李友明
四川省江油實驗學(xué)校 621700
引言:所謂數(shù)學(xué)分類討論方法,就是將數(shù)學(xué)對象分成幾類,分別進行討論來解決問題的一種數(shù)學(xué)方法。有關(guān)分類討論思想的數(shù)學(xué)問題具有明顯的邏輯性、綜合性、探索性,能訓(xùn)練人的思維條理性和概括性。
分類討論思想,貫穿于整個中學(xué)數(shù)學(xué)的全部內(nèi)容中。需要運用分類討論的思想解決的數(shù)學(xué)問題,就其引起分類的原因,可歸結(jié)為:①涉及的數(shù)學(xué)概念是分類定義的;②運用的數(shù)學(xué)定理、公式或運算性質(zhì)、法則是分類給出的;③求解的數(shù)學(xué)問題的結(jié)論有多種情況或多種可能;④數(shù)學(xué)問題中含有參變量,這些參變量的取值會導(dǎo)致不同結(jié)果的。應(yīng)用分類討論,往往能使復(fù)雜的問題簡單化。分類的過程,可培養(yǎng)學(xué)生思考的周密性,條理性,而分類討論,又促進學(xué)生研究問題,探索規(guī)律的能力。分類思想不象一般數(shù)學(xué)知識那樣,通過幾節(jié)課的教學(xué)就可掌握。它根據(jù)學(xué)生的年齡特征,學(xué)生在學(xué)習(xí)的各階段的認(rèn)識水平和知識特點,逐步滲透,螺旋上升,不斷的豐富自身的內(nèi)涵。
教學(xué)中可以從以下幾個方面,讓學(xué)生在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過程中,通過類比、觀察、分析、綜合、抽象和概括,形成對分類思想的主動應(yīng)用。
每個學(xué)生在日常中都具有一定的分類知識,如人群的分類、文具的分類等,我們利用學(xué)生的這一認(rèn)識基礎(chǔ),把生活中的分類遷移到數(shù)學(xué)中來,在教學(xué)中進行數(shù)學(xué)分類思想的滲透,挖掘教材提供的機會,把握滲透的契機。如數(shù)的分類,絕對值的意義,不等式的性質(zhì)等,都是滲透分類思想的很好機會。
整數(shù)、分?jǐn)?shù)正有理數(shù)、零、負(fù)有理數(shù),教授完負(fù)數(shù)、有理數(shù)的概念后,及時引導(dǎo)學(xué)生對有理數(shù)進行分類,讓學(xué)生了解到對不同的標(biāo)準(zhǔn),有理數(shù)有不同的分類方法。
認(rèn)識數(shù)a 可表示任意數(shù)后,讓學(xué)生對數(shù)a 進行分類,得出正數(shù)、零、負(fù)數(shù)三類。
講解絕對值的意義時,引導(dǎo)學(xué)生得到如下分類:通過對正數(shù)、零、負(fù)數(shù)的絕對值的認(rèn)識,了解如何用分類討論的方法學(xué)習(xí)理解數(shù)學(xué)概念。
又如,兩個有理數(shù)的比較大小,可分為:正數(shù)和正數(shù)、正數(shù)和零、正數(shù)和負(fù)數(shù)、負(fù)數(shù)和零、負(fù)數(shù)和負(fù)數(shù)幾類情況來比較,而負(fù)數(shù)和負(fù)數(shù)的大小比較是新的知識點,這就突出了學(xué)習(xí)的重點。
結(jié)合“有理數(shù)”這一章的教學(xué),反復(fù)滲透,強化數(shù)學(xué)分類思想,使學(xué)生逐步形成數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中的分類的意識。并能在分類討論的時候注意一些基本原則,如分類的對象是確定的,標(biāo)準(zhǔn)是統(tǒng)一的,如若不然,對象混雜,標(biāo)準(zhǔn)不一,就會出現(xiàn)遺漏、重復(fù)等錯誤。如把有理數(shù)分為:正數(shù)、負(fù)數(shù)、整數(shù),就是犯分類標(biāo)準(zhǔn)不一的錯誤。在確定對象和標(biāo)準(zhǔn)之后,還要注意分清層次,不越級討論。
在教學(xué)中滲透分類思想時,應(yīng)讓學(xué)生了解,所謂分類就是選取適當(dāng)?shù)臉?biāo)準(zhǔn),根據(jù)對象的屬性,不重復(fù)、不遺漏地劃分為若干類,而后對每一子類的問題加以解答。掌握合理的分類方法,就成為解決問題的關(guān)鍵所在。
分類的方法常有以下幾種:
1、根據(jù)數(shù)學(xué)的概念進行分類
有些數(shù)學(xué)概念是分類給出的,解答此類題,一般按概念的分類形式進行分類。
2、根據(jù)數(shù)學(xué)的法則、性質(zhì)或特殊規(guī)定進行分類
學(xué)習(xí)一元二次方程,根的判別式時,對于變形后的方程,用兩邊開平方求解,需要分類研究大于0,等于0,小于0 這三種情況對應(yīng)方程解的情況。而此題的符號決定能否開平方,是分類的依據(jù)。從而得到一元二次方程的根的三種情況。
例1、解關(guān)于x 的不等式:ax+3>2x+a
分析通過移項不等式化為(a-2)x>a-3 的形式,然后根據(jù)不等式的性質(zhì)可分為a-2>0,a-2=0,和a-2<0 三種情況分別解不等式。
當(dāng)a-2>0,即a>2 時,不等式的解是x>(a-3)/(a-2)
當(dāng),a-2=0,即a=2 時,不等式的左邊=0,不等式的右邊=-1
因為0>-1,所以不等式的解是一切實數(shù)。
當(dāng)a-2<0,即a<2 時,不等式的解是x<(a-3)/(a-2)
3、根據(jù)圖形的特征或相互間的關(guān)系進行分類
如三角形按角分類,有銳角三角形、直角三角形、鈍角三角形,直線和圓根據(jù)直線與圓的交點個數(shù)可分為:直線與圓相離、直線與圓相切、直線與圓相交。
例2、等腰三角形一腰上的高與另一腰的夾角為30°,底邊長為a,則其腰上的高是?
分析:根據(jù)題意,把等腰三角形分為銳角三角形和鈍角三角形兩類作高CD。
初中課本中有不少定理、法則、公式、習(xí)題,都需要分類討論,在教授這些內(nèi)容時,應(yīng)不斷強化學(xué)生分類討論的意識,讓學(xué)生認(rèn)識到這些問題,只有通過分類討論后,得到的結(jié)論才是完整的、正確的,如不分類討論,就很容易出現(xiàn)錯誤。在解題教學(xué)中,通過分類討論還有利于幫助學(xué)生概括,總結(jié)出規(guī)律性的東西,從而加強學(xué)生思維的條理性,縝密性。
一般來講,利用分類討論思想和方法解決的問題有兩大類:;其一是涉及代數(shù)式或函數(shù)或方程中,根據(jù)字母不同的取值情況,分別在不同的取值范圍內(nèi)討論解決問題。其二是根據(jù)幾何圖形的點和線出現(xiàn)不同位置的情況,逐一討論解決問題
例3、已知函救y=(m-1)x+(m-2)x-1(m 是實數(shù))。如果函數(shù)的圖象和x 軸只有一個交點,求m 的值。
分析:這里從函數(shù)分類的角度討論,分m-1=0 和m-1≠0 兩種情況來研究解決問題。
解:當(dāng)m=l 時函數(shù)就是一個一次函數(shù)y=-x-1,它與x 軸只有一個交點(-1,0)。
當(dāng)m≠1 時,函數(shù)就是一個二次函數(shù)y=(m-1)x+(m-2)x-1
當(dāng)△=(m-2)+4(m-1)=0,得m=0.
拋物線y=-x-2x-1,的頂點(-1,0)在x 軸上.
由以上的幾個例子,我們可以看出分類討論往往能使一些錯綜復(fù)雜的問題變得異常簡單,解題思路非常的清晰,步驟非常的明了。另一方面在討論當(dāng)中,可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣。注意幾種思想方法的綜合使用,給學(xué)生提供足夠的材料和時間,啟發(fā)學(xué)生積極思維。使學(xué)生在認(rèn)識層次上得到極大的提高,收到事半功倍的效果。