所謂分類討論思想是指在解決某些數(shù)學問題時,其解決過程包括多種情形,不可一概而論,難以用統(tǒng)一的形式或同一種方法進行處理,需要根據(jù)所研究的對象在性質(zhì)上存在的差別,按一定標準把原問題分為幾個不同的種類,并對每一類逐一地加以分析和討論,再把每一類結(jié)果和結(jié)論進行匯總,最終使得整個問題在總體上得到解決。
一、分類討論思想在方程中的應(yīng)用
例:關(guān)于x的方程(m-2)x2-2x+1=0有實根,求m的取值范圍。
解:①當m-2=0即m=2時,方程-2x+1=0有一個根為x= ;
②當m-2≠0即m≠2時,方程為一元二次方程。
且當b2-4ac=-4m+12≥0即m≤3時,原方程有兩個實數(shù)根
綜上所述,當m≤3時,方程(m-2)x2-2x+1=0有實根。
二、分類討論思想在特殊三角形中的應(yīng)用
例:已知四邊形ABCD中,△ABC是邊長為2的等邊三角形,△ACD是一個含30°角的直角三角形且D在△ABC的外部,求四邊形ABCD的對角線BD的長。
解:①以點A為直角頂點,點D為30°角頂點,或點C為直角頂點,點D為30°角頂點。
在△ACD中,∠CAD=90°,∠ADC
=30°,AC=2∴AD=2√3。
過點D作DE⊥BA的延長線于E,∵∠BAC=60°,∠CAD=90°∴∠DAE=30°在△ADE中,∠AED=90°,∠DAE=30°AD=2√3∴DE=√3,AE=3,∴BE=5,∵DB2=DE2+BE2,∴BD=2√7。
②點C為直角頂點,點A為30°角頂點或點A為直角頂點,點C為30°角頂點,在△ACD中,∠ACD=90°,∠CAD=30°,AC=2∴AD= √3∵∠BAC=
60°,∠CAD=30°∴∠BAD=90°∴DB2=AB2
+AD2∵AB=2,AD= √3∴BD= √21。
③以點D為直角頂點,點C為為30°角頂點或點D為直角頂點,點A為30°角頂點在△ACD中,∠ADC=90°,∠ACD=30°,AC=2∴CD=√3∵∠ACB=60°,∴∠BCD=
90°∴DB2=BC2+CD2∵CB=2,CD=√3∴BD
=√7。
綜合以上,BD的長為2√7或 √21或√7。
三、分類討論在動態(tài)型幾何中的應(yīng)用
例:如圖,在直角坐標系中,梯形ABCD的底邊AB在x軸上,底邊CD的端點D在y軸上。直線CB的表達式為y=- x+ ,點A、D的坐標分別為(-4,0),(0,4)。動點P從A點出發(fā),在AB上勻速運行。動點從點B出發(fā),在折線BCD上勻速運行,速度均為每秒1個單位。當其中一個動點到達終點時,它們同時停止運動。設(shè)點P運動t(秒)時,(不能構(gòu)成△OPQ的動點除外),求△OPQ s關(guān)于t的函數(shù)關(guān)系式。
解:在梯形ABCD中,AB∥CD,∵D的坐標為(0,4)∴把y=4代入y=- x+ ,得x=1。
∴C點的坐標為(1,4)。
當y=0時,- x+ =0,∴x=4?!帱cB坐標為(4,0)。
過點C作CM⊥AB于M(如圖1),則CM=4,BM=3。
∴BC=√CM2+BM2=√32+42=5。
∴sin∠ABC= = 。
當點P在AO上即0<t<4時,
點Q在BC上,作QN⊥OB于N,(如圖1)
則QN=BQ·sin∠ABC= t。
∵AP=t,∴OP=4-t
∴S= OP·QN= (4-t)× t =- t2+ t。
當P在OB上,而點Q在BC上即4<t≤5時作QN⊥OB于N。(如圖2)同理可得QN= t,OP=t-4,∴S= OP·QN= ×(t-4)× t=- t2+ t。
當點P在仍O(shè)B上,而點Q在CD上即5<t≤6時,(如圖3)
OP=t-4,點Q到OP邊上的高線等于OD的長∴S= ×OP×OD= (t-4)×4=2t-8。
綜合以上:△OPQ的面積為s與運動時間t之間的函數(shù)表達式為
四、分類討論在相似三角形的應(yīng)用
例:在梯形ABCD中,AB∥CD,∠ABC=90°,AB=3,CD=2,BC=7,在腰BC上取一點P,使以A、B、P為頂點的三角形與以C、D、P為頂點的三角形相似,求BP的長。
解:在梯形ABCD中,AB∥CD,∠ABC=90°∴∠C=90°∴∠ABC=∠C,要使以A、B、P為頂點的三角形與以C、D、P為頂點的三角形相似,分以下兩種情況:不妨設(shè)BP=x,則:
①當 = 時,△ABP∽△PCD,即 = 解得:x=1或x=6;②當 = 時,△ABP∽△DCP,即 = 解得:x= 。
∴當BP=1或6或 時,以A、B、P為頂點的三角形與以C、D、P為頂點的三角形相似。
綜合以上,我們知道學習數(shù)學,很重要的一個方面,就是掌握一系列的數(shù)學方法,而分類討論思想就是其中的一技,也是近幾年中考的熱點,學生應(yīng)該在學習中思考,在思考中總結(jié),這樣才能真正地做到融會貫通,才能提高學生全面考慮問題的能力、培養(yǎng)周密嚴謹?shù)臄?shù)學素養(yǎng),達到學生解題能力和思維能力的進一步的提升。