嚴(yán)建平
(福建省龍巖市第二中學(xué),福建 龍巖)
分類討論思想就是將較難的題目分為幾種情況,最終把每一種情況的結(jié)果匯總,得出一個結(jié)論。在解高中數(shù)學(xué)題時,我們通常會遇到這類情形,解答到一定程度,由于概念、含義不同,便沒有辦法進(jìn)行統(tǒng)一解答,此時就需要分類討論??梢詫⒎诸愑懻撍枷肜斫鉃閷⒁坏罃?shù)學(xué)題分為幾個領(lǐng)域,分別在每個區(qū)域解答后再匯總,這樣可以將問題化為較簡單的題目。另外,在分類解題時,需要參照分類標(biāo)準(zhǔn),通過比較數(shù)學(xué)對象,找出他們的異同點(diǎn),結(jié)合相同點(diǎn)和不同點(diǎn)進(jìn)行分類。
1.同一性原則
同一性原則強(qiáng)調(diào)在進(jìn)行分類時必須采用統(tǒng)一的分類標(biāo)準(zhǔn),不能這一步按一個標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分類,到下一步再選擇一個標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分類,導(dǎo)致解題的混亂。比如,在對角進(jìn)行分類時,按終邊所在位置不同劃分,可分為象限角和軸線角;按旋轉(zhuǎn)方向不同劃分,可分為正角、負(fù)角和零角。若選擇不同的分類標(biāo)準(zhǔn),會得到不同的答案。因此,在解題過程中,必須遵循同一性的原則,按照統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分類。
2.互斥性原則
在分類時,要保證分類的各個子集之間相互排斥,沒有交集,即分類后,某一元素不能既屬于這一種情況,又屬于另一種情況,這樣將不利于解題。例如,把平面幾何中的三角形分為普通三角形、等腰三角形、等邊三角形就違背了分類的互斥性原則,因為等邊三角形是特殊的等腰三角形。
3.層次性原則
有時在解答一道數(shù)學(xué)題時,在第一次分類之后仍不能順利解決,此時,就需要在第一次分類的基礎(chǔ)上進(jìn)行第二次分類,當(dāng)遇到的問題較簡單時,可能一次分類便能解決,一旦遇到復(fù)雜問題,有時甚至需要進(jìn)行多次分類,直至問題解決。例如,在解決方程(a-2)x2+3x-9=0的實數(shù)根的個數(shù)問題時,可以按照以下方式進(jìn)行:
①當(dāng)a-2=0時,方程為一元一次方程,其實數(shù)根為x=3
②當(dāng)a-2≠0,方程為一元二次方程,于是
函數(shù)是高中數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的重要內(nèi)容,在解題過程中,方法也具有多樣性,而分類討論思想最為常用。函數(shù)中參數(shù)值對函數(shù)因變量的影響較大,一旦參數(shù)值變化,函數(shù)的結(jié)果也必然會變化。因此,對函數(shù)參數(shù)值的討論就顯得尤為重要。比如當(dāng)k取何值時,函數(shù)y=(k+3)+4x-5(x≠0)是一次函數(shù)。我們可以根據(jù)參數(shù)值的變化分為以下三種情況:(1)當(dāng)k+3=0時,該函數(shù)y=4x-5為一次函數(shù)。(2)當(dāng) k+3≠0時,函數(shù) y=4x-2+k為一次函數(shù)。(3)當(dāng) k=0時,函數(shù)y=4x-2為一次函數(shù)。通過這樣的討論,可以使學(xué)生對問題深入分析,保證解題的準(zhǔn)確性。
高中數(shù)學(xué)中,概率的相關(guān)知識在高考中占有重要的地位,將分類思想運(yùn)用在此類問題中,可以簡化問題,起到事半功倍的效果,不僅可以節(jié)省時間,也可以提高解題效率。這部分知識在高考中也是必考的知識之一,解題過程中,可以從問題本身出發(fā),結(jié)合具體要求對問題分類,最終獲得問題的答案。一方面,先確定問題屬于哪種概率類型,結(jié)合已知條件將每個數(shù)編號。另一方面,對研究對象中變量的可能性進(jìn)行假設(shè),選擇合理的方式解題。
分類思想在數(shù)列中有很多應(yīng)用,比如數(shù)列周期性問題、等比數(shù)列求和問題等方面。在形如“設(shè)等比數(shù)列的公比為q,前n項和Sn>0(n=1,2,3,…),求 q 的取值范圍”這類問題中,學(xué)生通常利用分類討論思想。在解題過程中,需要將q的取值分為兩種情況,分別為q=1和q≠1,經(jīng)過深入研究,不難得到q的取值范圍。
綜上所述,在高中數(shù)學(xué)中,分類是學(xué)生必須掌握的一類思想方法,且符合教學(xué)規(guī)律。在數(shù)學(xué)課堂上學(xué)習(xí)相關(guān)的思想方法,可以增加師生之間互動的機(jī)會,培養(yǎng)師生間的感情,發(fā)展學(xué)生的思維能力,也有利于學(xué)生的成長。本文通過對分類討論進(jìn)行探討,取得了一些成果,但是傳統(tǒng)的教學(xué)模式以及學(xué)生的探究能力差等現(xiàn)象,會對分類討論教學(xué)思想方法產(chǎn)生影響。在今后的教學(xué)實踐中,教師仍需努力全面研究分類討論的思想,從而突破學(xué)生數(shù)量多、學(xué)習(xí)效果不明顯等問題,經(jīng)過后期的進(jìn)一步深入研究,使分類討論思想更好地為高中數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)提供方便。