吳明東
摘 要:分類討論思想是現(xiàn)代各學(xué)科教學(xué)中一種重要的解決問題的方法和思路,也是現(xiàn)代科學(xué)研究處理復(fù)雜問題的有效途徑之一。因此,提高分類討論思想的引導(dǎo),讓學(xué)生盡早掌握分類討論思想的運用技巧和優(yōu)勢,對于培養(yǎng)高素質(zhì)人才有著重要意義。
關(guān)鍵詞:分類討論 初中數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)思想
一、常見分類思想運用領(lǐng)域
解數(shù)學(xué)問題往往可以有眾多的思想方法,如轉(zhuǎn)化化歸,數(shù)形結(jié)合,分類討論,數(shù)學(xué)建模等等,而在這些思想方法中分類討論是一種重要的數(shù)學(xué)思想。從數(shù)學(xué)概念、性質(zhì)、定理以及公式的限制條件進行討論。
1.在初中的數(shù)學(xué)課程中,有許多數(shù)學(xué)概念是分類進行定義的。比如實數(shù)的絕對值是否大于本身,所以應(yīng)用此類概念進行解題時,就需要進行分類討論。
2.同時,一些定理、公式等數(shù)學(xué)內(nèi)容也有分情況予以表述的,或者有特定的適用范圍,比如二次曲線函數(shù)的最大值和最小值問題,在運用此類定理、公式解題時,一定要注意分類進行討論,讓學(xué)生領(lǐng)會定理、公式的適用范圍。
3.每個數(shù)學(xué)結(jié)論都有其成立的條件,每一種數(shù)學(xué)方法的使用也往往有其適用范圍,在我們所遇到的數(shù)學(xué)問題中,有些問題的結(jié)論不是唯一確定的,有些問題的結(jié)論在解題中不能以統(tǒng)一的形式進行研究,還有些問題的已知量是用字母表示數(shù)的形式給出的,這樣字母的取值不同也會影響問題的解決,由數(shù)學(xué)解題中的思考----分類討論思想的應(yīng)用。
4.除此以外,學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的過程經(jīng)常會遇到分類問題,如數(shù)的分類,圖形的分類,代數(shù)式的分類等等,在研究數(shù)學(xué)問題中常常需要通過分類討論解決問題,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,分類的原則,分類討論的應(yīng)用,從而體現(xiàn)分類討論思想在初中數(shù)學(xué)解題中的作用和地位。
二、分類討論的原則
分類討論必須遵循一定的原則進行,在初中階段我們經(jīng)常用到以下幾個原則
1.同一性原則
分類應(yīng)該按照同一標準進行,即每次分類不能同時使用幾個不同的分類依據(jù),否則會出現(xiàn)重復(fù)的現(xiàn)象。例如有些同學(xué)認為實數(shù)可以分為正數(shù)、負數(shù)、整數(shù)、分數(shù)、和零。這樣的分類是錯誤的,犯了標準不同的錯誤。分類標準不統(tǒng)一,必定會導(dǎo)致分類結(jié)果的錯誤。
2.互斥性原則
分類后的每一個子類應(yīng)該彼此獨立互不相容的,即不能出現(xiàn)有一項既屬于這一類又屬于那一類。例如學(xué)校舉行運動會,規(guī)定每個學(xué)生只能參加一項比賽,初一六班的6同學(xué)報名參加100和200米的賽跑,其中有4人參加100米比賽,3人參加200米比賽,那么就有1人既參加100米又參加200米比賽,這道題目分類就違背了互斥性原則。
3.完整性原則
分類后的每一個子類合并起來應(yīng)該等于總類,否則會出現(xiàn)遺漏的現(xiàn)象。例如某人把實數(shù)分為正實數(shù)和負實數(shù),這樣的分類是不完整的,因為零也是實數(shù),但是零既不是正實數(shù)也不是負實數(shù)。
4.多層性原則
分類討論應(yīng)該逐級有序的進行,分類后的子類還可以繼續(xù)再進一步分類,直到不能再分為止。例如實數(shù)可以分為有理數(shù)和無理數(shù),有理數(shù)可以分為整數(shù)和分數(shù),整數(shù)可以分為正整數(shù),零和負整數(shù)。
三、分類討論的應(yīng)用
我們用分類討論的思想解決問題的一般步驟是:
(1)先明確需討論的事物及討論事物的取值范圍
(2)正確選擇分類的標準,進行合理的分類
(3)逐類討論解決
(4)歸納并作出結(jié)論
下面淺談一下分類討論在初中階段的一些簡單的應(yīng)用:
例如:試比較1+a與1-a的大小。
分析:常規(guī)的比較大小的方法有很多種,現(xiàn)階段最常用的是作差法。兩個數(shù)量的大小可以通過它們的差來判斷:
①a>b即a-b>0
②a=b即a-b=0
③a
解:作差(1+a)-(1-a)=2a
分類討論:
①當a>0時,2a>0,即(1+a)-(1-a)>0,即1+a>1-a
②當a=0時,2a=0,即(1+a)-(1-a)=0,即1+a=1-a
③當a<0時,2a<0,即(1+a)-(1-a)<0,即1+a<1-a
答:當a>0時,1+a>1-a;
當a=0時,1+a=1-a;
當a<0時,1+a<1-a。
例如:已知△ABC周長為20cm,AB=AC其中一邊邊長是另一邊邊長的2倍,BC長多少?
解:設(shè)AB=AC=x
①當AB=2BC時,BC=0.5x據(jù)題意,列x+x+0.5x=20,解得x=8cm,則BC=0.5x=4cm
②當BC=2AB時,BC=2x據(jù)題意,列x+x+2x=20,解得x=5cm則BC=2x=10cm
檢驗:當AB=2BC時,三邊長為8cm,8cm,4cm,可組成三角形;當BC=2AB時,三邊長為5cm,5cm,10cm,不可組成三角形,舍。
答:BC長為4cm
學(xué)生在解此類題的錯誤往往是因為不認真審題,沒有弄清已知條件中的各種可能情況而急于解題所造成,只有審清了題意,全面系統(tǒng)地考慮問題,才可以確定出各種可能情況,解答此類問題就不會造成漏解.分類討論思想在幾何題中有廣泛的應(yīng)用,在有關(guān)點與線的位置關(guān)系,直線與直線的位置關(guān)系,直線與圓的位置關(guān)系,圓與圓的位置關(guān)系,等腰三角形等的題目中都需要進行分類討論。
例如:等腰三角形中,有一個角是另一個角的4倍,求等腰三角形的一個底角的度數(shù)?
分析:本題應(yīng)該分為底角是頂角的4倍和頂角是底角的4倍兩種情況進行討論
解:(1)當一個底角的度數(shù)為x度,頂角是4x度時
依題意列方程x﹢x﹢4x=180解得x=30,底角等于30度
(2)當一個底角的度數(shù)為4x度,頂角是x度時
依題意列方程4x﹢4x﹢x=180解得x=20,底角等于80度,綜上所述,等腰三角形的底角為30度或者80度。
分類討論思想的應(yīng)用非常廣泛,涉及到初中的全部知識點,這里不能一一列舉出來,分類討論思想的關(guān)鍵是分清引起分類的原因,明確分類討論的事物和標準,按可能出現(xiàn)的所有情況做出準確分類,再分門別類加以求解,最后將各類結(jié)論綜合歸納,得出正確答案。數(shù)學(xué)中的分類思想是一種比較重要的數(shù)學(xué)思想,通過加強數(shù)學(xué)分類思想的訓(xùn)練,有利于提高學(xué)生對學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)興趣,培養(yǎng)學(xué)生思維的條理性,縝密性,科學(xué)性,這種優(yōu)良的思維品質(zhì)對學(xué)生的未來必將產(chǎn)生深刻和久遠的影響。分類討論思想貫穿中學(xué)整個數(shù)學(xué)課程的始末,充分發(fā)揮分類討論思想的優(yōu)勢,可以將復(fù)雜的問題大大簡化,不僅有助于提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效率,還有助于培養(yǎng)的數(shù)學(xué)思維能力。