高中数学思想----分类讨论思想
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高中数学解题教学中分类讨论思想的培养思路浅述分类讨论是高中数学解题中十分重要的思想之一。
它通常用来解决复杂问题,在某些情况下,甚至能够在短时间内得出正确答案。
在教学中,如何培养学生分类讨论思想呢?笔者认为可以从以下几个方面入手。
一、理解分类讨论分类讨论在高中数学中是一个很常见的思路,也是一种比较实用的思想方法。
因此,教师应该首先让学生认识到分类讨论的实用性并理解其基本思想。
分类讨论是根据问题的不同情况将问题分成若干类,然后一一分析,解决每一个分类,最后得到问题的总解。
这种方法可以把复杂问题简单化,是提高解题效率的一种手段。
二、提高分类能力分类讨论涉及到分类的能力。
而分类的能力主要是对题目的理解,对数学概念的掌握和数学运算方法的熟练应用。
因此,教师应该在平时的教学中增加分类的习题,让学生多接触分类的思维方式,提高他们分类的能力。
在教学过程中,教师还可以针对不同的数学知识点,设置不同类型的分类习题,帮助学生更好地理解数学概念和运算方法,提高分类能力。
三、引导思考技巧分类讨论虽然是一个实用的思路,但是在具体操作时还需要一些技巧。
比如,分类的依据是什么?分类的数目如何确定?这些问题的回答需要一些特定的技巧。
因此,在教学过程中,教师需要引导学生掌握分类讨论的操作技巧。
比如,应该从哪些方面入手分类,分类的数目应该合适,分类的结果需要符合题目的限制条件等。
四、培养综合能力分类讨论是一个涵盖多种数学学科的思想方法。
因此,学生在进行分类讨论时需要综合运用多种数学知识,如代数、几何、概率等。
因此,教师在教学过程中,应该注重综合教学,将分类讨论的思想引入到各种数学学科之中,让学生能够全面理解和运用分类讨论的思路。
五、巩固和应用在学生掌握分类讨论的基本思想和操作技巧后,教师需要通过大量的练习,让学生巩固和应用所学知识。
因为分类讨论的应用情形非常广泛,所以教师还可以举一些生活中实际应用分类讨论的例子,增加学生对数学知识的兴趣和实际应用能力。
分类讨论思想在高中数学解题中的应用研究分类讨论思想是一种在高中数学解题中十分常见的思维方式,它能够帮助学生更加系统、全面、深入地分析问题,从而得出更加准确、严谨的解答。
一、分类讨论思想的概念及特点分类讨论指的是将问题分成若干个独立的情况,并对每种情况进行分析,最终得出全面、深入的结论的思维方式。
分类讨论思想的特点是:有目的性、有系统性、有针对性、有全面性、有严谨性。
此外,分类讨论还要注意分类的互斥性和完备性。
1. 函数解析式的确定。
对于一些比较复杂的函数,可以采用分类讨论的思想来确定它的解析式。
例如,已知函数f(x)如下:$$f(x)=\begin{cases}x^2+1,&x\geqslant 0\\2x+1,&x<0\\\end{cases}$$我们可以发现,这个函数在x=0处存在“分界点”,如果使用同一种方法求解,就会产生问题。
因此,我们可以采用分类讨论的思想,将问题分为x≥0和x<0两种情况,对每种情况分别求解。
2. 组合数学问题。
组合数学中很多问题也可以使用分类讨论的思想进行求解。
例如,假设有n个格子要涂黑,但是其中的一些格子不能被涂黑。
我们可以考虑将格子分成两类:可以涂黑和不能涂黑的。
然后,对于可以涂黑的格子,我们可以使用组合数学的知识求解涂黑的方法数;对于不能涂黑的格子,我们可以先对它们进行计数,再将它们从总数中减去,得出最终的结果。
3. 几何问题。
几何问题中也常常需要使用分类讨论的思想。
例如,对于一个梯形,如果我们要计算它的面积,需要先确定底边长和高,这就需要对梯形进行分类讨论。
具体来说,我们可以将梯形分成上底和下底相等和上底和下底不相等两种情况,分别求解它们的面积,最终将两者相加即可得到梯形的面积。
三、分类讨论思想的教学策略针对分类讨论思想的教学,我们可以采用以下几种策略:1. 举例法。
在讲解分类讨论思想时,可以通过举一些对应的数学问题进行解析,让学生通过对具体问题的分析,加深对分类讨论思想的理解。
分类讨论思想在高中数学教学中的应用数学是一门理论严密的学科,它依靠逻辑推理和精确计算来解决问题。
在高中数学教学中,为了提高学生的思维能力和问题解决能力,分类讨论思想被广泛应用。
分类讨论思想是指将问题按照某种特征或条件划分为若干类别,分别进行讨论和解决。
本文将探讨分类讨论思想在高中数学教学中的具体应用。
一、分类讨论思想在解决几何问题中的应用几何问题是高中数学中的一个重要组成部分,分类讨论思想在解决几何问题时发挥了重要作用。
以解决平面几何问题为例,分类讨论思想可以将问题按照不同的几何特征进行分类,从而更好地分析和解决问题。
例如,在证明一道几何定理时,可以将问题按照图形的相似性划分为有相似图形的情况和没有相似图形的情况进行讨论。
对于有相似图形的情况,可以利用相似比例等几何性质进行推导和证明;对于没有相似图形的情况,可以通过构造辅助线或者利用等角等几何性质来解决问题。
分类讨论思想的应用使得解决几何问题更加有条理和系统。
二、分类讨论思想在解决函数问题中的应用函数是高中数学中的重要内容,分类讨论思想在解决函数问题中也起到了积极的促进作用。
函数问题往往涉及到多种情况和条件,通过分类讨论思想可以将不同的情况进行划分,使问题的解决更加具体和明确。
以解决函数的极值问题为例,可以将问题分成两种情况:一种是在函数的定义域内求解,另一种是在函数的定义域外求解。
对于定义域内的情况,可以通过求导或者利用函数的性质来找到函数的极值点;对于定义域外的情况,可以通过极限的概念来求解函数的极值。
分类讨论思想的运用使得函数问题的解决更加清晰和有针对性。
三、分类讨论思想在解决概率问题中的应用概率是高中数学中的另一个重要内容,分类讨论思想在解决概率问题中也有广泛的应用。
概率问题往往涉及到多种情况和条件,通过分类讨论思想可以将不同的情况进行分析和讨论,从而更好地解决问题。
例如,在求解复杂事件概率时,可以将问题按照不同的事件进行分类讨论。
对于简单事件,可以利用已知的概率公式和性质进行计算;对于复合事件,可以将其分解成几个简单事件的组合,并利用条件概率或者乘法定理进行计算。
高中数学_必须掌握的六种常用的数学思想方法数学思想方法与数学基础知识相比较,它有较高的地位和层次。
数学知识是数学内容,可以用文字和符号来记录和描述,随着时间的推移,记忆力的减退,将来可能忘记。
而数学思想方法则是一种数学意识,只能够领会和运用,属于思维的范畴,用以对数学问题的认识、处理和解决,掌握数学思想方法,不是受用一阵子,而是受用一辈子,即使数学知识忘记了,数学思想方法也还是对你起作用。
常用数学思想方法有:1、数形结合的思想方法2、分类讨论的思想方法3、函数与方程的思想方法4、转化(化归)的思想方法5、分类讨论的思想方法6、整体的思想方法。
更多数学思维方法,请参阅《高中数学_快速解题的六种数学思维方法》。
一、数形结合的数学思想方法数学中的知识,有的本身就可以看作是数形的结合。
如:锐角三角函数的定义是借助于直角三角形来定义的;任意角的三角函数是借助于直角坐标系或单位圆来定义的。
1、导读:2、相关内容:3、再现性题组:1.如果θ是第二象限的角,且满足cos θ2-sinθ2=1-sinθ,那么θ2是_____。
A.第一象限角B.第三象限角C.可能第一象限角,也可能第三象限角D.第二象限角2.如果实数x、y满足等式(x-2)2+y2=3,那么yx的最大值是_____。
A. 12B.33C.32D. 34、巩固性题组:1.已知5x+12y=60,则x y22+的最小值是_____。
A. 6013 B. 135C. 1312D. 12.方程2x=x2+2x+1的实数解的个数是_____。
A. 1B. 2C. 3D.以上都不对3.方程x=10sinx的实根的个数是_______。
二、分类讨论的数学思想方法①问题所涉及到的数学概念是分类进行定义的。
如|a|的定义分a>0、a=0、a<0三种情况。
这种分类讨论题型可以称为概念型。
②问题中涉及到的数学定理、公式和运算性质、法则有范围或者条件限制,或者是分类给出的。
高中数学教学中分类讨论思想的应用高中数学教学中,分类讨论是一种常见的解题方法和思维方式。
分类讨论就是在不同的情况下进行不同的措施。
其实质是对问题进行分析、归纳和总结,以确定问题的解决方案,并进行必要的检验和确定。
分类讨论思想在数学教学中的应用非常广泛,可以用来解决各类数学问题和提高学生的思维能力。
分类讨论可以帮助学生更好地理解数学问题,在解题过程中,分类讨论可以帮助学生合理分析、分类考虑问题,确定问题的解决方案。
同时,分类讨论也有助于学生发现数学问题的共性和规律性,形成对数学知识的自然理解。
一、平面几何中的分类讨论分类讨论在平面几何中运用广泛。
例如,当我们求两线段之间的夹角时,可以分类讨论两线段的方向,然后分别用余弦定理求夹角。
又如求正多边形的对角线数量时,我们可以分类讨论正多边形的边数,然后应用公式解决问题。
二、函数的分类讨论在函数的教学中,分类讨论也是非常常见的。
例如,当我们考虑二次函数的图象与x轴的交点时,可以分类讨论二次函数的判别式的值,然后确定x轴交点的个数。
又如,在讨论函数的单调性时,可以分类讨论函数的增减性,然后用函数的导数进行判断。
在概率中,分类讨论也是常常运用的一种思想。
例如,在计算事件的概率时,可以根据事件的分类讨论,确定每一类事件发生的概率,然后将概率进行相应的加、乘运算以得出最终概率。
数列中,分类讨论可以用来解决很多问题。
例如,在讨论数列的极限时,可以分为单调有界数列和发散数列两种情况进行分类讨论,然后使用不等式证明定理求其极限。
又如,在讨论数列的递推公式时,可以对数列的特殊情况进行分类讨论,然后求出递推公式的通项公式。
综上所述,分类讨论是高中数学教学中重要的思维方法和解题思路。
在数学的研究中,分类讨论不仅可以帮助学生快速找到解决问题的途径,同时也能够帮助学生发展创新性思维和拓展思路。
因此,在高中数学教学中,分类讨论应该得到充分的运用和推广。
分类讨论思想在高中数学解题中的应用分类讨论是指将问题分成不同的情况进行讨论,从而解决问题的一种思想。
在高中数学中,分类讨论思想被广泛地应用于解决各种问题,包括代数、几何、概率等方面的问题。
一、代数方面1.方程求解对于一些复杂的方程,使用分类讨论可以使求解变得简单。
例如,对于一个含有绝对值的方程,可以分成两个解析式,分别讨论x的取值范围,然后把得到的结果合并。
又例如,对于一些含参数的方程,可以分别讨论参数的正负或取值范围,并确定每一种情况的解。
这样可以有效地减少无效的计算,提高求解效率。
2.不等式求解二、几何方面1.平面几何对于一些复杂的平面几何问题,使用分类讨论可以使求解变得简单。
例如,对于三角形内部的一些线段或中线问题,可以分别讨论三角形的三种类型,即锐角三角形、直角三角形和钝角三角形,并确定每一种情况的解。
2.空间几何在空间几何中,分类讨论思想同样重要。
例如,对于四面体问题,可以分别讨论四面体的四个侧面,并确定每一种情况的解。
又例如,对于球体问题,可以分别讨论球体与平面的位置关系,并确定每一种情况的解。
三、概率方面在概率问题中,分类讨论思想也被广泛地应用。
例如,在一次掷骰子的问题中,可以分别讨论掷出1、2、3、4、5和6的概率,并确定每一种情况的概率。
又例如,在从一组球中随机选出一个的问题中,可以分别讨论各种颜色的球的数量,并确定每一种情况的概率。
综上所述,分类讨论思想在高中数学解题中的应用非常广泛。
通过将问题分成不同的情况进行讨论,可以有效地减少计算量,提高求解效率,帮助学生更好地掌握数学知识,提高解题能力。
2013-08案例展示(下转第158页)下面笔者就以一些典型考题为例,谈谈分类讨论思想的运用.分类讨论的问题要抓住三个“W ”,即“What ”“Why ”“How ”.一、Why ———分类讨论的原因我们在解决数学问题的时候,会遇到这样的情况,一个问题不能用同一个标准,或同一种类型,或同一个定理,或同一种方法去解决,这就需要我们把一个整体问题划归为几个局部,各个击破,从而解决一个整体.用一句话说就是:“化整为零,各个击破,再化零为整”.二、What ———分类讨论的对象有些同学碰到需要分类讨论的问题就惧怕,不知道为什么要讨论,对什么要讨论.笔者下面将对高中考题中常出现的分类讨论问题进行总结,希望能帮助到有困难的学生.1.由概念引起的分类讨论①绝对值的定义a =a ,a >00,a =0-a ,a <0⎧⎩⏐⏐⏐⏐⎨⏐⏐⏐⏐,分三种情况讨论,经常也把a =0的情况合并到a >0或a <0中,以减少一种讨论情况.②“二次”问题:二次项系数是否为零,是正,还是负;对称轴和指定区间的位置关系;判别式.③直线的倾斜角、斜率:直线的倾斜角是分类给出的;直线倾斜角和斜率的关系:倾斜角,斜率k =tan θ,倾斜角θ=90°,斜率k 不存在;涉及直线的斜截式、点斜式方程时要分斜率是否存在讨论.④直线的截距式:直线过原点时y=kx ,不过原点时为y a +x a =1,ab ≠0.⑤指、对数函数问题:y=a x与y =log a x 的处理可分为a >1,0<a <1两种类型.典型例题:已知直线过点(2,3),且在两坐标轴上的截距相等,求这条直线的方程.说明:直线的截距式不包括过原点的情况,所以此题要分两种情况讨论.2.由数学的运算要求引起的分类讨论①解方程及不等式,两边同乘以一个数是否为零,是正数还是负数.②解二次不等式中对应二次函数两个零点大小的讨论.③解决有关函数单调性问题时,导数值正负的讨论.④含有绝对值及根号的等式或不等式等价变形引发的讨论.【2012高考广东文21】(本小题满分14分)设0<a <1,集合A ={x ∈R |x >0},B ={x ∈R |2x 2-3(1+a )x +6a >0},D =A ∩B .(1)求集合D (用区间表示);(2)求函数f (x )=2x 3-3(1+a )x 2+6ax 在D 内的极值点.说明:(1)中,在化简集合B 时需要解一个含参数一元二次不等式,通常要对判别式,相应方程两根大小进行讨论,此题中相应一元二次方程有没有根不确定,需要讨论,当存在两个根时,两根大小是可以确定的,那么就可以直接写出不等式解集.(2)中由于集合D 的确定和a 的取值有关,所以自然要进行讨论.3.由定理、公式、性质的限制引发的分类讨论①基本不等式的使用条件:一正、二定、三相等.②一次函数、二次函数、反比例函数、指对数函数的单调性.③等比数列求和公式分q =1和q ≠1讨论.④数列前n 项和S n 和通项a n 的关系a n =Sn-S n-1,n ≥2S 1,n =1{分成两种情况讨论.典型例题:(2012年高考(江西理))已知数列{a n }的前n 项和S n =-12n 2+kn(k ∈N *),且S n 的最大值为8.(1)确定常数k ,求a n ;(2)略.【说明】本题第一小题考查数列的通项和前n 项和的关系以及二次函数的最值的综合应用.利用a n =S n -S n-1,n ≥2S 1,n =1{来实现a n 与S n 的相互转化是数列问题比较常见的技巧之一,要注意a n =S n -S n-1不能用来求解首项a 1,首项a 1一般通过a 1=S 1来求解.4.由图形的不确定性引起的分类讨论①由图形的位置或形状变动引发的讨论:二次函数对称轴、开口方向的变动,问题中含参数区间的变动.②函数图像形状的变化.③直线由斜率或截距等引起的位置变动.④圆锥曲线方程参数变化或离心率引起的图形的变化:双曲线、椭圆、抛物线.⑤由几何图形中点、线、面的相对位置不同引起的讨论.5.由参数的变化引起的分类讨论某些含参数的问题,由于参数值的取值不同会导致所得结果的不同,或者由于不同的参数值要运用不同的解法或证明方法,则必须根据题意合理分类.如,含参数的方程、不等式求解;含参数函数的单调性,极(最)值的讨论.典型例题:(2012年高考(上海春))已知数列{a n },{b n },{c n }满足(a n +1-a n )(b n +1-b n )=c n (n ∈N *)(1)设c n =3n +6,{a n }是公差为3的等差数列.当b 1=1时,求b 2,b 3的值;(2)设c n =n 3,a n =n 2-8n ,求正整数k ,使得一切n ∈N *,均有b n ≥b k ;(3)设c n =2n +n ,a n =1+(-1)n 2.当b 1=1时,求数列浅谈分类讨论思想文/王洁摘要:现在高考数学不再单纯地考基础知识,而是越来越注重以基础知识为载体考数学思想方法,考能力.近几年高考中涉及“分类讨论”的问题相当多,而很多同学往往不得要领,该讨论的地方不知道要讨论或者讨论对象偏差,又或者考虑不周全而导致失分过多.关键词:分类;讨论;思想;典型考题157--. All Rights Reserved.案例展示2013-08(上接第157页){b n}的通项公式.解:(1)(2)略(3)由a n+1-a n=(-1)n+1⇒b n+1-b n=(-1)n+1(2n+n),故b n-b n-1=(-1)n(2n-1+n-1)(n≥2,n∈N*),∴b2-b1=21+1,b3-b2=(-1)(22+2),…,b n-1-b n-2=(-1)n-1(2n-2+n-2),b n-b n-1=(-1)n(2n-1+n-1)ⅰ.当n=2k(k∈N*)时,以上各式相加得b n-b1=(2-22+…-2n-2+2n-1)+[1-2+…-(n-2)+(n-1)]=2-2n-1(-2)1-(-2)+n2=2+2n3+n2∴b n=2+2n3+n2+1=2n3+n2+53ⅱ.当n=2k-1(k∈N*)时,b n=b n+1-(-1)n+1(2n+n)=2+2n+13+n+12+1-(2n+n)=-2n3-n2+136∴b n=-2n3-n2+136,(n=2k-1)2n3+n2+53(n=2k)⎧⎩⏐⏐⏐⏐⏐⎨⏐⏐⏐⏐⏐,(k∈N*)说明:本题第三问学生做到b n-b n-1=(-1)n(2n-1+n-1)(n≥2, n∈N*)这一步以后,可以发现这是一个利用累加法求数列通项的常见式子,但是在实施累加法时,由于式子中的(-1)n使得整个式子的正负号无法确定,这是就需要对n的奇偶分类讨论了.6.其他根据实际问题具体分析而引起的分类讨论三、How———分类讨论的方法分类讨论是一种逻辑方法,在高中数学中有着极广泛的应用,根据不同的标准可以有不同的分类方法,但分类必须从同一标准出发,层次分明,做到不重复、不遗漏,包含各种情况,同时要有利于问题研究.有的时候还可以根据提议,合理避免讨论.典型例题:例1.(1)若存在实数a,b(a<b),使得f(x)=2x-x2+1的定义域为[a,b],值域也为[a,b],则a+b=_________.(2)若存在实数a,b(a<b),使得f(x)=2x-x2的定义域为[a,b],值域也为[a,b],则a+b=_________.对比这两题,在第一题中我们要以区间和对称轴x=1的位置关系分三种情况讨论:①a≥1;②b≤1;③a≤1≤b.而第二题中由于函数f(x)的最大值为1,对称轴也恰为x=1,所以b≤1就可以避免讨论.例2.设函数f(x)=(m-3)x3+9x,若f(x)在区间[1,2]的最大值为4,求实数m的值.分析:此题看似要分两大类讨论:①m≥3;②m<3.而在第②种情况下又要分三种情况讨论:33-m≥2;33-m≤1;33-m∈(1,2)。
高中数学解题教学中分类讨论思想的培养思路浅述高中数学解题教学中分类讨论思想的培养是指在解题过程中,将问题进行分类,然后分别讨论和解决的思维模式。
它通过分类思维,将问题进行拆解,将复杂的问题分解为若干个简单的子问题,以便更容易理解和解决。
分类讨论思想在高中数学解题中的应用非常广泛,可以用来解决各种类型的问题,如解方程、证明定理、计算概率等。
它不仅能够帮助学生理解问题,还能够培养学生的逻辑思维能力和解决问题的能力。
在培养分类讨论思想时,可以采取以下几个步骤:第一步是明确问题。
教师首先需要明确问题的要求和目标,然后将问题进行拆解,找出其中的关键点和难点。
第二步是分类。
将问题进行分类,可以根据问题的性质、条件或解决方法等进行分类。
分类的目的是将问题进行细化,便于分别讨论和解决。
分类可以根据教师的指导,也可以由学生自己进行分类。
第三步是分别讨论和解决。
根据问题的分类,分别讨论每个子问题,并找出解决方法。
在讨论和解决的过程中,可以通过例题或实例来引导学生思考和分析,并指导他们运用所学的知识和方法解决问题。
第四步是总结和归纳。
在解决完所有子问题后,教师和学生可以对结果进行总结和归纳。
总结和归纳的目的是加深学生对所学知识的理解和记忆,并帮助学生进一步提升解题能力和思维能力。
在培养分类讨论思想时,教师需要采用合适的教学方法和策略,以激发学生的学习兴趣和积极性。
一方面,可以通过引入生活和实际问题,使学生能够更好地理解和应用数学知识;可以提供一些拓展性的问题和习题,以培养学生的创新思维和解决问题的能力。
培养分类讨论思想还需要注重培养学生的逻辑思维和分析能力。
可以通过提问、讨论和分组等方式,激发学生的思考和分析能力,并培养他们自主解决问题的能力。
培养高中数学解题中的分类讨论思想,可以提高学生的解题能力和思维能力,培养他们的逻辑思维和问题解决能力。
教师在教学中应根据学生的实际情况和学习需求,灵活运用分类讨论思想,引导学生主动思考和解决问题,从而培养学生的综合素质和能力。
分类讨论思想的意义与应用摘要:在进行高中数学解题活动时,分类讨论思想经常被使用,且被运用在很多方面。
在分类讨论思想的指导下,对相关的研究对象进行相应的分解,把复杂的问题更加简单化,降低做题的难度,拓展学生的思维方式。
数学方法是针对相关的数学问题逐渐形成的,根据不同的数学题目,也会有不同的方法,分类讨论思想就很好地融合了两种方法。
随着难度的提升,分类讨论思想的地位也在提高。
关键词:分类讨论;高中数学;解题将分类讨论思想使用在高中数学解题过程中,不仅让数学题目更容易被解决,也可以在很大程度上发散学生的思维。
高中数学不同于其他阶段的数学学习,具有很强的抽象性,不容易被学生理解。
分类讨论思想作为一种很重要的数学思想,可以应用在很多高中数学题目的解决中,如函数、概率、数列等,都可以为我们提供更加清晰的解题思路,把抽象的思维变成形象的思维,从而更好地完成相应的题目。
所以必须要提高做题的有效性,对相关的分类讨论思想进行探讨,提高数学成绩。
在具体的解题过程中,分类讨论思想是很重要的,它可以让题目变得更加简单,也可以让学生养成良好的思维习惯。
因为高中数学对学生的思维能力要求很高,这就给高中生的学习带来了一定的困难,学生在理解中往往会遇到很多挑战,所以这种有效的思考方法就被教师广泛地运用。
为了能更好地运用相关的数学思想,加深学生的理解,提高做题的有效性,需要深入研究这种思想。
一、相关理论分类讨论思想作为重要的数学思想之一,也是一种逻辑思考的方法,可以把数学问题进行简单化,并且构建相应的思维方式。
实际上分类讨论思想也是一种很特别的教学方法,能够更好地锻炼学生的思维方式,让学生对问题进行归纳和总结。
分类讨论思想里面最重要的部分就是对问题的对象进行相应的分类,只有进行更加科学合理的分类,才可以保证后面的分类没有错误。
二、分类讨论的原则和标准划分分类讨论需要相关人员坚持一定的原则,首先,分类的原则是每次的分类不能同时使用不同的分类标准,不然很容易在后面的解题中出现重复的情况。
第 1 页 共 12 页 分类讨论思想 [思想方法解读] 分类讨论思想是一种重要的数学思想方法,其基本思路是将一个较复杂的数学问题分解(或分割)成若干个基础性问题,通过对基础性问题的解答来实现解决原问题的思想策略. 1.中学数学中可能引起分类讨论的因素: (1)由数学概念而引起的分类讨论:如绝对值的定义、不等式的定义、二次函数的定义、直线的倾斜角等. (2)由数学运算要求而引起的分类讨论:如除法运算中除数不为零,偶次方根为非负数,对数运算中真数与底数的要求,指数运算中底数的要求,不等式中两边同乘以一个正数、负数,三角函数的定义域,等比数列{an}的前n项和公式等. (3)由性质、定理、公式的限制而引起的分类讨论:如函数的单调性、基本不等式等. (4)由图形的不确定性而引起的分类讨论:如二次函数图象、指数函数图象、对数函数图象等. (5)由参数的变化而引起的分类讨论:如某些含有参数的问题,由于参数的取值不同会导致所得的结果不同,或者由于对不同的参数值要运用不同的求解或证明方法等. 2.进行分类讨论要遵循的原则是:分类的对象是确定的,标准是统一的,不遗漏、不重复,科学地划分,分清主次,不越级讨论.其中最重要的一条是“不重不漏”. 3.解答分类讨论问题时的基本方法和步骤是:首先要确定讨论对象以及所讨论对象的全体的范围;其次确定分类标准,正确进行合理分类,即标准统一、不重不漏、分类互斥(没有重复);再对所分类逐步进行讨论,分级进行,获取阶段性结果;最后进行归纳小结,综合得出结论.
体验高考 1.(2015·山东)设函数f(x)= 3x-1,x<1,2x,x≥1,则满足f(f(a))=2f(a)的a的取值范围是( ) A.23,1 B.[0,1] C.23,+∞ D.[1, +∞) 答案 C 解析 由f(f(a))=2f(a)得,f(a)≥1.
当a<1时,有3a-1≥1,∴a≥23,∴23≤a<1. 第 2 页 共 12 页
当a≥1时,有2a≥1,∴a≥0,∴a≥1. 综上,a≥23,故选C. 2.(2015·湖北)将离心率为e1的双曲线C1的实半轴长a和虚半轴长b(a≠b)同时增加m(m>0)个单位长度,得到离心率为e2的双曲线C2,则( ) A.对任意的a,b,e1>e2 B.当a>b时,e1>e2;当aC.对任意的a,b,e1D.当a>b时,e1e2 答案 D
解析 由题意e1=a2+b2a2=1+ba2; 双曲线C2的实半轴长为a+m,虚半轴长为b+m, 离心率e2=a+m2+b+m2a+m2=1+b+ma+m2. 因为b+ma+m-ba=ma-baa+m,且a>0,b>0,m>0,a≠b, 所以当a>b时,ma-baa+m>0,即b+ma+m>ba. 又b+ma+m>0,ba>0, 所以由不等式的性质依次可得b+ma+m2>ba2, 1+b+ma+m2>1+ba2, 所以1+b+ma+m2>1+ba2,即e2>e1; 同理,当a综上,当a>b时,e1e2. 3.(2015·天津)已知椭圆x2a2+y2b2=1(a>b>0)的左焦点为F(-c,0),离心率为33,点M在椭圆上且位于第一象限,直线FM被圆x2+y2=b24截得的线段的长为c,|FM|=433. (1)求直线FM的斜率; (2)求椭圆的方程; (3)设动点P在椭圆上,若直线FP的斜率大于2,求直线OP(O为原点)的斜率的取值范围. 第 3 页 共 12 页
解 (1)由已知有c2a2=13, 又由a2=b2+c2,可得a2=3c2,b2=2c2. 设直线FM的斜率为k(k>0),F(-c,0), 则直线FM的方程为y=k(x+c).
由已知,有kck2+12+c22=b22,
解得k=33. (2)由(1)得椭圆方程为x23c2+y22c2=1, 直线FM的方程为y=33(x+c), 两个方程联立,消去y,整理得3x2+2cx-5c2=0, 解得x=-53c,或x=c.
因为点M在第一象限,可得点M的坐标为c,233c. 由|FM|=c+c2+233c-02=433. 解得c=1,所以椭圆的方程为x23+y22=1. (3)设点P的坐标为(x,y),直线FP的斜率为t, 得t=yx+1,即y=t(x+1)(x≠-1).
与椭圆方程联立, y=tx+1,x23+y22=1, 消去y,整理得2x2+3t2(x+1)2=6, 又由已知,得t=6-2x23x+12>2, 解得-32<x<-1或-1<x<0. 设直线OP的斜率为m,得m=yx,即y=mx(x≠0),与椭圆方程联立,整理得m2=2x2-23. ①当x∈-32,-1时,有y=t(x+1)<0, 因此m>0,于是m=2x2-23,得m∈23,233. ②当x∈(-1,0)时,有y=t(x+1)>0, 第 4 页 共 12 页
因此m<0,于是m=-2x2-23, 得m∈-∞,-233. 综上,直线OP的斜率的取值范围是-∞,-233∪23,233.
高考必会题型 题型一 由概念、公式、法则、计算性质引起的分类讨论 例1 设集合A={x∈R|x2+4x=0},B={x∈R|x2+2(a+1)x+a2-1=0,a∈R},若B⊆A,求实数a的取值范围. 解 ∵A={0,-4},B⊆A,于是可分为以下几种情况. (1)当A=B时,B={0,-4},
∴由根与系数的关系,得 -2a+1=-4,a2-1=0, 解得a=1. (2)当BA时,又可分为两种情况. ①当B≠∅时,即B={0}或B={-4}, 当x=0时,有a=±1; 当x=-4时,有a=7或a=1. 又由Δ=4(a+1)2-4(a2-1)=0, 解得a=-1,此时B={0}满足条件; ②当B=∅时,Δ=4(a+1)2-4(a2-1)<0,解得a<-1. 综合(1)(2)知,所求实数a的取值范围为a≤-1或a=1. 点评 对概念、公式、法则的内含及应用条件的准确把握是解题关键,在本题中,B⊆A,包括B=∅和B≠∅两种情况.解答时就应分两种情况讨论,在关于指数、对数的运算中,底数的取值范围是进行讨论时首先要考虑的因素. 变式训练1 已知数列{an}的前n项和Sn=pn-1(p是常数),则数列{an}是( ) A.等差数列 B.等比数列 C.等差数列或等比数列 D.以上都不对 答案 D 解析 ∵Sn=pn-1, 第 5 页 共 12 页
∴a1=p-1,an=Sn-Sn-1=(p-1)pn-1(n≥2), 当p≠1且p≠0时,{an}是等比数列; 当p=1时,{an}是等差数列; 当p=0时,a1=-1,an=0(n≥2),此时{an}既不是等差数列也不是等比数列. 题型二 分类讨论在含参函数中的应用 例2 已知函数f(x)=-x2+2ax+1-a在x∈[0,1]上有最大值2,求a的值. 解 函数f(x)=-x2+2ax+1-a =-(x-a)2+a2-a+1, 对称轴方程为x=a. (1)当a<0时,f(x)max=f(0)=1-a, ∴1-a=2,∴a=-1. (2)当0≤a≤1时,f(x)max=f(a)=a2-a+1,
∴a2-a+1=2,∴a2-a-1=0,∴a=1±52(舍). (3)当a>1时,f(x)max=f(1)=a,∴a=2. 综上可知,a=-1或a=2. 点评 本题中函数的定义域是确定的,二次函数的对称轴是不确定的,二次函数的最值问题与对称轴息息相关,因此需要对对称轴进行讨论,分对称轴在区间内和对称轴在区间外,从而确定函数在给定区间上的单调性,即可表示函数的最大值,从而求出a的值. 变式训练2 已知函数f(x)=2ex-ax-2(x∈R,a∈R). (1)当a=1时,求曲线y=f(x)在x=1处的切线方程; (2)求x≥0时,若不等式f(x)≥0恒成立,求实数a的取值范围. 解 (1)当a=1时,f(x)=2ex-x-2, f′(x)=2ex-1,f′(1)=2e-1, 即曲线y=f(x)在x=1处的切线的斜率k=2e-1, 又f(1)=2e-3,所以所求的切线方程是y=(2e-1)x-2. (2)易知f′(x)=2ex-a. 若a≤0,则f′(x)>0恒成立,f(x)在R上单调递增;
若a>0,则当x∈(-∞,ln a2)时,f′(x)<0,f(x)单调递减, 当x∈(ln a2,+∞)时,f′(x)>0,f(x)单调递增. 又f(0)=0,所以若a≤0,则当x∈[0,+∞)时, f(x)≥f(0)=0,符合题意.
若a>0,则当ln a2≤0, 第 6 页 共 12 页
即0则当x∈[0,+∞)时, f(x)≥f(0)=0,符合题意.
当ln a2>0,即a>2, 则当x∈(0,ln a2)时,f(x)单调递减, f(x)综上,实数a的取值范围是(-∞,2]. 题型三 根据图形位置或形状分类讨论
例3 在约束条件 x≥0,y≥0,y+x≤s,y+2x≤4下,当3≤s≤5时,z=3x+2y的最大值的变化范围是( ) A.[6,15] B.[7,15] C.[6,8] D.[7,8] 答案 D
解析 由 x+y=s,y+2x=4⇒ x=4-s,y=2s-4, 取点A(2,0),B(4-s,2s-4),C(0,s),C′(0,4). ①当3≤s<4时, 可行域是四边形OABC(含边界),如图(1)所示, 此时,7≤zmax<8.
②当4≤s≤5时,此时可行域是△OAC′,如图(2)所示,zmax=8.综上,z=3x+2y最大值的变化范围是[7,8]. 点评 几类常见的由图形的位置或形状变化引起的分类讨论 (1)二次函数对称轴的变化;(2)函数问题中区间的变化;(3)函数图象形状的变化;(4)直线由斜率引起的位置变化;(5)圆锥曲线由焦点引起的位置变化或由离心率引起的形状变化;(6)立体几何中点、线、面的位置变化等.
变式训练3 设点F1,F2为椭圆x29+y24=1的两个焦点,点P为椭圆上一点,已知点P,F1,