怎样简化或避免分类讨论

时间:2022-05-14 04:48:55

怎样简化或避免分类讨论

分类讨论思想是高中重要的数学思想,也是高考考查的重点.

一、正难则反思想,有效避免讨论

有时正面直接思考问题,需要分多种情况考虑.而如果考察对立面,可能情况会显得更简单,这就是正难则反的补集思想.这种思想在函数、概率等问题中很常见.

例1 已知函数f(x)=4x2-2(p-2)x-2p2-p+1在区间[-1,1]上至少存在一个实数c,使f(c)>0,求实数p的取值范围.

解 至少存在一个实数c,使f(c)>0,情况很多.而我们考虑反面的话,即是对于区间[-1,1]上任意的数c,都有f(c)≤0.结合图形可知,只需要满足f(-1)≤0且f(1)≤0即可,解得p∈(-∞,-3]∪[32,+∞),再取补集可得范围为p∈(-3,32).

二、巧用公式,有效避免讨论

例2 设等比数列{an}的公比为q,前n项和为Sn,若Sn+1,Sn,Sn+2成等差数列,则q的值为 .

分析 如果利用等比数列前n项和公式求解,则需要对公比q=1和q≠1两种情况进行讨论.注意到Sn+1=Sn+an+1,Sn+2=Sn+1+qan+1=Sn+(1+q)an+1,代入已知条件,即可避免分类讨论,使问题容易得到解决.

解析 因为Sn+1,Sn,Sn+2成等差数列,又Sn+1=Sn+an+1,Sn+2=Sn+1+qan+1=Sn+(1+q)an+1,所以2Sn=Sn+1+Sn+2=Sn+an+1+Sn+(1+q)an+1,可得(2+q)an+1=0,又an+1≠0,则q=-2.

评析 对于涉及等比数列前n项和的问题,若能直接运用已知条件中的各个量的关系求解,既可避免讨论又可使问题得到灵活解决.

三、分离参数,有效避免讨论

例3 已知奇函数f(x)是R上的减函数,若对任意的x∈(0,1],不等式f(kx)+f(-x2+x-2)>0恒成立,求实数k的取值范围.

分析 根据f(x)是R上的奇函数,将f(kx)+f(-x2+x-2)>0化为f(kx)>f(x2-x+2).再根据f(x)是R上的减函数,得到x2-(1+k)x+2>0.若记φ(x)=x2-(1+k)x+2,则需要φ(x)=x2-(1+k)x+2的最小值大于0,因此在求函数的最小值时需要分类讨论.如果我们将x2-(1+k)x+2>0进行参数分离,即k

解析 因为f(kx)+f(-x2+x-2)>0,且f(x)是R上的奇函数,减函数,所以f(kx)>f(x2-x+2),得到kx

评析 按照常规思路,由⑴式转化为x2-(1+k)x+2>0在x∈(0,1]上恒成立问题,可令g(x)=x2-(1+k)x+2,然后根据二次函数性质及对称轴位置的变化,进行分类讨论,得到:k+12

g(0)≥0或0≤k+12

g(k+12)>0或k+12≥1,

g(1)>0.解得k

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