江蘇省濱海中學(xué)高三(16)班 劉晉銘
縱觀近年來高考數(shù)學(xué)試卷,可見其中有很大一部分題目是考查我們高中生的數(shù)學(xué)思維以及對數(shù)學(xué)思想的掌握程度。分類討論思想作為一種重要的數(shù)學(xué)思想,對我們數(shù)學(xué)思維的縝密性具有較高要求,是避免我們在求解數(shù)學(xué)問題期間出現(xiàn)分類缺漏或重復(fù)等解題問題的一種重要解題思想。因而,如何在數(shù)學(xué)題目求解中應(yīng)用分類討論思想值得深入探討。
函數(shù)是我們高中數(shù)學(xué)知識學(xué)習(xí)的重要組成部分,如果在函數(shù)中涉及參數(shù),那么相應(yīng)的函數(shù)結(jié)果也勢必會發(fā)生改變,所以在我們求解這類帶有參數(shù)的數(shù)學(xué)函數(shù)問題時,就需要針對參數(shù)進行分類討論。在確定函數(shù)類型后,再采取相應(yīng)的求解對策來解決有關(guān)問題。
解析:由于參數(shù)m位于未知參數(shù)的系數(shù)以及指數(shù)部位處,可能會使第一項變成常數(shù)或一次函數(shù),所以在實際的求解中需要分類進行討論。
解:當(dāng)m+3=0,即m=-3時,函數(shù)y=4x-5,此時滿足題意。
當(dāng)2m+1=0,即時,函數(shù)此時滿足題意。
當(dāng)2m+1=1,即m=0時,函數(shù)y=7x-5,此時滿意題意。
解析:該道題實際上是一個逆向最值問題,由于待求的參數(shù)a的變化會對函數(shù)的類型產(chǎn)生影響,所以我們在求解該道題的時候,為了提升解題的準(zhǔn)確度與效率,需要注意對參數(shù)a是否為零來進行分類討論。
解:如果a=0,此時其在區(qū)間上的最大值為≠1,所以可以排除參數(shù)a=0的情況。
如果a≠0,那么可知f(x)為二次函數(shù),此時其對稱軸為直線此時可以繼續(xù)劃分成如下幾種方式來求解問題:假定=1,那么代入公式后可以求得對應(yīng)的對稱軸為此時其位于區(qū)間上,但是由于a<0,其在處無法取得最大值,故假定f(2)=1,那么代入公式后可以求得對應(yīng)的對稱軸為直線此時其位于區(qū)間上,且由于a>0,且直線距離區(qū)間右端較遠(yuǎn),所以可知f(2)取值為最大值,滿足題意,所以該道題的正確答案為
解析:該道例題是一道對數(shù)函數(shù)題目,由于涉及決定函數(shù)變化性質(zhì)的未知參數(shù),實際求解過程中需要進行分類討論,尤其是該道題中還涉及絕對值,更需要進行分類討論來去掉絕對值。
解:如果參數(shù)a>1,那么可知:
又因為 0<1-x<1<1+x,所以可得這樣就可以確定進而可以確定
綜上所述,當(dāng)a大于零且不等于1 的時候,
概率問題也是高考數(shù)學(xué)學(xué)科中必考的一種類型題,其求解過程中同樣可以應(yīng)用分類討論思想。在實際的數(shù)學(xué)問題求解過程中,需要先明確概率類型,之后對條件內(nèi)數(shù)字采取編號方式來處理,最后采取分類方式來對變量數(shù)值進行假設(shè),并確定相應(yīng)的求解方式與方法,確保求解結(jié)果的準(zhǔn)確性。
例4 在某地開展的奧運火炬?zhèn)鬟f活動中,總共有18名火炬?zhèn)鬟f手,編號依次為1,2,3,…,18,從這些人當(dāng)中隨意選擇3人,那么所選火炬?zhèn)鬟f手編號可以構(gòu)成公差為3的等差數(shù)列的概率為()。
解析:該道數(shù)學(xué)問題本質(zhì)上屬于一種古典概率型數(shù)學(xué)問題,相應(yīng)的基本事件總數(shù)主要為所選出的火炬手編號為然后可以采取分類討論思想,依次確定構(gòu)成等差數(shù)列編號的火炬?zhèn)鬟f手選擇種類,之后就可以求出該道題的正確答案。
解:在a1=1的時候,所選火炬?zhèn)鬟f手可以從1,4,7,10,13,16當(dāng)中選擇,對應(yīng)著4種選法;當(dāng)a1=2的時候,火炬?zhèn)鬟f手可以從2,5,8,11,14,17當(dāng)中選擇,對應(yīng)著4種選法;當(dāng)a1=3的時候,火炬?zhèn)鬟f手可以從3,6,9,12,15,18當(dāng)中選擇,對應(yīng)著4種選法。由此可知,該道題的正確答案為正確答案為選項B。
例5 某項考試主要按照科目A與科目B的考試順序來進行,只有通過科目A考試后方可進行科目B考試,且已知科目A與科目B均有且只有一次補考機會,兩個科目均通過后才能獲得證書。現(xiàn)有一名考生,其通過科目A的概率為通過科目B的概率為假定科目A與科目B考試之間互不影響,試求其不需要補考即可獲得證書的概率。
解析:該道題是一道典型的概率問題,求解過程中需要分清事件,分類討論各類事件的發(fā)生概率,最后再集中求解。在求解該問題的時候,獲得證書的概率事件為A1B1,且事件A1和事件B1二者是相互獨立的,此時只需要分別求出通過兩個科目的概率,再做乘積即可,即:由此可見,在求解概率題目的時候,需要先相應(yīng)地進行分類討論,確定事件之間的關(guān)系,結(jié)合題目要求來進行合理分類討論,這樣可以確保分類討論的準(zhǔn)確性。
數(shù)列也是高考數(shù)學(xué)考試的必考內(nèi)容,相應(yīng)的類型題求解中同樣可以應(yīng)用分類討論思想。比如,在等比數(shù)列求和或周期性探索問題等的求解中,均可以借助分類討論思想來簡化數(shù)學(xué)問題求解。在等比數(shù)列中,由于公比q可以劃分成等于1和不等于1兩種情況,實際求解過程中需要先進行針對性討論,確保問題求解的針對性與全面性,避免因為討論不到位而影響最終的求解結(jié)果的準(zhǔn)確性。
例6 現(xiàn)有等比數(shù)列{an},其公比為q,前n項和Sn>0(n=1,2,3,…),試求公比q的取值范圍。
解析:由于{an}為等比數(shù)列,且已知其前n項和大于0,所以可得a1=S1>0,q≠ 0。
當(dāng)q=1的時候,Sn=na1>0;
當(dāng)q≠1的時候,上式可以相應(yīng)地轉(zhuǎn)化成下式:
求解①式可知q>1;求解②式,由于n可為奇數(shù)或偶數(shù),此時可以確定 -1<q<1。
綜上分析,可知待求參數(shù)q的取值范圍為
總之,分類討論思想是我們高中生需要掌握的一種重要數(shù)學(xué)思想,在求解某些數(shù)學(xué)問題時往往可以收到奇效。在我們遇到函數(shù)、概率或數(shù)列等問題的過程中,我們要注意形成一種思維習(xí)慣,如遇到含參數(shù)的函數(shù)問題,就要考慮是否需要進行分類討論,這樣才能不斷提升我們的數(shù)學(xué)解題能力。