时间:2022-07-04 03:52:05
分类讨论思想是解决问题的一种逻辑方法,也是一种数学思想,这种思想在简化研究对象,发展思维方面起着重要作用,因此,有关分类讨论的思想的数学命题在高考试题中占有重要地位.
那么何为分类讨论呢?所谓分类讨论,就是在研究和解决数学问题时,当问题所给对象不能进行统一研究,我们就需要根据数学对象的本质属性的相同点和不同点,将对象区分为不同种类,然后逐类进行研究和解决,最后综合各类结果得到整个问题的解决,这一思想方法,我们称之为“分类讨论的思想”.分类讨论的思想在哪些题型中能够得到运用呢?笔者根据平时的教学,现将归纳出来的几种题型利用例题形式展现出来,希望能够对读者提供一些帮助.
题型一、问题中含有变量或者参数的要进行分类讨论
数学问题中含有变量或者参数,这些变量或者参数取不同的值时会导致不同的结果.因而需要对参数进行分类讨论.
例1 若是对任意x∈R,不等式|x|≥ax,恒成立,求实数a的取值范围.
解析 若x>0,则有a≤1;若x=0,则有a∈R;若x
综上所述-1≤a≤1时不等式|x|≥ax恒成立.
评注 在解含有参数的一元一次不等式,二次不等式时,要注意弄清引起分类讨论的主要原因,分类时要做到不漏,不重.
例2 若不等式mx2+mx+2>0对一切实数x恒成立,试确定实数m的取值范围.
分析 解此题时,不仅要想到m≠0,同时还需要注意到m=0.
当m≠0时,易知f(x)=mx2+mx+2是关于x的二次函数,要使其恒大于0,需要使其图象开口向上,且与x轴没有交点,即需要m>0且Δ
解 (1)当m≠0时,mx2+mx+2>0对于一切x恒成立时有m>0,
Δ=m2-8m
(2)当m=0时,原不等式为2>0,显然恒成立.
综合(1)、(2)可得0≤m
评注 ax2+bx+c>0恒成立的充要条件为
a>0,
Δ
c>0.
题型二、问题给出的条件是分类给出的,要分类讨论
有些概念、定理、公式及运算法则本身就包含了多种情况,所以碰到这类问题时当然需要进行分类讨论.
例3 已知函数f(x)=-x+1,
x,x
x≥0,求解不等式x+(x+1)f(x+1)≤1.
解析 (1)当x+1
解得x
(2)当x+1≥0时,f(x+1)=x+1,原不等式可化为x+(x+1)2≤1,
解得-1≤x≤0.
综上所述x≤0.
评注 本题考查了不等式的解法以及对分段函数概念的理解,由于所给不等式中含有f(x+1),因此需要利用分段函数的定义域将f(x+1)化为只含有x的式子最后才能解不等式.
题型三 解题过程不能统一叙述,必须进行分类讨论
例4 设等比数列{an}的公比q
解 由题意可知:a1≠0,Sn=a1(1-qn)1-q,则
a1q2=2,
a1(1-q4)1-q=5×a1(1-q2)1-q. ①
②
由②得1-q4=5(1-q2),即(q2-4)(q2-1)=0得(q-1)(q+1)(q-2)(q+2)=0.因为q
评注 本题中由于公比的取值不同,通项公式也不一样,需要分类写出.
题型四 有关几何问题中,元素的形状位置不确定的需要进行分类讨论
例5 已知双曲线的中心在坐标原点,一条渐近线方程是x-2y=0,求它的离心率.
分析 双曲线的渐近线方程已知,因此可设出共渐近线的双曲线系方程.由于双曲线焦点不确定,需要进行分类讨论.
解 因为双曲线的一条渐近线方程为x-2y=0,因此双曲线方程可设为x2-4y2=λ(λ≠0).
当λ>0时,双曲线方程可变为x2λ-y2λ4=1,因为a2=λ,b2=λ4,所以c2=a2+b2=54λ,所以e=c2a2=52.当λ
因为a2=-λ4,b2=-λ,
所以c2=-54λ,e=c2a2=5.
综上所述双曲线的离心率为52,5.
评注 本题中引起分类讨论的原因是对双曲线的焦点不确定;如果已知双曲线的渐近线方程且焦点位置不确定,那么双曲线的离心率应该有两个值e1,e1且满足1e21+1e22=1.
通过上面的例题分析我们可以看出,解决分类讨论问题的实质就是将整体问题化成部分问题来解决,化成部分问题后,从而增加了题设条件.它的解题步骤大致可以分成以下四步:(1)确定分类讨论的对象,即对哪个参数讨论;(2)对所讨论的对象进行合理分类(分类时要做到不漏不重、标准统一、分层不越级);(3)逐类讨论,即对各类问题详细讨论,逐步解决;(4)归纳总结,将各类情况归纳总结.
分类讨论思想是多年来高考的热点,同时也是同学们容易失分之处.所以同学们在平时的解题过程中需要多练习,多积累.希望以上所述能够给同学们以后的学习有所帮助.