葉玉妹
摘 要: 分類討論的思想方法在初中數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中有廣泛應(yīng)用.數(shù)學(xué)概念中的分類討論,性質(zhì)定理中的分類討論,開放條件中的分類討論,圖形變化中的分類討論,定理證明中的分類討論等,在教學(xué)過程中,應(yīng)該有意識(shí)地突出分類討論思想,并在具體教學(xué)過程中努力體現(xiàn),適時(shí)滲透,逐步強(qiáng)化分類意識(shí),養(yǎng)成善于分類的思維習(xí)慣.
關(guān)鍵詞: 數(shù)學(xué)思想 分類討論思想 數(shù)學(xué)素養(yǎng) 分類意識(shí)
初中數(shù)學(xué)中蘊(yùn)含的數(shù)學(xué)思想方法很多,最基本的數(shù)學(xué)思想方法有:化歸思想、數(shù)形結(jié)合思想、分類討論思想、方程思想、函數(shù)思想等.在這些基本思想方法中,分類討論的思想由于初中學(xué)生認(rèn)知能力、思維習(xí)慣、知識(shí)水平和教學(xué)內(nèi)容的限制,學(xué)生在運(yùn)用過程中感到特別困難,但分類思想在中學(xué)數(shù)學(xué)中又有極其廣泛的應(yīng)用,有必要對(duì)其加以重視.下面我們就看一看這種數(shù)學(xué)思想方法在初中數(shù)學(xué)教材中有哪些應(yīng)用,以便更好地利用數(shù)學(xué)教學(xué)提高學(xué)生的素質(zhì),使學(xué)生在今后的學(xué)習(xí)、生活中運(yùn)用這種數(shù)學(xué)思想方法解決遇到的實(shí)際問題.
一、數(shù)學(xué)概念中的分類討論
在初中教學(xué)內(nèi)容中,一些數(shù)學(xué)概念的定義,如絕對(duì)值的化簡,一元二次方程根的判別式等,都滲透著分類討論的數(shù)學(xué)思想.
案例1:解方程|5+x|-|3-x|=8.
析題:對(duì)于絕對(duì)值的問題要討論絕對(duì)值符號(hào)里的數(shù)的正負(fù),在|5+x|中有x﹥-5,x=-5,x﹤-5三種情況.在|3-x|中也有x﹥3,x=3,x﹤3三種情況,綜合以上三種情況本題可以分為:
(1)當(dāng)x﹥3時(shí),方程變形為(5+x)-[-(3-x)]=8恒成立,滿足x﹥3的數(shù)都是它的解.
(2)當(dāng)-5≤x≤3時(shí),方程變形為5+x-(3-x)=8,解之得x=3.
(3)當(dāng)x﹤-5時(shí),方程變形為-(5+x)-(3-x)=8,-8=8,與事實(shí)不符,方程無解.所以原方程的解是x≥3的一切實(shí)數(shù).
二、性質(zhì)定理中的分類討論
在數(shù)學(xué)解題教學(xué)中,有些數(shù)學(xué)定理、公式或性質(zhì)、法則是有條件或范圍是限制的,需要分類給出.
案例2:已知函救y=(m-1)x+(m-2)x-1(m是實(shí)數(shù)).如果函數(shù)的圖像和x軸只有一個(gè)交點(diǎn),求m的值.
析題:這里從函數(shù)分類的角度討論,分m-1=0和m-1≠0兩種情況研究解決.
當(dāng)m=l時(shí),函數(shù)就是一個(gè)一次函數(shù)y=-x-1,它與x軸只有一個(gè)交點(diǎn);
當(dāng)m≠1時(shí),△=(m-2)2+4(m-1)=0,得m=0,拋物線和x軸只有一個(gè)交點(diǎn).
三、開放條件中的分類討論
有些題目中的條件開放,致使求解結(jié)果不唯一,若對(duì)這類問題考慮不全面,就會(huì)時(shí)常發(fā)生漏解現(xiàn)象.
案例3:甲乙兩人分別從相距30km的A、B兩地同時(shí)相向而行,經(jīng)過3h后相距3km,再經(jīng)過2h,甲到B地所剩的路程是乙到A地所剩路程的2倍,求甲、乙兩人的速度.
析題:經(jīng)過3h后相距3km應(yīng)該分兩種情況:(1)當(dāng)3h后甲、乙兩人未相遇前相距3km;(2)當(dāng)3h后甲、乙兩人已相遇后相距3km.
四、圖形變化中的分類討論
分類討論思想是在解決問題出現(xiàn)不確定性時(shí)的有效方法.線段及端點(diǎn)的不確定;角的一邊不確定;三角形中邊或角不確定等,都需要我們正確運(yùn)用分類討論的思想加以解決.
1.等腰三角形的分類討論。
案例4:(1)已知等腰三角形的一邊等于3,另一邊等于4,則它的周長等于?搖?搖?搖?搖 ?搖.
析題:等腰三角形中,對(duì)給出的邊可能是腰,也可能是底邊,所以要進(jìn)行分類討論.
(2)已知等腰三角形的一個(gè)內(nèi)角為70°則其頂角為?搖?搖?搖?搖?搖.
析題:等腰三角形中對(duì)給出的一個(gè)角可能指底角,也可能指頂角,所以要進(jìn)行分類討論.
(3)等腰三角形一腰上的高與另一腰所成的夾角為45°,求等腰三角形頂角的度數(shù).
析題:依題意可畫出圖1和圖2兩種情形,分別為45°和135°.
2.直角三角形中,直角邊和斜邊不明確時(shí)需要分類討論。
案例5:已知3和4為直角三角形兩邊的長,則第三邊的長為?搖?搖?搖 ?搖?搖.
由于3和4是直角邊長還是斜邊長沒有明確,因此4可以是直角邊也可以是斜邊,需要分類討論.
3.相似三角形的對(duì)應(yīng)角(或邊)不確定而進(jìn)行的分類討論。
案例6:如圖3所示,在△ABC中,AB=6,AC=4,P是AC的中點(diǎn),過P點(diǎn)的直線交AB于點(diǎn)Q,若以A、P、Q為頂點(diǎn)的三角形和以A、B、C為頂點(diǎn)的三角形相似,則AQ的長為?搖?搖?搖 ?搖?搖.
五、定理證明中的分類討論
在證明圓周角定理時(shí),由于圓心的位置有在角的邊上、角的內(nèi)部和角的外部三種不同的情況,因此分三種不同情況分別討論證明.先證明圓心在圓周角的一條邊上這種最容易解決的情況,然后通過作過圓周角頂點(diǎn)的直徑,利用先證明情況分別解決圓心在圓周角的內(nèi)部和外部這兩種情況,這是一種從定理的證明過程中反映出來的分類討論的思想和方法.
總之,數(shù)學(xué)中的分類討論思想是一種非常重要的數(shù)學(xué)思想,通過加強(qiáng)數(shù)學(xué)分類討論思想的訓(xùn)練,有利于提高學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣,培養(yǎng)學(xué)生思維的條理性、縝密性和科學(xué)性,這種優(yōu)良的思維品質(zhì)對(duì)學(xué)生的未來必將產(chǎn)生深刻和久遠(yuǎn)的影響.教師在制定教學(xué)目標(biāo)、采用教學(xué)方法時(shí),應(yīng)有意識(shí)地突出分類討論思想,并在具體教學(xué)過程中努力體現(xiàn),適時(shí)滲透,逐步強(qiáng)化分類意識(shí),養(yǎng)成善于分類的思維習(xí)慣,便于學(xué)生在以后的學(xué)習(xí)過程中正確運(yùn)用這種思想方法解決好數(shù)學(xué)問題,并使復(fù)雜的問題得到清晰、完整、嚴(yán)密的解答,同時(shí)還可以培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和全面思考問題的能力,這樣才能全面提高學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng).
參考文獻(xiàn):
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[2]黃尖.初中數(shù)學(xué)教材中分類思想的探討.