陳軍勝
摘 要:在研究數(shù)學(xué)問題中常常需要通過分類討論解決問題,本文從滲透在教材中的分類思想出發(fā),結(jié)合例題闡述了分類討論的思想方法中分類的原則、分類討論的步驟和分類討論的應(yīng)用,體現(xiàn)分類討論思想在初中數(shù)學(xué)解題中的作用和地位。
關(guān)鍵詞:分類討論思想;原則;步驟;初中數(shù)學(xué)中的分類討論;分析;評注
在我們的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中,常遇到同一問題出現(xiàn)不同情形的情況,處理此類問題,需要我們對問題按類別分出幾種不同的情況,然后逐一加以解決.這種解決問題的方法體現(xiàn)的就是我們數(shù)學(xué)中的分類討論思想.本文擬對初中數(shù)學(xué)分類討論方法通過例題作一研究和分析,以饗讀者。
一、分類討論的原則
解決分類討論問題,必須弄清楚分類的方法和原則,要考慮研究對象的特征,依據(jù)問題出現(xiàn)的不同情形,劃分為不同類型加以分析和研究.一般來說,分類時必須遵循以下原則:一是分類中的每個分支是相互獨(dú)立的,不能有重復(fù)情況出現(xiàn);二是分類時標(biāo)準(zhǔn)要統(tǒng)一,不能有遺漏情況出現(xiàn);三是分類討論應(yīng)逐級進(jìn)行。
二、分類討論的步驟
第一、確定研究對象的整體范圍;第二、確定分類標(biāo)準(zhǔn),合理地進(jìn)行分類;第三、逐級對所分類別進(jìn)行討論,獲取階段性結(jié)果;第四、綜合各級結(jié)果,得出最終結(jié)論。
三、初中數(shù)學(xué)中的分類討論
初中數(shù)學(xué)分類討論的知識點(diǎn)有三大類:一是代數(shù)類。如絕對值、方程及根的定義,函數(shù)的定義以及點(diǎn)(坐標(biāo)不確定)所在象限等.二是幾何類.如各種圖形的位置關(guān)系,未明確對應(yīng)關(guān)系的全等或相似的可能對應(yīng)情況等.三是綜合類:代數(shù)與幾何類分類情況的綜合運(yùn)用。 下面通過一些例題來說明初中數(shù)學(xué)中常見的幾種分類討論思想。
(一)根據(jù)絕對值的幾何意義進(jìn)行分類討論
例1.如果|x|=2015,|y|=4,且x 分析:此題的問題是求x、y的值,但由于2015和-2015的絕對值都等于2015,4和-4的絕對值都等于4,所以要注意分類討論,由限制條件x 解:因?yàn)閨x|=2015,所以x=2015或x=-2015; 因?yàn)閨y|=4,所以y=4或y=-4; 由于x (二)根據(jù)等腰三角形中的隱含條件進(jìn)行分類討論 1.在等腰三角形中求邊:等腰三角形中,對給出的邊可能是腰,也可能是底邊,所以我們要進(jìn)行分類討論 例2.已知等腰三角形的一邊等于5,另一邊等于6,則它的周長等于16或17. 評注:此題是從等腰三角形中腰的不確定性進(jìn)行分類的 2.在等腰三角形中求角:等腰三角形的一個角可能指底角,也可能指頂角,所以必須分情況討論 例3.已知等腰三角形的一個內(nèi)角為75°則其頂角為 30°或75 評注:此題是從等腰三角形中頂角的不確定性進(jìn)行分類的 3.由于等腰三角形的腰與底不確定而進(jìn)行的分類 例4.在直角坐標(biāo)系中,O為坐標(biāo)原點(diǎn),已知A(1,1)在坐標(biāo)軸上確定點(diǎn)P,使得△AOP為等腰三角形,則符合條件的P點(diǎn)共有8個。 分析:由于等腰三角形的腰與底不確定,往往存在三種情況,這里體現(xiàn)了分類討論的思想,△AOP的三邊兩兩分別相等,①OA=OP,②AO=AP,③PO=PA,這個過程需要在備用圖中試畫“兩圓一線”。只有畫出來才能求出來,所以這一步在整個問題中是相當(dāng)關(guān)鍵的,注意不要重復(fù)和遺漏。 (三)根據(jù)相似三角形中的隱含條件進(jìn)行分類討論 1.針對對應(yīng)邊不確定而進(jìn)行的分類 例5.如果一個直角三角形的兩條邊長分別是6和8,另一個與它相似的直角三角形邊長分別是3、4及x,那么x的值為 解析:當(dāng)直角邊為6,8時,且另一個與它相似的直角三角形3,4也為直角邊時,x的值為5,當(dāng)8,4為對應(yīng)邊且為直角三角形的斜邊時,x的值為 2.針對應(yīng)角不確定而進(jìn)行的分類 例6. 如圖3,∠A=50°,∠B=60°,一直線l與△ABC的邊AC、AB邊相交于點(diǎn)D、E兩點(diǎn),當(dāng)∠ADE為多少度時,△ABC與△ADE相似。 分析:顯然∠C=70°,∠A是△ABC和△ADE的公共角,如果∠ADE等于∠C或∠B,那么△ABC與△ADE相似. 解:(1)當(dāng)∠ADE=∠C=70°時,△ABC∽△AED. (2)當(dāng)∠ADE=∠B=60°時,△ABC∽△ADE. 所以當(dāng)∠ADE等于70°或60°時△ABC與△ADE相似. 3.針對圖形的位置不確定而進(jìn)行的分類 例7、如圖,Rt△ABC中,∠ACB=90°,∠ABC=60°,BC=2cm,D為BC的中點(diǎn),若動點(diǎn)E以1cm/s的速度從A點(diǎn)出發(fā),沿著A→B→A的方向運(yùn)動,設(shè)E點(diǎn)的運(yùn)動時間為t秒(0≤t<6),連接DE,當(dāng)△BDE與△ABC相似時,t的值為2或3.5或4.5 。 分析:由Rt△ABC中,∠ACB=90°,∠ABC=60°,BC=2cm,可求得AB的長,由D為BC的中點(diǎn),可求得BD的長,然后分別從若∠DBE=90°與若∠EDB=90°時,去分析求解即可求得答案. (四)根據(jù)圓中的隱含條件進(jìn)行分類討論 1.圓周角的頂點(diǎn)位置不確定需分類 例8、在半徑為5cm的⊙O中,弦AB=5cm,點(diǎn)C是⊙O上任意一點(diǎn)(不與A、B重合)。則∠ACB=30°或150°。 解析:一般地,弦的兩個端點(diǎn)分圓所成的兩條弧一條為優(yōu)弧,一條為劣弧。當(dāng)點(diǎn)C在優(yōu)弧AB上時,∠ACB=30°;當(dāng)點(diǎn)C在劣弧AB上時,∠ACB=150°. 2.兩平行弦相對于圓心的位置不確定需分類 例9、已知⊙O的直徑為10cm,弦AB=8cm,弦CD=6cm,且AB∥CD,則AB和CD之間的距離為1cm或7cm . 解析:分弦AB、CD在圓心O的同側(cè)和異側(cè)兩種情況計(jì)算. 解析:分兩圓心在公共弦的同側(cè)和異側(cè)兩種情況計(jì)算. 值得一提的是,分類討論思想涉及初中數(shù)學(xué)的全部知識點(diǎn),關(guān)鍵是分清引起分類的原因,明確分類討論的對象和標(biāo)準(zhǔn),按可能出現(xiàn)的所有情況做到準(zhǔn)確分類,再分別加以求解,最后將各類結(jié)論綜合歸納,得出正確答案。