韓立香
【摘 要】分類討論思想是一種重要的辯證思想,在促進(jìn)學(xué)生發(fā)散思維能力,提升學(xué)生解題能力方面具有重要的作用。本文立足于高中數(shù)學(xué)解題教學(xué),就如何促使高中生形成良好的分類討論思想進(jìn)行了深入探討。
【關(guān)鍵詞】高中數(shù)學(xué);分類討論思想;培養(yǎng)對策
【中圖分類號】G633.6 ? ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A
【文章編號】2095-3089(2019)22-0216-01
數(shù)學(xué)解題教學(xué)作為高中數(shù)學(xué)教學(xué)的重要組成部分,旨在鍛煉學(xué)生的思維能力,提升他們的數(shù)學(xué)解題能力。分類討論思想是一種重要的數(shù)學(xué)思想,在優(yōu)化學(xué)生解題思路,提高學(xué)生解題質(zhì)量與效率,促使學(xué)生數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)形成方面具有重要的作用,強(qiáng)化分類討論思想培養(yǎng)理念在課堂教學(xué)中的滲透顯得尤為重要。
一、分類討論思想在高中數(shù)學(xué)解題教學(xué)中培養(yǎng)的意義
分類討論思想本質(zhì)上是一種重要的數(shù)學(xué)思想,核心要素表現(xiàn)在“分類”與“討論”上,具體就是首先通過對某一問題中可能出現(xiàn)的各種情況進(jìn)行分類處理,然后再針對不同范圍與條件下的問題進(jìn)行深入討論,以此確保問題求解的全面性。在高中數(shù)學(xué)解題教學(xué)過程中,通過為學(xué)生傳授分類討論思想,引導(dǎo)他們樹立分類處理意識、討論意識和整合處理意識,有利于優(yōu)化學(xué)生解題思路,降低學(xué)生求解數(shù)學(xué)問題的難度,提高問題求解的精確度與效率。因此,為了有效地提升高中生的解題能力,教師要善于結(jié)合某些具體的數(shù)學(xué)問題,幫助學(xué)生掌握分類討論思想,力求以此不斷地提升學(xué)生的解題能力。
二、分類討論思想在高中數(shù)學(xué)解題教學(xué)中培養(yǎng)的對策
1.應(yīng)用于求解函數(shù)問題。
函數(shù)問題是高中數(shù)學(xué)教學(xué)中最為常見的一類數(shù)學(xué)問題,相關(guān)的題目類型眾多,并且其中有很多的數(shù)學(xué)題目本身的不確定性比較明顯,如許多數(shù)學(xué)題目問題中包含有比較多的參數(shù)變量,無法準(zhǔn)確確定其取值,這時候最終函數(shù)的結(jié)果也會因為參數(shù)變量的改變而相應(yīng)地發(fā)生改變,這就為分類討論思想的應(yīng)用提供了一個良好的應(yīng)用條件。因此,在引導(dǎo)學(xué)生求解數(shù)學(xué)函數(shù)問題的過程中,教師可以有效地結(jié)合函數(shù)分類討論方面的一些理論與思想,依據(jù)有關(guān)的函數(shù)的特征,對函數(shù)中涉及到的參數(shù)變量進(jìn)行分類討論,力求可以全面、深入地剖析某個研究對象,這樣可以顯著提升數(shù)學(xué)問題求解的精確性。
例1:已知函數(shù)f(a)=a10-a5+a2-a+1,試求f(a)>0條件下參數(shù)a的取值范圍?
解析:在本道數(shù)學(xué)問題中,函數(shù)f(a)本身涉及到多個多項式,它們的底數(shù)相同。而指數(shù)函數(shù)本身具有很強(qiáng)的單調(diào)性特性,且單調(diào)性情況與底數(shù)值的大小情況具有緊密聯(lián)系,所以為了更好地解決該道數(shù)學(xué)問題,就必須要針對底值的大小情況進(jìn)行分類討論,無法直接得出最終結(jié)論。
解:(1)當(dāng)a<0時,其偶次冪為正數(shù),奇次冪為負(fù)數(shù),所以可知f(a)=≥1,故符合題干要求;
(2)當(dāng)a=0或a=1時,f(a)=1>0,故符合題干要求;
(3)當(dāng)a>1時,可知a10>a5,a5>a2,所以可知f(a)>1,故符合題干要求;
(4)當(dāng)00。
綜上所述,在本道題中對任意參數(shù)a的取值,都滿足f(a)>0條件。
2.應(yīng)用于求解概率問題。
概率問題也是一道典型的高中數(shù)學(xué)問題,是高中數(shù)學(xué)考試的必考內(nèi)容。由于概率問題本身涉及到比較大的不確定性,所以在相關(guān)問題的求解中也可以通過分類討論思想確保概率問題求解的質(zhì)量。在求解該概率問題的時候,教師可以指導(dǎo)學(xué)生結(jié)合題干信息以及相關(guān)要求,對相關(guān)的數(shù)學(xué)問題首先進(jìn)行分類處理,之后再針對不同類別的問題進(jìn)行相應(yīng)求解,以此確保問題求解的質(zhì)量和效率。首先,要確定概率問題的概率類型,對題目信息中給定條件的各個數(shù)進(jìn)行逐個編號,結(jié)合研究問題中對象的可能值,利用分類討論思想去明確不同討論狀態(tài)下的問題求解結(jié)果,最終提升問題求解能力。
例2:在某個國家舉辦奧運火會的時候,該國舉辦了火炬?zhèn)鬟f活動,其中18位火炬?zhèn)鬟f手的編號依次為1,2,3……18,試求從其中任選3人后能夠構(gòu)成以公差為3等差數(shù)列的概率?
解析:該道數(shù)學(xué)概率題是一道古典概率型問題,其中總數(shù)C=17×16×3。為了準(zhǔn)確地確定該道數(shù)學(xué)問題中滿足等差數(shù)列的各種結(jié)果,避免出現(xiàn)遺漏某一種情況,教師可以引導(dǎo)學(xué)生采取分類討論的方式,假定構(gòu)成的等差數(shù)列an=a1+3(n-1)。然后分別探討a1=1,2,3情況下可能存在的各種可能性結(jié)果。
解:當(dāng)a1=1時,火炬手選擇的結(jié)果主要可以從1,4,7,10,13和16中選擇,總計可以有4種構(gòu)成法(1,4,7;4,7,10;7,10,13;10,13,16)。同理,當(dāng)a1=2時,火炬手選擇的結(jié)果可以從2,5,8,11,14和17這幾個編號中選擇,總計有4種可能的結(jié)果;當(dāng)a1=3時,火炬手選擇的結(jié)果可以從3,6,9,12,15,18這幾個編號中選擇,總計有4種可能的結(jié)果。如此一來,可知最終的概率P=(4+4+4)/C=1/68。
3.應(yīng)用于求解數(shù)列問題。
數(shù)列問題也是高中數(shù)學(xué)解題中比較重要的一類數(shù)學(xué)問題,由于這部分?jǐn)?shù)學(xué)知識的抽象性比較強(qiáng),學(xué)習(xí)難度比較大,使得許多高中生在面對的時候常常撓頭,不知道如何下手。特別是在涉及到數(shù)列周期性等方面問題時,非常適宜采取分類討論思想,這樣可以有效地提升數(shù)列問題求解的質(zhì)量和效率。比如,針對沒有給出公比q具體值的等比數(shù)列問題,需要注意考慮q=1和q≠1等情況,力求確保問題求解的全面性,這樣才能有效地提升數(shù)列問題求解的質(zhì)量。
例3:已知等比數(shù)列{an},其中a1=1,前n項和為Sn,且ak+1,ak+2,ak+3構(gòu)成等差數(shù)列(k∈N),試求:(1)試求數(shù)列{an}的公比q;(2)試求Sk+1,Sk+2,Sk+3是否構(gòu)成等差數(shù)列?(k∈N),理由呢?
解析:為了求解該道數(shù)列問題,需要先明確數(shù)列的公比q,這點可以從數(shù)列概念加以提出,而后可以借助前n項和對Sk+1,Sk+2,Sk+3是否為等差數(shù)列進(jìn)行仔細(xì)地判定。通過分類討論,最終可以便捷地求解出最終的答案。
解:(1)由于數(shù)列中的ak+1,ak+2,ak+3構(gòu)成等差數(shù)列,所以可知:ak+1=qk,ak+2=qk+1,ak+3=qk+2三者構(gòu)成等差數(shù)列,此時可以求得q=1或q=-1/2。
(2)當(dāng)q=1時,Sk+1=k+1,Sk+2=k+2,Sk+3=k+3,此時Sk+1,Sk+2,Sk+3無法構(gòu)成等差數(shù)列;當(dāng)q=-1/2的時候,Sk+1=2/3(1-(-1/2)k+1),Sk+2=2/3(1-(-1/2)k+2),Sk+3=2/3(1-(-1/2)k+3),經(jīng)計算可知:2 Sk+2= Sk+1+ Sk3,所以此時Sk+1,Sk+2,Sk+3為等差數(shù)列。
綜上所述,分類討論思想是求解數(shù)學(xué)問題中一種重要的數(shù)學(xué)思想,在簡化數(shù)學(xué)問題,提高學(xué)生解題準(zhǔn)確度方面的作用非常顯著。因此,在平時的數(shù)學(xué)解題教學(xué)中,教師可以結(jié)合具體例題,將分類討論思想在數(shù)列、函數(shù)以及概率等問題求解中的應(yīng)用方法傳授給學(xué)生,力求有效提升學(xué)生的解題能力。
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