新疆巴州庫爾勒市第四中學(xué) 郭建花
分類雖好規(guī)避為妙
新疆巴州庫爾勒市第四中學(xué)郭建花
在中學(xué)教學(xué)解題中,通過借助函數(shù)性質(zhì),數(shù)形結(jié)合,反面考慮和運用變換主元法等策略可以避免分類討論,提高解題效率.
分類討論數(shù)學(xué)函數(shù)
分類討論思想是中學(xué)數(shù)學(xué)的一種重要數(shù)學(xué)思想方法和解題策略,在數(shù)學(xué)研究和數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中具有重要的應(yīng)用價值是毋庸置疑的.但在解題時我們還要有求簡意識,不能一味地一見參數(shù)就討論,若能認(rèn)真地挖掘一下題目內(nèi)在的特殊性,靈活地運用解題策略和方法,有時可簡化或避免分類討論,使解題過程簡捷且降低了問題難度,提高了解題的效率和質(zhì)量.下面舉例說明避免分類討論的幾種優(yōu)化策略.
巧用函數(shù)的性質(zhì),有時可以避免討論。
例1設(shè)定義在[-2,2]上的偶函數(shù)在區(qū)間[0,2]上單調(diào)遞減,若f(1-m)〈f(m),求實數(shù)m的取值范圍.
解析由函數(shù)的定義域知(1-m)∈[-2,2],m∈[-2,2],但是1-m與m到底是在[-2,2]的哪個區(qū)域內(nèi),不十分清楚,若就此討論,將十分復(fù)雜,如果注意到性質(zhì)“如果是偶函數(shù),那么f(-x)=f(x)=f,問題解答就簡潔多了.
∵f(x)是偶函數(shù),
利用函數(shù)圖像、幾何圖形的直觀性和對稱特點有時可簡化甚至避開討論.
解析解含有絕對值符號不等式的常規(guī)解法是零點分段法.若能數(shù)形結(jié)合,發(fā)散思維,則可有效地規(guī)避分類討論.
有些問題如果能夠從反面考慮,利用補集思想,就可避免分類討論.
例3如果二次函數(shù)y=mx2+(m-3)x +1的圖像與x軸的交點至少有一個在原點右側(cè),試求m的取值范圍.
解析若從正面求解,需要分四種情況討論,運算量很大.此時若從反面考慮,即考慮交點都在原點左側(cè)時m的取值范圍,則由一元二次方程mx2+(m-3)x+1=0有兩負(fù)根得:
解得m≥9,其反面為m〈9.
再考慮△≥0與m≠0的條件,可得m≤1且m≠0.
例4某校從8名教師中選派4名教師同時去4個邊遠地區(qū)支教(每地1人),其中甲和乙不同去,則不同的選派方案共有多少種(用數(shù)字作答)?
解析如果直接解分三類:
解析函數(shù)式變形為:
由已知得y-m≠0,
即:y2-(m+n)y+(mn-12)≤0,①
不等式①的解集為[-1,7],則-1、7是方程y2-(m+n)y+(mn-12)=0的兩根,代入兩根得:
此題也可由解集[-1,7]而設(shè)(y+1)· (y-7)≤0,即y2-6y-7≤0,然后與不等式①比較系數(shù)得
,解出m、n而求得函數(shù)式y(tǒng).
解析若根據(jù)二次不等式恒成立的條件列式計算,不可避免地要進行分類討論。如果變換視角,把a視為主元,反客為主,把不等式變形為:
由此可見,我們在重視分類討論的思想方法應(yīng)用的基礎(chǔ)上,也要注意克服“遇參數(shù)就討論”的思維定式,對于蘊含著分類討論因素的數(shù)學(xué)問題,應(yīng)當(dāng)首先作一番深入的考查,善于發(fā)現(xiàn)題目所要求的目標(biāo)核心,充分挖掘數(shù)學(xué)問題中潛在的特殊性和簡單性,盡力打破常規(guī),盡量簡化或避免不必要的討論,從而提高解題速度.