重要的內(nèi)容。分類討論思想主要體現(xiàn)在數(shù)列、求解函數(shù)、立體幾何、解析幾何、不等式、概率等數(shù)學(xué)知識(shí)中。在高中數(shù)學(xué)解題過(guò)程中,一般都是解到一定程度,問(wèn)題不斷復(fù)雜,無(wú)法再用較為統(tǒng)一、標(biāo)準(zhǔn)的方法進(jìn)行解題,這種情況就需要利用一定條件,然后列出若干個(gè)可能,根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行解題,從而找到答案。這種解題方法就是由大化小、由一般化特殊的方式。
在高中數(shù)學(xué)中與函數(shù)相關(guān)的題目比較多,而且很多函數(shù)的表現(xiàn)形式存在不確定性,也是采取分類討論方法進(jìn)行解題的最佳項(xiàng)目,在解題過(guò)程中,要熟練掌握函數(shù)分類討論的基礎(chǔ)理論知識(shí),根據(jù)函數(shù)的特征進(jìn)行解題,根據(jù)函數(shù)題目設(shè)置的情景進(jìn)行分析。
例1 已知b為實(shí)數(shù),假設(shè)f(b)=b10-b5+b2-b+1,求b為何值,f(b)﹥0。
分析:首先,根據(jù)該問(wèn)題設(shè)置的情景進(jìn)行分析,這種題目屬于多項(xiàng)求和的類型,所有參數(shù)的底數(shù)都是相同的,而指數(shù)函數(shù)本身有單調(diào)性特征,單調(diào)性和底數(shù)之間是存在關(guān)系的,學(xué)生可以在這個(gè)分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行解題討論:
情景1:如果b=1或b=0,這個(gè)時(shí)候解出的是固定值1,所以,b=1和b=0滿足要求;
情景2:如果b<0,這時(shí)指數(shù)的偶次冪是正數(shù),奇次冪是負(fù)數(shù),從而求出f(b)的值大于等于1,所以b<0滿足要求;
情景3:如果b>1,則函數(shù)f(b)具有增函數(shù)的特征,這時(shí)求出的函數(shù)值都是大于1的,所以b>1滿足要求;
情景4:如果0<b<1,這時(shí)該函數(shù)具有減函數(shù)的特征,而b5<b2,代入不等式中進(jìn)行分析,求出的函數(shù)值是大于0的。
上述這四種情景分析的結(jié)果表明,b取任意實(shí)數(shù),求出的f(b)的值都是大于零的。
解上述函數(shù)題目技巧:高中數(shù)學(xué)中的函數(shù)一般比較抽象,想要更好更加詳細(xì)地分析出函數(shù)問(wèn)題,首先要對(duì)高中數(shù)學(xué)分類討論知識(shí)進(jìn)行理解,同時(shí)對(duì)于多種函數(shù)類型進(jìn)行總結(jié)和歸納,找出解答函數(shù)題型的規(guī)律,從而在這個(gè)基礎(chǔ)上總結(jié)出解題的方法,這也是使用分類討論進(jìn)行解題的重要對(duì)策。
在高中數(shù)學(xué)解題中,也有很多題型是以數(shù)學(xué)概念為主的,設(shè)置相關(guān)的數(shù)學(xué)問(wèn)題情景,像這類數(shù)學(xué)問(wèn)題,一般也需要進(jìn)行分類討論來(lái)解決。這里選擇一個(gè)有關(guān)絕對(duì)值概念的題目:
分析:在這類題型中,學(xué)生首先要對(duì)絕對(duì)值的相關(guān)概念有所了解,之后對(duì)問(wèn)題給出的三個(gè)值進(jìn)行分析,最后計(jì)算出所有的結(jié)果。
情況1:如果a,b,c三個(gè)數(shù)字均是負(fù)數(shù),將其代入公式,根據(jù)絕對(duì)值的特點(diǎn)進(jìn)行求解,得出的值是-3;
情況2:如果a,b,c三個(gè)數(shù)均是正數(shù),然后進(jìn)行公式分析,得出的結(jié)果是3;
情況3:如果a,b,c三數(shù)中有一個(gè)是負(fù)數(shù),其他兩個(gè)是正數(shù),這時(shí)得出的結(jié)果是1;
情況4:如果這三個(gè)數(shù)中有兩個(gè)是負(fù)數(shù),剩余一個(gè)是正數(shù),此時(shí)解出的值是-1。
解題技巧分析:根據(jù)上述的分析可以得出該式的結(jié)果,可以看出這種題目考查的就是學(xué)生對(duì)絕對(duì)值概念的掌握,另外也說(shuō)明學(xué)生也要對(duì)分類討論的相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行了解。
概率統(tǒng)計(jì)問(wèn)題是屬于計(jì)數(shù)型的題目,一般也是采取分類討論的方式進(jìn)行概率情景分析。
例3 目前某校招聘了5位實(shí)習(xí)的英語(yǔ)老師,校長(zhǎng)想要高一年級(jí)的三個(gè)班中均至少有一位實(shí)習(xí)教師,想要滿足校長(zhǎng)的需求,請(qǐng)問(wèn)有幾種選擇?
分析:學(xué)生在解答這類題目時(shí),要有清晰的思路,同時(shí)熟練應(yīng)用分類討論的方法進(jìn)行解題。
情況1:將5個(gè)實(shí)習(xí)教師分成3組進(jìn)行討論,其中有一個(gè)組有3人,另兩組分別有1人,根據(jù)這種方式分成的組有10種,之后對(duì)三組進(jìn)行合理劃分,采取的方式,得出結(jié)果有60種分配方式。
情況2:將2位實(shí)習(xí)教師分成三組,有兩組是2個(gè)人一組,剩余一組是1個(gè)人一組,根據(jù)概率統(tǒng)計(jì)知識(shí)進(jìn)行分析得出有15種方法,在這個(gè)基礎(chǔ)上對(duì)3組進(jìn)行合理劃分,即15得出結(jié)果有90種分配方式。
根據(jù)上述的分析可知,分配方案共有150種。
解題技巧:這類問(wèn)題首先要詳細(xì)分組,在分組的原則上再進(jìn)行討論,根據(jù)不同的情況進(jìn)行詳細(xì)分析,避免遺漏,同時(shí)也不要進(jìn)行重復(fù)分析,這樣才能找出所有相關(guān)的答案。
綜上所述,使用分類討論的方法對(duì)高中數(shù)學(xué)題進(jìn)行分析,是解決一些邏輯比較復(fù)雜的問(wèn)題的最佳方法,而且分類討論思想可以很好地鍛煉學(xué)生的邏輯思維能力,而且在解各種問(wèn)題時(shí)也可以總結(jié)出不同題型的規(guī)律,從而提高學(xué)生數(shù)學(xué)解題的能力,增強(qiáng)學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的興趣。
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