黃國云
摘要:分類討論思想實際上是一種化整為零、分別對待、各個擊破的思維方式在數(shù)學(xué)解題中的體現(xiàn)。是一種弱化問題,強化條件,以退為進的策略,簡化了原問題的難度。
關(guān)鍵詞:分類討論思想;整合突破
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含參形式給出的,因為參數(shù)的取值不同必然會影響問題的結(jié)論。我們將問題分解成幾個相互獨立的子問題來處理,最后綜合這些子問題的解答,得到對整個原問題的解答。這種按不同情況分類,然后再逐一研究解決的數(shù)學(xué)思想稱之為分類討論思想。分類討論思想是數(shù)學(xué)解題中的一種重要的解題方法,對培養(yǎng)學(xué)生的思維能力的綜合性、探索性、條理性具有重要的作用。
在教學(xué)過程中,教師可以根據(jù)中學(xué)生邏輯思維的特征,有意識的對需要用分類討論思想解決的數(shù)學(xué)問題進行適當?shù)臍w類,對各類型分類問題進行探究,歸納。則有可能突破分類討論這一教學(xué)重難點。筆者在本文中歸納說明幾種常見的分類討論的熱點類型,以供參考。
1 含參變量根據(jù)數(shù)學(xué)定義而進行的分類討論
例:若關(guān)于x的方程mx2m-1+(m-1)x-2=0是一元一次方程,則m為 。
分析:根據(jù)一元一次方程的定義,含一個未知數(shù),未知數(shù)的次數(shù)是1次的整式方程是一元一次方程。因含參變量m的取值會導(dǎo)致不同的結(jié)果的產(chǎn)生,因此所求解的問題分三種情況討論:①x的指數(shù)2m-1=1,解得m=1;②x的指數(shù)2m-1=0,解得m=0.5;③未知數(shù)x的系數(shù)m=0。
2 在實數(shù)的計算中的分類討論
例:若x2=4則x= ;若| x |=4,則x= 。
在實數(shù)計算中,絕對值,平方根等問題,經(jīng)常要分類討論。
3 因動點位置不確定而產(chǎn)生的分類討論
例:如圖,在Rt△ABC中,∠B=90°,AB=12cm ,AC=20cm,點P從頂點A沿AB以3cm/s的速度向點B運動,同時點Q從點C沿CA以5cm/s的速度向點A運動,當△APQ是等腰三角形時,求運動時間t的值。
分析:因雙動點P、Q位置不確定產(chǎn)生等腰的三種情況:
①AP=AQ;②當QP=QA;③AP=PQ。還可以把原題進行如下變式:
變式1:當△APQ直角三角形,求運動時間t的值。
變式2:當△APQ與△ABC相似時,求運動時間t的值。
4 與等腰三角形有關(guān)的分類討論
4.1 與角有關(guān)的分類討論
例:已知等腰三角形中一個角的度數(shù)為40°,則底角的度數(shù)為 。
分析:在等腰三角形中,無論邊還是頂角、底角不確定的情況下,要分情況
求解:①當頂角為40°時,底角的度數(shù)是70°;②當?shù)捉菫?0°時,頂角的度數(shù)是100°。
4.2 與邊有關(guān)的分類討論
例:等腰三角形一邊長9cm,另一邊長4cm,它的第三邊是多少?
分析:這里的“一邊”可以是等腰三角形的腰,也可以是底。分兩類情況討論:①當?shù)诪?時,三邊長為4,4,9,∵4+4<9,∴不能構(gòu)成三角形;②當腰長為9時,三邊長為9,9,4,滿足三角形三邊關(guān)系,第三邊長為9。
通過這個問題,進一步說明對分類討論的結(jié)果要根據(jù)相關(guān)的定理,進行正確取舍,整合出原問題的答案。
5 與直角三角形有關(guān)的分類討論
例:在直角三角形ABC中,若2AB=AC,則cosC= 。
分析:在直角三角形中,如果沒有指明哪條邊是直角邊、斜邊,這需要根據(jù)實際情況討論;當然,在不知哪個角是直角時,有關(guān)角的問題也需要先討論后求解.本題中,較長邊AC可以是直角邊,也可以是斜邊,所以分兩類情況討論。
①當AC是直角邊時,cosC=AC∶BC=2∶
5
;②當AC是斜邊時,cosC=BC:AC= 2:
3
6 點與圓的位置關(guān)系不確定的分類討論
例:平面上,有一個點到與已知圓各點所連的所有線段中,最短為6cm,最長為9cm,則該圓的半徑為 。
分析:點在圓內(nèi),還是點在圓外不明確,所以需要分類討論:①當這個點在圓外時,該圓的半徑為(9-6)÷2=1.5cm;②當這個點在圓內(nèi)時,該圓的半徑為(9+6) ÷2=7.5cm.故答案為:1.5厘米或7.5厘米.
分類討論是一種數(shù)學(xué)思想,更是一種邏輯思維習(xí)慣,屬于綜合性比較強的問題,難度比較大。想突破分類討論問題難點,需要我們在教學(xué)過程中需要不斷滲透分類討論的思想,循序漸進地通過解決一些典型的常見的分類問題中,給學(xué)生足夠思考的空間,抓住圖形的特征及圖形的變換,體會分類的原因,明確分類的標準,感悟分類基本原則----不重復(fù),不遺漏。培養(yǎng)正確的分類技巧,并會對結(jié)果進行合理整合,逐步引導(dǎo),不斷歸納,才能提高學(xué)生的數(shù)學(xué)思維能力,提升學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng)。
參考文獻:
[1] 操斌.循序漸進整合突破[J].中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)參考(下旬),2019(07).
[2] 殷曼曼.厘清分類,正確討論[J].中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)參考(下旬),2019.
[3] 陳長明.平面幾何分類討論問題探源[J].中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)參考(下旬),2019(09).
(作者單位:福建省羅源第三中學(xué))