分類討論是一種重要的數(shù)學(xué)思想,在中學(xué)數(shù)學(xué)中占有重要的位置。當(dāng)然,利用分類討論思想解題,有時(shí)難免會(huì)使問題的解決過程變得冗長(zhǎng)。因此,我們希望在解題過程中盡量避免由人為因素引起的分類討論。
在解題過程中,如何避免人為引起的分類討論。下面,我提出幾點(diǎn)建議,供學(xué)生復(fù)習(xí)時(shí)參考。
一、繞開討論因素
對(duì)有些從表面上似乎需要分類討論的數(shù)學(xué)問題,只要能夠借助相關(guān)的數(shù)學(xué)概念、性質(zhì)等就可以繞開引起分類討論的因素,從而回避分類討論。
例1.設(shè)a>0且a≠0,0 簡(jiǎn)析:從表面看,底數(shù)a可能引起分類討論,但借助對(duì)數(shù)換底公式,就能繞開由a引起的討論。 ∵0 =-log1+x(1-x)=log1+x■>log1+x(1+x)=1 ∴l(xiāng)oga(1+x)>loga(1-x) 例2.已知圓C方程為:x2+y2=4。直線l過點(diǎn)P(1,2),且與圓C交于A、B兩點(diǎn),若AB=2■,求直線l的方程。 簡(jiǎn)析:本題若設(shè)直線l的方程為y-2=k(x-1),則將由斜率k引發(fā)分類討論。但設(shè)所求的直線l的方程為x-1=t(y-2),即x-ty+2t-1=0. 根據(jù)題設(shè), ■=1?圯3t2-4t=0?圯t1=0,t2=■. 所求直線l的方程是x=1,3x-4y+5=0. 這顯然繞開了由斜率k引起的分類討論。 二、合理進(jìn)行設(shè)定 對(duì)于某些數(shù)學(xué)問題,在解題時(shí),能夠充分挖掘其隱含條件,就可以對(duì)問題進(jìn)行合理的設(shè)定,從而避免人為的分類討論。 例3.已知偶函數(shù)f(x)的定義域是(-2,2),且在[0,2)上為減函數(shù), f(m-1)>(1-2m),求m的取值范圍。 簡(jiǎn)析:由于f(x)是偶函數(shù),因此f(x)在區(qū)間(-2,0)與[0,2)的單調(diào)性不同。由此,需按m-1,1-2m的正負(fù)性來分類討論,而其中所涉及的情形有四種。這樣,不但過程復(fù)雜,運(yùn)算也繁瑣。 如果注意到f(x)是偶函數(shù),則可知f(x)=f(-x)=f(x). 則有f(m-1)=f(m-1), f(1-2m)=f(1-2m) 依題意得m-1<2,1-2m<2,m-1<1-2m,解得■ 例4.已知直線l1 ∶ x=1和直線l2 ∶ y=4x截得雙曲線的線段長(zhǎng)分別為2和4■,求雙曲線的方程。 簡(jiǎn)析:由于不能夠確定雙曲線的焦點(diǎn)在x軸還是在y軸上,可以合理選擇適當(dāng)?shù)碾p曲線形式,以避免引起分類討論。 設(shè)雙曲線方程為mx2-ny2=1(mn>0) 把x=1代入雙曲線方程可得 y=±■,由題意有2■=2?圯m=n+1.① 把y=4x代入雙曲線方程可得x=±■. 故直線l2截得的線段長(zhǎng)為■2■=4■?圯4m-64n=1.② 由①②可得m=■,n=■所求的雙曲線方程是■-■=1. 三、重視正難則反 對(duì)于從正面考慮分類討論在所難免的問題,從反面常??梢员苊夥诸愑懻?。 例5.已知函數(shù)f(x)=■,g(x)=2mx-m如果對(duì)滿足m≤1的一切實(shí)數(shù)都有f(x)>g(x),求x的范圍。 簡(jiǎn)析:若由f(x)>g(x),得■>m(2x-1),再?gòu)慕鉄o理不等式入手,則分類討論難以避免。但若“反客為主”,把m視為變量,則無須分類討論。 命h(m)=(2x-1)m-■,則h(m)是一次函數(shù)或常值函數(shù)。欲使h(m)<0對(duì)于m≤1都成立,由函數(shù)h(m)的圖象直觀可知,當(dāng)且僅當(dāng)h(-1)<0且h(1)<0時(shí),滿足題設(shè)。 即1-2x-■<02x-1-■<0?圯2x-1<■,解得0 例6.從3名骨科、4名腦外科和5名內(nèi)科醫(yī)生中選派5人組成一個(gè)抗震救災(zāi)醫(yī)療小組,則骨科、腦外科和內(nèi)科醫(yī)生都至少有1人的選派方法種數(shù)是_____(用數(shù)字作答) 簡(jiǎn)析:對(duì)于本題,若從正面考慮問題,則分類討論在所難免。借助“正難則反”的思想方法,從12名醫(yī)生中選5人組成一個(gè)抗震救災(zāi)醫(yī)療小組的方法有C512種,其中不符合條件的選法有:無骨科醫(yī)生的選法C59種;無腦外科醫(yī)生的選法C58;無內(nèi)科醫(yī)生的選法C57種;無骨科醫(yī)生且無腦外科醫(yī)生的選法C55種,但在無腦外科醫(yī)生的選法C58中,也包括了全選內(nèi)科醫(yī)生C55的情況。故選派方法種數(shù)是C512-C59-C58-C57+C55=590. 上述這些例子可以說明,對(duì)于表面上需要分類討論的問題,在解題時(shí),應(yīng)當(dāng)審慎地選擇解題方法,盡量回避由于解法不當(dāng)引起人為的分類討論。 ?誗編輯 王夢(mèng)玉