高中数学分类讨论细想方法
分类讨论的思想方法
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分类讨论的思想方法知识点导读也是科学研究中最常用、最基本的方法.数学中的分类讨论贯穿知识的各个部分,形式多样、综合性强、逻辑严谨,在解数学题中,分类讨论是一种十分常见和重要的思想方法.那么,什么是数学中的分类讨论呢?一般来说,当一个问题所给的对象不宜进行统一的研究或推理,只有按某一个标准用分组的形式才能方便地表示出来,那么就需要对研究的对象进行分类(即分组),并对其中的每一类分别进行研究,最后综合各类的结果得到整个问题的结果.它是逻辑划分思想在解决数学问题中的具体运用,它将一个数学问题化整为零,把一个复杂的问题转化为单一的问题,从而“各个击破”,最终使整个问题得以顺利解决.高中数学中经常遇到需要进行分类讨论的问题,归纳起来有以下几种常见类型:一、由数学概念引起的分类有许多数学概念本身就是分类定义的,例如数的绝对值的概念:|a |=⎩⎪⎨⎪⎧a (当a ≥0时)-a (当a <0时)这样,当我们遇到求解与绝对值|a |有关的问题时,就要分a ≥0和a <0两种情况讨论.二、由有关数学的性质、运算法则、定理、公式引起的分类如在判断两直线是否相互垂直时,要讨论其斜率是否存在;又如指数、对数函数的性质在应用时,要分别针对它们底数的取值进行讨论等.再如等比数列a, aq, aq 2, …, aq n -1,…的前n 项和公式为S n =⎩⎪⎨⎪⎧a (1-q n )1-q (当q ≠1时)na (当q =1时)因此,遇到公比q 是字母或含字母的表达式时,就要讨论公比等于1及公比不等于1的两种情形.三、涉及有关不确定的情况时引起的分类如分段函数、图形、特殊要求等在计算或列式时需要分类讨论,一般是综合的题型.四、由参数变化而引起的分类运用分类讨论的思想解数学题时,一般分为以下四个步骤: (1) 确定讨论的对象和所要讨论对象的范围.(2) 合理分类就是将讨论对象的范围划分子区域,划分子区域时应符合以下三个条件: ① 确定分类的标准一致,不重复、不遗漏; ② 划分子区域只能按同一标准进行; ③ 区域分类应逐级进行.(3) 严格按层次逐级或逐段讨论,不能越级.(4) 归纳总结,综合出结论.其中,确定分类的标准是分类讨论的关键. 范例分类与解题分析【例1】 已知集合A ={1, x 2},集合B ={1, 3, x },且A B ,求x 的值.【解】 ①当x 2=3,即x =±3时,A B .②当⎩⎪⎨⎪⎧x 2=x x ≠1即x =0时,A B .所以x =±3或x =0.【点评】 注意真子集概念中“B 中至少有一个元素不属于A ”,可以认为A 的元素个数至少比B 的元素个数少1个,又集合的元素具有互异性,即同一个元素在集合中只出现一次,故在第2种情形中要求x ≠1.二、根据运算的要求进行分类【例2】 解关于x 的不等式:2(a +1)x -2a >ax +4.【分析】 原不等式可化为(a +2)x >2(a +2),因为x 的系数中含有字母a (a 称为参数),所以应分成a +2>0,a +2=0,a +2<0三种情况来解答.【解】 原不等式可化成(a +2)x >2(a +2). ①当a >-2时,不等式解集为{x |x >2}; ②当a =-2时,原不等式为0·x >0,原不等式解集为∅; ③当a <-2时,不等式解集为{x |x <2}. 【点评】 数学中的某些运算有着严格的运算要求.如实数集中偶次根式的被开方数必须非负,方程或不等式的两边同乘(同除)的一个数不能为零,不等式两边同乘(同除)一个负数不等号要改变方向等.凡涉及到运算要求的问题,求解时应按照运算的要求进行分类讨论.三、根据定理、公式、法则的限制条件进行分类【例3】 设{a n }是以d 为公差的等差数列,求3a 1+ 3a 2+3a 3+…+3a n .【分析】 当数列为等比数列且其公比不确定时,在求前n 项和时,必须对公比是否为1分成两种情况进行讨论.【解】 设b n =3a n ,∵ b n +1b n =3a n +13a n=3a n +1-a n =3d∴ {b n }是以b 1=3a 1为首项,以q =3d 为公比的等比数列 当q =3d =1,即d =0时, 3a 1+3a 2+3a 3+…+3a n =3a 1·n ,(n ∈N +)当q =3d≠1,即d ≠0时,3a 1+3a 2+3a 3+…+3a n =3a 1(1-3nd )1-3d,(n ∈N +).【点评】 数学中的某些定理、公式、法则等均受到一些条件的限制,如复数的模为非负实数;公式S n =a 1(1-q n )1-q中,q ≠1;三角形任意两边之和大于第三边,任意两边之差小于第三边;方程ax 2+bx +c =0 (a ≠0)有实根的充要条件是b 2-4ac ≥0,无实根的充要条件是b 2-4ac <0等,在求解这类问题时,可根据相应的限制条件进行分类讨论.四、根据函数的性质进行分类【例4】 已知幂函数y =x 3m -7(m ∈N +)在区间(0, +∞)内是减函数,且图像关于y 轴对称,求函数解析式.【解】 由于幂函数y =x n ,当n <0时,在区间(0, +∞)内是减函数,所以可得3m -7<0.解得m <73.又∵ m ∈N +, ∴ m =1, 2.当m =1时,函数的解析式为y =x -4,是偶函数,其图象关于y 轴对称.当m =2时,函数的解析式为y =x -1,是奇函数,其图象关于原点对称,∴ m =2(舍去).因此,所求函数的解析式为y =x -4.【点评】 幂函数y =x n 当n <0时,在区间(0, +∞)内是减函数,据此可定出m 的取值范围,再由m ∈N +及该幂函数为偶函数(图象关于y 轴对称),进一步确定m 的值.五、根据图形相对位置的变化特征进行分类【例5】 如图,在直角梯形ABCD 中,∠B =90°,AB =4,BC =CD =2,DC ∥AB ,动点P 从B 点出发,沿折线B →C →D 运动,设点P 运动的路程为x ,△ABP 的面积为y ,写出y 与自变量x 之间的函数关系式,并在直角坐标系中画出它的图象.【分析】 △ ABP 的面积由于点P 的运动,函数关系式共分两个部分来求解,分别为点P 在BC 上和点P 在CD 上.【解】 当点P 由B →C 运动时,PB =x ,则S △ABP =12×AB ×PB =2x ,且x ∈;当点P 由C →D 运动时,S △ABP =12×AB ×BC =124×2=4,且x ∈(2,4].∴综上所述:y =⎩⎪⎨⎪⎧ 2x ,4,x ∈x ∈(2,4],且该函数关系式的图像如图所示.【点评】 此例的求解是根据图形的位置特征进行分类讨论的,对于这类与图形的位置特征有关的数学问题,求解时可根据图形的位置特征进行分类讨论.六、根据参数的取值进行分类【例6】 试根据k 的不同取值,讨论方程kx 2+y 2=1所表示的曲线形状.【分析】 根据不同曲线方程对参数的要求,可对方程中参数m 的取值进行分类,求得曲线的标准方程,从而确定出方程所表示的不同曲线.【解】 当k =0时,方程为y 2=1,即y =±1表示两条垂直于y 轴的直线;当k =1时,方程为x 2+y 2=1,表示以原点为圆心,以1为半径的圆;当k ≠0且k ≠1时,方程为x21k+y 2=1;当1k>1,即0<k <1时,表示焦点在x 轴上的椭圆; 当0<1k 1,即k >1时,表示焦点在y 轴上的椭圆;当1k<0,即k <0时,表示焦点在y 轴上的双曲线. 【点评】 在讨论曲线方程时,一定要掌握不同曲线方程的特征,并按照不同曲线方程的要求进行讨论,然后从一般到特殊,进行分类讨论,可先讨论直线、圆,然后再讨论抛物线、椭圆、双曲线.【例7】 不等式(a 2-1)x 2-(a -1)x -1<0的解集为R ,求a 的取值范围.【分析】 因x 2的系数a 2-1可以等于0也可以不等于0,因此对a 2-1是否等于0应分类讨论.【解】 (1)若a 2-1=0,则a =-1或a =1 因a =1符合题意,而a =-1不符合题意 ∴a =1;(2)若a 2-1≠0则由题意知 ⎩⎪⎨⎪⎧a 2-1<0(a -1)2+4(a 2-1)<0∴-35<a<1 综合(1)(2)得,a 的取值范围是(-35,1].【点评】 由于参数的取值不同,问题的表述也不相同.因此只有对参数进行分类才能根据问题的不同表述分别列式求解.【举一反三】 对任意实数x ,不等式ax 2+2ax -(a +2)<0恒成立,求实数a 的取值范围.【解】 当a =0时,由题意得-2<0.符合题意.当a ≠0时,由题意得⎩⎨⎧a <0(2a )2+4a (a +2)<0,解之得-1<a <0. 综上所述,a 的取值范围(-1,0].【例8】 已知函数y =log a x(a>0且a ≠1)在[1, 2]上的最大值比最小值大2,求a 的值. 【分析】 因a 的不同取值,对数函数y =log a x 在[1, 2]上的单调性不同,因此必须对a 进行分类讨论.【解】 (1)若a>1由已知得log a 2-log a 1=2∴log a 2=2 ∴a 2=2 ∴a =2; (2)若0<a<1由已知得log a 1-log a 2=2∴log a 12=2 ∴a 2=12 ∴a =22综合(1)(2)得a =2或a =22.【点评】 由于参数的取值不同,对数函数y =log a x 的单调性也不相同,因此只有对a 进行分类,才能利用函数的单调性列式求解.七、根据求解数学问题结论的多样性进行分类【例9】 根据a 的不同取值,求函数f (x )=ax 2+x +1的单调区间.【分析】 f (x )可能为一次函数,也有可能为二次函数,而当f (x )为二次函数时,可根据抛物线的开口方向及对称轴的位置,讨论其单调区间.【解】 当a =0时,f (x )=x +1,∴ f (x )的递增区间为(-∞,+∞).当a ≠0时,f (x )为二次函数,对称轴为x =-12a,当a >0时,f (x )的递增区间为⎣⎡⎭⎫-12a ,+∞,递减区间为⎝⎛⎦⎤-∞,-12a , 当a <0时,f (x )的递增区间为⎝⎛⎦⎤-∞,-12a ,递减区间为⎣⎡⎭⎫-12a ,+∞. 【点评】 一次函数、指数函数、对数函数等在其定义域内的单调性都有两种可能性,二次函数的单调性不仅要考虑抛物线的开口方向,还要考虑对称轴的位置.综合训练1.A ={x |x 2-2x -3=0},B ={x |ax -1=0},B A ,则a 的值是( )A .-1,0, 13B .-1, 13C .-13,0,1D .-13,1【分析】 A ={-1,3}当B =∅时,方程ax -1=0无解,a =0 当B ={-1}时,-a -1=0,a =-1当B ={3}时,3a -1=0,a =13 a 的值是-1, 0, 13.2.在同一坐标中,y =x a和y =ax +1a的图象可能是( )A B C D3.已知m ∈R ,且(m 2-8m +7)+(m 2-1)i =|(2-23i)2|,则m =( ) A .-1或1 B .-1 C .1或7 D .7【分析】 |(2-23i)2|=|8+83i|=16 故有⎩⎪⎨⎪⎧m 2-8m +7=16m 2-1=0解得m =-1.4.顶点间的距离为6,渐近线方程为y =±12x 的双曲线的标准方程是( )A.x 29-4y 29=1或y 29-x 236=1B.y 29-4x 291或x 29-y 236=1C.x 29-4y 29 1D.y 29-x236=1【分析】 2a =6,a =3当焦点在x 轴上时,渐近线为y =±b a =±12x, b a =12 b =32双曲线的标准方程是x 29-4y29=1.当焦点在y 轴上时,渐近线为y =±a b =±12x ,a b =12, b =6双曲线的标准方程是y 29-x236=1.二、填空题5.设A ={1,2,3},B ={3, lg a },若B ⊆A ,则a =__10或100________. 【分析】 由题得lg a =1或lg a =2,∴ a =10或a =100.6.已知π2<α<3π2,则|tan α|tan α+|sin α|sin α=_____0___.【分析】 π2<α<π时,|tan α|tan α+|sin α|sin α=0;π<α<3π2|tan α|tan α+|sin α|sin α0.7.若log a 45<1,则a 的取值范围是___(0,45)∪(1,+∞)_______.【分析】 由题意,得log a 45<1=log a a ,则当a >1时,y =log a x 是单调增的,∴a >45,即a >1;当0<a <1时,y =log a x 是单调减的,∴a <45,即0<a <45.综上所述,a 的取值范围为(0,45)∪(1,+∞).8.设f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2x -1,x >03-x ,x ≤0,则xf (x )>0的解集是___⎝⎛⎭⎫12,+∞_______.【分析】 当x >0时,x (2x -1)>0,即x >12或x <0 ∴x >12.当x ≤0时,x (3-x )>0,解为∅.9.在△ABC 中,已知a =23,c =2,∠C =30°,则b =____2或4____.【分析】 cos C =a 2+b 2-c 22ab ,32=12+b 2-443b,b 2-6b +8=0,b =2或4.10.已知椭圆的中心在原点,对称轴为坐标轴,长轴为8,短轴为4,则椭圆方程是___x 216+y 24=1或y 216+x24=1_____. 【分析】 若焦点在x 轴上,则椭圆方程为x 216+y 24=1,若焦点在y 轴上则椭圆方程为y 216+x241.11.平行于直线3x -4y -20=0,且和它相距3个单位的直线方程是__3x -4y -5=0或3x -4y -35=0______.【分析】 设所求直线方程为3x -4y +m =0,由题意知两直线间的距离d =|-20-m |5=3,则m =-5或-35.三、解答题12.已知集合A ={1, p, p 2},集合B ={1, 1-q, 1-2q },且A =B ,求p 的值.【解】 因为A =B .所以有⎩⎪⎨⎪⎧ p =1-q p 2=1-2q ①或⎩⎪⎨⎪⎧p =1-2q p 2=1-q ②由①得⎩⎪⎨⎪⎧2p =2-2qp 2=1-2q ⇒p 2-2p =-1⇒p =1(舍去).由②得⎩⎪⎨⎪⎧p =1-2q 2p 2=2-2q ⇒2p 2-p =1⇒p =-12或p =1(舍去).所以p =-12.(舍去p =1是因为集合中的元素是互异的)13.求与双曲线x 22y 2=1有两个公共焦点,且过点(3,2)的圆锥曲线的方程.【解】 双曲线x 22y 2=1的两个焦点为F 1(-3,0),F 2(3,0)当圆锥曲线为椭圆时,设其方程为x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0),由⎩⎪⎨⎪⎧ 3a 2+4b 2=1a 2-b 2=3 得: a 2=9,b 2=6,椭圆的方程为x 29+y 26=1.当圆锥曲线为双曲线时,设其方程为x 2a 2y 2b2=1(a ,b >0),由⎩⎪⎨⎪⎧3a 2-4b 2=1a 2+b 2=3得: a 2=1, b 2=2,双曲线的方程为x 2-y 22=1.14.函数y =a -b cos3x 的最大值是6,最小值是-2,求函数y =cos πxa+b 的最小正周期与最小值.【解】 当b ≥0时,根据题意⎩⎪⎨⎪⎧ a +b =6a -b =-2, ∴ ⎩⎪⎨⎪⎧a =2b =4函数y =cos πx a +b 的最小正周期T =2ππ2=4,最小值是3;当b <0时,根据题意⎩⎪⎨⎪⎧ a -b =6a +b =-2,∴ ⎩⎪⎨⎪⎧a =2b =-4,函数y =cos πx a +b 的最小正周期T =2ππ2=4,最小值是-5.15.如图,已知矩形ABCD ,AB =4,BC =3,点P 为BC 或DC 上一动点,设AP 与矩形ABCD 所围成的三角形面积是S ,从点A 沿矩形周界且经过B (或再经过点C )到P 的距离是x ,试用解析式将S 表示为x 的函数.图(1) 图(2) 第15题图【解】 如P 在BC 间,AB +BP =x ,PB =x -4,S =12AB ·BP =12×4(x -4)=2x -8,此时,x ∈(4,7];如P 在DC 间,AB +BC+CP =x ,CP =x -7,DP =DC -CP =4-(x -7)=11-x ,S =12AD ·DP =12×3×(11-x )=-32x +332此时x ∈(7,11),∴S =⎩⎪⎨⎪⎧2x -8 x ∈(4,7]-32x +332x ∈(7,11)。
高中数学分类讨论思想方法
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高中数学分类讨论思想方法高中数学分类讨论思想方法是高中数学教学中一种重要的解题思路和方法。
它通过从不同的角度和不同的方法分析问题,使得解决问题更加全面和灵活。
分类讨论思想方法在高中数学中应用广泛,涉及到许多数学概念和技巧。
下面我将结合具体的例子,对高中数学分类讨论思想方法进行详细的介绍。
首先,分类讨论思想方法的基本思路是将问题分成若干个子问题,每个子问题用不同的方法进行求解或分析。
这样做可以把原本比较复杂的问题转化为几个较简单的子问题,从而更好地理解和解决。
例如,考虑一个常见的二次方程问题:求解方程$x^2-5x+6=0$。
首先,我们可以分类讨论这个方程的根的情况。
根据二次方程的求根公式,方程的根可以分为以下几种情况:1. 当 $\Delta=0$ 时,方程有两个相等的实根。
此时,$\Delta=b^2-4ac=5^2-4\cdot1\cdot6=1$,由于 $\Delta=0$,所以方程有两个相等的实根。
根据求根公式$x_{1,2}=\frac{-b\pm\sqrt{\Delta}}{2a}$,可得方程的两个根为$x_1=x_2=\frac{-(-5)\pm\sqrt{1}}{2\cdot1}=\frac{5}{2}$。
2. 当 $\Delta>0$ 时,方程有两个不相等的实根。
此时,$\Delta=b^2-4ac=5^2-4\cdot1\cdot6=1$,由于 $\Delta>0$,所以方程有两个不相等的实根。
根据求根公式$x_{1,2}=\frac{-b\pm\sqrt{\Delta}}{2a}$,可得方程的两个根为$x_1=\frac{-(-5)+\sqrt{1}}{2\cdot1}=2$ 和$x_2=\frac{-(-5)-\sqrt{1}}{2\cdot1}=3$。
3. 当 $\Delta<0$ 时,方程没有实根。
此时,$\Delta=b^2-4ac=5^2-4\cdot1\cdot6=1$,由于 $\Delta<0$,所以方程没有实根。
高中数学解题教学中分类讨论思想的培养
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高中数学解题教学中分类讨论思想的培养1. 引言1.1 引言在高中数学解题教学中,分类讨论思想的培养是非常重要的。
通过分类讨论思想,学生可以更加系统和全面地分析问题,找到解题的关键点,从而提高解题的效率和准确性。
分类讨论思想不仅在数学学科中有着重要的意义,而且也是一种重要的思维方式,可以帮助学生在面对复杂问题时更好地进行分析和解决。
本文将从分类讨论思想的重要性、分类讨论思想的培养方法、实例分析、提高高中数学解题能力的建议以及培养学生分类讨论思想的意义等方面进行探讨。
通过对这些内容的深入研究和分析,希望能够为高中数学教学提供一些新的思路和方法,帮助学生更好地掌握分类讨论思想,提高数学解题能力,培养扎实的数学思维能力。
接下来,我们将详细讨论分类讨论思想在高中数学解题教学中的重要性,以及如何有效地培养学生的分类讨论思想。
让我们一起探究这一重要而有趣的话题!2. 正文2.1 分类讨论思想的重要性分类讨论思想在高中数学解题教学中的重要性不言而喻。
分类讨论思想能够帮助学生在解决数学问题时有条不紊地进行思考和分析,避免盲目性的试错,提高解题效率。
分类讨论思想可以帮助学生培养逻辑思维能力,提高他们的问题解决能力和数学素养,对于学生日后的学业和职业发展都具有积极的意义。
分类讨论思想还可以激发学生对数学的兴趣,让他们更加深入地理解数学知识,从而提高学习的主动性和参与度。
在教学实践中,老师可以通过设计各种不同类型的数学问题,引导学生运用分类讨论思想进行解题,不断提升他们的分析和推理能力。
老师还可以组织学生参加数学竞赛和数学建模等活动,让他们有机会运用分类讨论思想解决实际问题,从而加深对这一思维方法的理解和应用。
分类讨论思想在高中数学解题教学中不仅具有重要的作用,而且对学生的综合素质提升和未来发展都有着积极的影响。
教师应当重视和加强对分类讨论思想的培养,帮助学生掌握这一重要的解题方法,为他们的学习和未来打下坚实的基础。
2.2 分类讨论思想的培养方法1. 引导学生理清问题关键点:在解题过程中,学生需要理清问题的关键点,将问题分解为更小的部分,从而有助于更好地理解问题和寻找解决方法。
高中四大数学思想方法
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高中四大数学思想方法高中四大数学思想方法一、数形结合思想应用数形结合的思想,应注意以下数与形的转化:(1)集合的运算及韦恩图;(2)函数及其图象;(3)数列通项及求和公式的`函数特征及函数图象;(4)方程(多指二元方程)及方程的曲线.以形助数常用的有:借助数轴;借助函数图象;借助单位圆;借助数式的结构特征;借助于解析几何方法.以数助形常用的有:借助于几何轨迹所遵循的数量关系;借助于运算结果与几何定理的结合.二、分类讨论思想分类讨论思想就是根据所研究对象的性质差异,分各种不同的情况予以分析解决.分类讨论题覆盖知识点较多,利于考查学生的知识面、分类思想和技巧;同时方式多样,具有较高的逻辑性及很强的综合性,树立分类讨论思想,应注重理解和掌握分类的原则、方法与技巧、做到“确定对象的全体,明确分类的标准,分层别类不重复、不遗漏的分析讨论”.应用分类讨论思想方法解决数学问题的关键是如何正确分类,即正确选择一个分类标准,确保分类的科学,既不重复,又不遗漏.如何实施正确分类,解题时需要我们首先明确讨论对象和需要分类的全体,然后确定分类标准与分类方法,再逐项进行讨论,最后进行归纳小结.常见的分类情形有:按数分类;按字母的取值范围分类;按事件的可能情况分类;按图形的位置特征分类等.分类讨论思想方法可以渗透到高中数学的各个章节,它依据一定的标准,对问题分类、求解,要特别注意分类必须满足互斥、无漏、最简的原则.三、函数与方程思想函数与方程思想是最重要的一种数学思想,高考中所占比重较大,综合知识多、题型多、应用技巧多.函数思想简单,即将所研究的问题借助建立函数关系式亦或构造中间函数,结合初等函数的图象与性质,加以分析、转化、解决有关求值、解(证)不等式、解方程以及讨论参数的取值范围等问题;方程思想即将问题中的数量关系运用数学语言转化为方程模型加以解决。
运用函数与方程的思想时,要注意函数,方程与不等式之间的相互联系和转化,应做到:(1)深刻理解函数f(x)的性质(单调性、奇偶性、周期性、最值和图象变换),熟练掌握基本初等函数的性质,这是应用函数思想解题的基础.(2)密切注意三个“二次”的相关问题,三个“二次”即一元二次函数、一元二次方程、一元二次不等式是中学数学的重要内容,具有丰富的内涵和密切的联系.掌握二次函数基本性质,二次方程实根分布条件,二次不等式的转化策略.四、转化与化归思想化归与转化的思想,就是在研究和解决数学问题时采用某种方式,借助某种函数性质、图象、公式或已知条件将,问题通过变换加以转化,进而达到解决问题的思想.转化是将数学命题由一种形式向另一种形式的变换过程,化归是把待解决的问题通过某种转化过程归结为一类已经解决或比较容易解决的问题.转化与化归思想是中学数学最基本的思想方法,堪称数学思想的精髓,它渗透到了数学教学内容的各个领域和解题过程的各个环节中.转化有等价转化与不等价转化.等价转化后的新问题与原问题实质是一样的.不等价转化则部分地改变了原对象的实质,需对所得结论进行必要的修正.应用转化与化归思想解题的原则应是化难为易、化生为熟、化繁为简,尽量是等价转化.常见的转化有:正与反的转化、数与形的转化、相等与不等的转化、整体与局部的转化、空间与平面相互转化、复数与实数相互转化、常量与变量的转化、数学语言的转化。
高中数学x思想方法-分类讨论与整合
![高中数学x思想方法-分类讨论与整合](https://img.taocdn.com/s3/m/d9a454f626fff705cc170aa8.png)
分类讨论与整合思想方法例题解析高考数学将分类与整合思想的考查放在了比较重要的位置,主要以解答题的形式出现.要求考生明确何种问题需要分类,如何分类,分类后如何研究,最后如何整合.考查的主要题型是含有字母参数的数学问题。
下面以引发分类讨论的不同渊源进行分类解析.1.由数学概念引起的讨论.如绝对值的定义、二次函数的定义、直线与平面所成的角、直线的倾斜角等. 例1 函数()243f x ax x =+-在[]0,2x ∈上有最大值()2f ,求实数a 的取值范围.分析:此函数的类型不确定,需要分类讨论. 当0a =时,)(x f 是一次函数且单调递增;当0a ≠时, )(x f 是二次函数,单调性与a 的取值有关,需要继续分类.用配方法或导数求二次函数的最值.解: (1)当0a =时,()43f x x =-在[]0,2x ∈上为单调增函数,最大值为()2f ,满足题意.(2)当0a ≠时,函数()2224433f x ax x a x a a ⎛⎫=+-=+-- ⎪⎝⎭,其对称轴为2x a =-.①当0a >时,()243f x ax x =+-在[]0,2x ∈上为单调增函数,最大值为()2f ,满足题意;②当0a <时,当22a-≥即10a -≤<时,()243f x ax x =+-在[]0,2x ∈上为单调增函数,最大值为()2f ,满足题意. 综上所述:当1a ≥-时,函数()243f x ax x =+-在[]0,2x ∈上有最大值()2f .点评:在该题的分类讨论中,有两个层次,第一层是确定函数类型,即是一次函数还是二次函数.第二层是二次函数的开口方向,即开口向上还是向下.由于每一类中的a 都符合题意,所以整合时,把每一类型中a 的范围取并集,得到最终答案.变式练习1. 已知等比数列{}n a 中,432,,a a a 分别是某等差数列的第5项,第3项,第2项,且164a =,公比1q ≠;设2log nn b a =,求数列{}||n b 的前n 项和n T .2. 由数学运算要求引起的分类讨论.如除法运算中除数不为零、偶次方根为非负、对数中真数与底数的要求、不等式中两边同乘以一个正数、负数对不等号方向的影响等.例2 设函数3()31()f x ax x x R =-+∈,若对于任意的[]1,1-∈x 都有0)(≥x f 成立,求实数a 的值为. 分析:对于任意的[]1,1-∈x 都有0)(≥x f 恒成立求参数的范围问题,可将参数a 分离出来.在分离a 时,需要对x 等于零, x 为正, x 为负分别进行.分离出a 之后,通过求导研究不等式右边关于x 的函数,判断其单调性并求出其最值.解:若0x =,则不论a 取何值,()f x ≥0显然成立,所以R a ∈;当0x > 即]1,0(∈x 时,()331f x ax x =-+≥0可化为:2331a x x ≥-,设()2331g x x x =-,则()()'4312x g x x -=, 所以()g x 在区间10,2⎛⎤ ⎥⎝⎦上单调递增,在区间1,12⎡⎤⎢⎥⎣⎦上单调递减,因此()max 142g x g ⎛⎫== ⎪⎝⎭,从而a ≥4; 当x <0 即)0,1[-∈x 时,()331f x ax x =-+≥0可化为a ≤2331x x -,()()'4312x g x x -=0>,()g x 在区间[)1,0-上单调递增,因此4)1()(max =-=g x g ,从而a ≤4,综上所述得a =4.点评:本题是不等式恒成立问题,需要将参数分离出来,转化为研究函数的最值.在分离参数时,需要在不等式的两边同乘以式子3x .根据不等式的运算性质,需要明确所乘式子的符号,所以要对x 是否为零及其符号进行分类讨论.由于是对自变量x 展开讨论,所以在整合时,要把a 的三个范围取交集.变式练习2. 已知函数x x f a log )(=在],2[π上的最大值比最小值大1,则a 等于A .π2 B .2π C .π2或2π D .不同于A 、B 、C 答案3. 由函数的性质及定理、公式的限制引起的分类讨论例3.已知数列}{n a 、 3,2,1,),(,1:}{121=⋅===+n a a b a a a a b n n n n 其中且为常数满足(Ⅰ)若{}n a 是等比数列,试求数列{}n b 的前n 项和n S ;(Ⅱ)当{}n b 是等比数列时,甲同学说:{}n a 一定是等比数列;乙同学说:{}n a 一定不是等比数列,你认为他们的说法是否正确?为什么?分析: 在(Ⅰ)中,欲求数列{}n b 的前n 项和n S ,需要研究该数列的性质.由21a b b nn =+发现该数列为等比数列,但求和时要注意前n 项和公式的选择即对公比进行讨论. 在(Ⅱ)中,需要由{}n b 的性质进一步研究{}n a 的性质,对其是否为等比数列作出判断.解:(I )因为{}n a 是等比数列a a a ==21,1, 所以1,0-=≠n n a a a . 又211212112111,a aa a a a a a ab b a a a b a a b n n n n n n n n n n n n n ===⋅⋅==⋅=⋅=-+++++++则即}{n b 是以a 为首项,2a 为公比的等比数列. ⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧±≠---=-==∴)1(.1)1()1(,)1( ,22a a a a a n a n S n n (II )甲、乙两个同学的说法都不正确,理由如下: 设{}n b 的公比为q ,则022211≠===+++++a q a a a a a a b b nn n n n n n n 且又1253121,,,,,,1-==n a a a a a a a …是以1为首项,q 为公比的等比数列,n a a a a 2642,,,, …是以a 为首项,q 为公比的等比数列, 即{}n a 为: 22,,,,,1aq q aq q a .当2a q =时,{}n a 是等比数列;当2a q ≠时,{}n a 不是等比数列.注:该问亦可以用举特例的办法进行判断.点评:该题两问的解答中都对公比进行了讨论.第一问中,讨论的渊源是公比不同, 等比数列前n 项和公式形式不同.第二问中讨论的原因是, {}n b 的公比取值不同, {}n a 的性质不同.变式练习3: 解关于x 的不等)(222R a ax x ax ∈-≥-.4. 由图形的不确定性引起的分类讨论 例4 设21,F F 为椭圆14922=+y x 的两个焦点,P 是椭圆上的一点. 已知21,,F F P 是一个直角三角形的三个顶点,且 ||||21PF PF >,求||||21pF PF 的值. 分析:本题考查圆锥曲线的性质.因为21,,F F P 是一直角三角形的三顶点,且||||21PF PF >,则直角顶点有两种可能性:点2F 或点P ,故有两解.解: 由已知得6||||21=+PF PF ,2||21=F F .①若12F PF ∠为直角,则2212221||||||F F PF PF +=,解得314||1=PF ,34||2=PF ,所以||||21pF PF =27. ②若21PF F ∠为直角,则|F 1F 2|2=|PF 1|2+|PF 2|22221221||||||PF PF F F +=,得4||1=PF,2||2=PF ,故 2||||21=pF PF . 变式练习4. 设一双曲线的两条渐近线方程为052,02=-+=+-y x y x ,此双曲线的离心率为 .5. 由参数的变化引起的分类讨论.某些含参数的问题,由于参数的取值不同会导致所得结果不同,或者由于不同的参数值要运用不同的求解或证明方法.例5 设1-=x 是)()()(22R x e b ax x x f x ∈++=-的一个极值点,求a 与b 的关系式(用a 表示b )并求)(x f 的单调区间.分析:该题是一个非基本初等函数的单调性问题,考虑用导数解决,所以先对)(x f 求导,再得a 与b 的关系式.求得导函数的零点时,注意两个零点的大小对单调区间的影响.解: x e a b x a x x f --+-+-=22/])2([)(,由0)1(/=-f 得32-=a b∴x e a ax x x f --++=22)32()( ,x x e a x x e a x a x x f ---++-=-+-+-=222/)3)(1(]3)2([)(.令0)(/=x f 得a x x -=-=3,121 .由于1-=x 是)(x f 的极值点,故21x x ≠,即4≠a .① 当4<a 时,12x x >,故]3,1[a --为)(x f 的单调增区间;),3[]1,(+∞---∞a 和 为)(x f 的单调减区间.② 当4>a 时,12x x <,故]1,3[--a 为)(x f 的单调增区间;),1[]3,(+∞---∞和a 为)(x f 的单调减区间.点评:在综合问题中对参数分类讨论的考查,是分类讨论思想考查的重要形式之一.对参数的分类,要注意遵循分类讨论的基本原则:科学合理,不重不漏.变式练习5. 已知椭圆1522=+m y x 的离心率 510=e , 则m 的值为 A .3B .253或3C .5D .3155或156. 其它需要进行分类讨论的问题.譬如排列组合问题、实际应用问题等例6 某车间有10名工人,其中4人仅会车工,3人仅会钳工,另外 三人车工钳工都会,现需选出6人完成一件工作,需要车工、钳工各3人,问有 种选派方案?解析:如果先考虑钳工,因有6人会钳工,故有36C 种选法,但此时不清楚选出的钳工中有几个是车钳工都会的,因此也不清楚余下的七人中有多少人会车工,因此在选车工时,就无法确定是从7人中选,还是从六人、五人或四人中选.同样,如果先考虑车工也会遇到同样的问题.因此需对全能工人被选的人数进行分类:(1)选出的6人中不含全能工人,共有3433C C 种不同选法;(2)选出的6人中含有一名全能工人共有351323C C C 种不同选法;(3)选出的6人中含2名全能工人共有362313C C C 种不同选法;(4)选出的6人中含有3名全能工人共有3733C C 种不同选法.所以共有3433C C +351323C C C +362313C C C +3733C C =306种选派方案. 点评:分类讨论是解决排列组合问题中最常用的思想方法之一.在进行分类时,要注意选择最恰当的标准,使得所分的类尽量少.一般选择数量较少的那一种元素进行分类.变式练习6. 在一块并排10垄的田地中,选择2垄分别种植A 、B 两种作物,每种作物种一垄,为有利于作物生长,要求A 、B 两种作物的间隔不小于6垄,则不同的选垄方法共有 种.变式练习答案及专题总结:1. 解:依题意得()032,32344342=+--+=a a a a a a a 即,211,0132,032212131===+-∴=+-∴q q q q q a q a q a 或解得 又1111,,6422n n q q a -⎛⎫≠∴==⨯ ⎪⎝⎭ 故()()17227,71log 64log 27||27,7n n n n n n b n b n n --⎡⎤⎧-≤⎪⎛⎫=⨯==-∴=⎢⎥⎨ ⎪->⎝⎭⎪⎢⎥⎩⎣⎦ ()()()()()()18767137,||6,22177677,||1,2122n n n n n n n b T n n n n n b T T +--∴≤===+---->==+=+当时当时 ()()()⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧>+--≤-=∴7,212767,213n n n n n n T n . 2. C. 解析:研究函数的最值需考察函数的单调性,而题中对数函数的增减性与底数a 的取值有关,故应对a 进行分类讨论.⑴当1>a 时, )(x f 在[2,π]上是增函数,最大值是)(πf ,最小值是)2(f ,据题意, 1)2()(=-f f π,即12log log =-a a π,∴2π=a ⑵当10<<a 时,)(x f 在[2,π]上是减函数,最大值是)2(f ,最小值是)(πf ,故1)()2(=-πf f ,即1log 2log =-πa a ,∴π2=a . 由⑴⑵知,答案为C.3. 解:原不等式可化为⇔ 02)2(2≥--+x a ax ,(1)0=a 时,x ≤-1,即x ∈(-∞,-1].(2)0≠a 时,不等式即为0)1)(2(≥+-x ax ,①0>a 时, 不等式化为0)1)(2(≥+-x ax , 当⎪⎩⎪⎨⎧->>120a a ,即0>a 时,不等式解为),2[]1,(+∞--∞a . 当⎪⎩⎪⎨⎧-≤>120aa ,此时a 不存在. ②0<a 时,不等式化为0)1)(2(≤+-x a x , 当⎪⎩⎪⎨⎧-<<120aa ,即02<<-a 时,不等式解为]1,2[-a . 当⎪⎩⎪⎨⎧-><120a a ,即a <-2时,不等式解为]2,1[a -.当⎪⎩⎪⎨⎧-=<120aa ,即a =-2时,不等式解为x =-1. 综上:当 a =0时,x ∈(-∞,-1); a >0时,x ∈),2[]1,(+∞--∞a ;当-2<a <0时,x ∈]1,2[-a ;当a <-2时,x ∈]2,1[a-; a =-2时,x ∈{x |x =-1}. 4. 255或.解析:由双曲线的渐近线方程,不能确定其焦点位置,所以应分两种情况求解.(1)当双曲线的焦点在直线3=y 时,双曲线的方程可改为1)3()1(222=---by a x ,一条渐近线的斜率为2=a b , ∴2=b .∴ 555222==+==a a a b a c e . (2)当双曲线的焦点在直线1=x 时,与(1)同理得双曲线的一条渐近线的斜率为2=b a ,此时25=e . 综上(1)(2)可知,双曲线的离心率等于255或. 5.B. 解析:题设不能确定5与m 中哪个较大,故应将5与m 的大小分类讨论.据题意5,0≠>m m ,⑴当5>m 时,5,5,22222-=-=∴==m b a c b m a ,m m a c 522-=∴ 又510=e ,325=m .⑵当50<<m 时,m b a c m b a -=-=∴==5,,522222m m a c -=∴522,3=m . 由⑴⑵知 325=m 或3=m .故选B. 6. 12. 解析:分类讨论:(1)先考虑作物A 种植在第一垄时,作物B 有3种种植方法;(2)再考虑作物A 种植在第二垄时,作物B 有2种种植方法;(3)又当作物A 种植在第三垄时,作物B 有1种种植方法.而作物B 种植的情况与作物A 相同,故满足条件的不同选垄方法共有(3+2+1)×2=12种.【命题预测】分类讨论的思想在高考中占有非常重要的地位,应用它求解能减少思维时间、提高书写的逻辑性和条理性,此类试题在高考试卷中的比例,总体上有逐年增加的趋势,这种趋势产生的根本原因是:分类讨论题往往覆盖知识点较多,有利于考查学生掌握的知识面;解分类讨论题需要学生有一定的分析能力,具有一定的逻辑划分思想和技巧,及较好的思维概括性,有利于对学生能力的考查;试卷中占有一定比例的分类讨论题,有利于拉开考生得分的距离,实现高考的选拔的目标。
分类讨论思想在高中数学解题中的应用研究
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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。
高中数学解题教学中分类讨论思想的培养思路浅述
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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【摘要】高中数学解题教学中,培养分类讨论思想是非常重要的。
本文通过探讨分类讨论思想在高中数学解题中的重要性,介绍了培养分类讨论思想的方法,并通过案例分析展示了其实际运用。
文章还对比了分类讨论思想与其他解题方法的优势,指出了其独特的解题技巧。
通过本文的阐述,读者可以更好地理解分类讨论思想在高中数学解题中的作用,并掌握运用分类讨论思想解题的技巧。
在高中数学学习中,培养和运用分类讨论思想将有助于提高解题效率和解题质量,为学生的数学学习和应试能力提供有力支持。
【关键词】高中数学,解题教学,分类讨论思想,培养思路,重要性,方法,案例分析,对比,技巧,结论。
1. 引言1.1 引言在高中数学解题教学中,培养学生的分类讨论思想是非常重要的。
分类讨论思想是指将问题按照不同特征或条件进行分类,然后分别讨论每个类别,最终综合得出结论的思维方式。
这种思考方式不仅可以帮助学生更好地理清问题的逻辑结构,还可以培养他们的逻辑思维能力和解题能力。
在数学解题中,分类讨论思想常常被用于解决复杂问题或找到一般规律,是一种非常有效的解题方法。
通过培养学生的分类讨论思想,可以提高他们的问题解决能力和创新思维。
学生可以通过将问题进行分类、分析和讨论,找到问题的关键点,并采取相应的解题策略。
在实际教学中,教师可以通过引导学生分析问题的结构和特点,提出问题的不同分类方法,引导学生进行讨论和总结,逐步培养学生的分类讨论思维能力。
在高中数学解题教学中,重视培养学生的分类讨论思想是非常必要的。
通过合理的教学设计和引导,可以帮助学生养成分类讨论思想的习惯,从而提高他们的数学解题能力和思维水平。
2. 正文2.1 分类讨论思想在高中数学解题教学中的重要性在高中数学解题教学中,分类讨论思想是一种重要的解题方法,它可以帮助学生更好地理解和掌握数学知识,提高解题能力。
分类讨论思想可以帮助学生将复杂的问题分解成若干个简单的子问题,从而更容易解决整个问题。
高中数学思想方法之分类讨论
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绿 色教 育是 赏识教 育。 一位教 育者说 : “ 每个人都是在拇 指下成长起 来的 。” 一个小小进步 , 你给他竖起大拇指 , 他就
行 , 因就在于对 有缺 点的学生缺乏耐心和宽 容。后来通 原
过观 察我了解到 : 不写作业 . 因为有很多字不认识 。 她 是 于是
我利用课下时 间和她一起看童话 书 ,不认识 的字就告诉她 ,
精彩 的故事情 节深深 地吸 引了她 , 宏凯 喜欢上 了看书 , 从而
也认识了很 多字 , 作业 的问题迎刃而解 。她 的小脸 又恢复了
课标 明确 提出开展数学思想方 法的教学要求 , 旨在 引导 学生
1 求含参 不等式 的解集 : 如 , 、 例 解一 元二次 不等 式时 常
就 二次项系数大于零或小 于零讨论 ; 研究指数对 数 问题 时常
以底数大于 1 小于 1 或 讨论 。 2 解析 几何中 . 、 求曲线方程时常 以焦点在 什么轴上 来讨
分, 然后逐 类进行讨 论 , 再把这 几类 的结论汇 总 , 从而得 出问 题的答案 , 这种研究解 决问题 的思想方法就 是分类讨论 。分
1在 实际解题 中 , 、 许多 同学 反映 不知道在 什么时候讨论
及 以什么标 准讨论 。解题 时出现该讨论 时没有讨论 , 应该有 几个结果的只写 出了一个 。通过和学 生沟通了解到 , 情 多数
2 还有 同学 平时没有养成讨论 的 习惯 。 、 在该讨 论时常 以
运用分类讨论思想解题的三个步骤
![运用分类讨论思想解题的三个步骤](https://img.taocdn.com/s3/m/5e3795fecf2f0066f5335a8102d276a20029600a.png)
知识导航分类讨论思想是指对问题中所包含的每一种情况分门别类进行讨论,再将讨论的结果进行整合,从而得到问题的答案的一种思想.在解答高中数学问题时应用分类讨论思想,可以“化繁为简”“化整为零”,有效地降低解题的难度,提升解题的效率.运用分类讨论思想解题,主要有以下三个步骤.第一步,合理分类高中数学问题中通常包含着多种情况,解答时需要将其中所包含的每一种情况罗列出来,合理进行分类.在分类时,要做到既不重复也不遗漏.例1.已知函数y=f(x)在定义域[-1,1]上既是奇函数,又是减函数.求证:对任意x1,x2∈[-1,1],有[f(x1)+f(x2)](x1+x2)≤0.解析:由[f(x1)+f(x2)](x1+x2)≤0可知f(x1)+f(x2)、x1+x2的取值直接决定[f(x1)+f(x2)](x1+x2)的符号,而f(x1)+f(x2)的正负也是由x1、x2来决定的,所以我们需要对x1+x2的符号进行讨论.需运用分类讨论思想,分x1+x2=0、x1+x2<0、x1+x2>0三种情况讨论.证明:若x1+x2=0,显然原不等式成立.若x1+x2<0,则-1≤x1<-x2≤1,因为f(x)在[-1,1]上是减函数且为奇函数,所以f(x1)>f(-x2)=-f(x2),所以f(x1)+f(x2)>0.所以[f(x1)+f(x2)](x1+x2)<0成立.若x1+x2>0,则-1≤x2<-x1≤1,同理可证f(x1)+f(x2)<0.所以[f(x1)+f(x2)](x1+x2)<0成立.综上所述,对任意x1,x2∈[-1,1],有[f(x1)+f(x2)](x1+x2)≤0恒成立.只有对问题进行合理的分类,才能避免出现重复分类或者遗漏分类的情况.常见的分类有对含参不等式中的参数分大于、等于、小于0等三种情况进行讨论;对含有绝对值的代数式中的绝对值,分大于或等于0、小于0两种情况进行讨论;对一元二次函数的二次项系数分大于、等于、小于0三种情况讨论;对直线与圆椎曲线的位置,分相交、相切、相离三种情况讨论,等等.第二步,分类讨论在完成分类之后,我们要对不同的类别分别进行讨论,完成相应的计算或推理,得到每一个类别的讨论结果.在分类讨论的过程中,要注意逐类、逐级进行讨论,不能将各层级、类别弄混淆.在讨论完后,还要用该类、级的标准检验、筛选结果.例2.已知函数f(x)=1-ln x+a2x2-ax(a∈R),讨论函数f(x)的单调性.解:函数f(x)的定义域为(0,+∞),f′(x)=-1x+2a2x-a=(2ax+1)(ax-1)x.①若a=0,则f′(x)<0,f(x)在(0,+∞)上单调递减.②若a>0,则当x=1a时,f′(x)=0,当0<x<1a时,f′(x)<0;当x>1a时,f′(x)>0.故f(x)在æèöøa,1a上单调递减,在æèöø1a,+∞上单调递增.③若a<0,则当x=-12a时,f′(x)=0,当0<x<-12a时,f′(x)<0;当x>-12a时,f′(x)>0,故f(x)在æèöø0,-12a上单调递减,在æèöø-12a,+∞上单调递增.综上所述,当a=0时,f(x)在(0,+∞)上单调递减;当a>0时,f(x)在æèöøa,1a上单调递减,在æèöø1a,+∞上单调递增;当a<0时,f(x)在æèöø0,-12a上单调递减,在æèöø-12a,+∞上单调递增.解答本题需灵活运用分类讨论思想.由于函数式中含有参数,所以需要对参数a进行分类讨论,分a=0、a>0、a<0三种情况,讨论每种情形下导函数f′(x)与0之间的关系,判断出函数的单调性.而为了明确f′(x)与0之间的关系,又需要再对x的取值进行讨论,分0<x<-12a、x>-12a两种情况讨论.最后用该类、级的标准检验、筛选结果.第三步,归纳得出结论在完成分类讨论之后,需要将分级、分类得到的阶段性结果进行汇总,得到最终的答案.分类讨论思想在解答高中数学问题中应用广泛,在解答函数、概率、不等式等问题中经常要用到.同学们要熟练掌握应用分类讨论思想解题的步骤和方法,对问题进行合理的分类、讨论并归纳,这样才能得出正确的答案.(作者单位:江苏省启东中学)39。
高中数学教学中分类讨论思想的应用
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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。
高中数学常见解题思想方法——思想篇(高三适用)九、分类讨论思想 含解析
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分类讨论思想是高中重要数学思想之一,是历年高考数学的重点与难点.突出考察思维的逻辑性、全面严谨性,比如在不等式、数列、导数应用相关的习题中,分类讨论思想很常见。
一、什么是分类讨论思想:每个数学结论都有其成立的条件,每一种数学方法的使用也往往有其适用范围,在我们所遇到的数学问题中,有些问题的结果不能唯一确定,有些问题的结论不能以统一的形式进行研究,还有些含参数的问题,参数的取值不同也会影响问题的结果,那么就要根据题目的要求,将题目分成若干类型,转化成若干个小问题来解决,这种按不同情况分类,然后再对分好的每类逐一研究、解决问题的数学思想,就是分类讨论思想。
二、分类讨论的一般步骤:第一,明确讨论对象,确定对象的取值范围;第二,确定分类标准,进行合理分类,不重不漏;第三,对分好的每类进行讨论,获得阶段性结果;第四,归纳总结,得出结论。
三、分类讨论的常见情形:1.由数学概念引起的分类:有的概念本身就是分类给出的,在不同条件下有不同结论,则必须进行分类讨论求解,如绝对值、指数与对数函数、直线和平面所成的角等。
2.由性质、定理、公式的限制引起的分类:有的数学定理、公式、性质是分类给出的,在不同条件下结论不一致,如二次函数y=ax2+bx+c(a≠0),由a的正负而导致开口方向不确定;等比数列前n项和公式因公比q是否为1而导致公式的表达式不确定等.3。
由某些数学运算要求引起的分类讨论:如解不等式ax2+bx+c >0,a=0,a<0,a>0解法是不同的;除法运算中除数不为零,偶次方根为非负,对数真数与底数的要求,指数中底数的要求,不等式两边同乘以一个正数、负数时不等号的方向,三角函数的定义域等.4。
由图形引的不确定性起的分类:有的图形的类型、位置需要分类,比如角的终边所在象限;立体几何中点、线、面的位置关系等。
5.由实际意义引起的分类:此类问题在实际应用题中常见.特别是在解决排列、组合中的计数问题时常用.6。
由参数变化引起的分类:如含参数的方程、不等式,由于参数的取值不同会导致所得结果不同,所以必须对参数的不同取值进行分类讨论;或对于不同的参数值运用不同的求解或证明方法.四、下面我们通过几种具体问题来看看常见的分类讨论情形:1。
高中数学思想方法之“分类讨论思想”
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高中数学思想方法之“分类讨论思想”(2012.8.6)一、知识整合:1.分类讨论是解决问题的一种逻辑方法,也是一种数学思想,有关分类讨论的数学命题在高考试题中占有重要位置。
2.所谓分类讨论,就是当问题所给的对象不能进行统一研究时,就需要对研究对象按某个标准分类,然后对每一类分别研究得出每一类的结论,最后综合各类结果得到整个问题的解答。
实质上,分类讨论是“化整为零,各个击破,再积零为整”的数学策略。
3.分类原则:分类对象确定,标准统一,不重复,不遗漏,分层次,不越级讨论。
4.分类方法:明确讨论对象,确定对象的全体,确定分类标准,正确进行分类;逐类进行讨论,获取阶段性成果;归纳小结,综合出结论。
5.含参数问题的分类讨论是常见题型。
解含有参数的题目时,必须根据参数的不同取值范围进行讨论。
如解不等式2ax >时分0a >、0a =和0a <三种情况讨论。
这称为含参型。
6.中学数学教材中分类讨论的知识点,大致有:①绝对值概念的定义;②一元二次方程根的判别式与根的情况;③二次函数二次项系数的正负与抛物线的开口方向;④反比例函数y =k x(x ≠0)的反比例系数k ,正比例函数y =kx 的比例系数k ,一次函数y =kx +b 的斜率k 与图象位置及函数单调性的关系;⑤幂函数y =x a 的幂指数a 的正、负与定义域、单调性、奇偶性的关系;⑥指数函数y =a x 及其反函数y =log a x 中底数a >1及a <1对函数单调性的影响;⑦等比数列前n 项和公式中q =1与q ≠1的区别;⑧不等式性质中两边同乘(除)以正数或负数时对不等号方向的影响;⑨直线与圆锥曲线位置关系的讨论;⑩运用点斜式、斜截式直线方程时斜率k 是否存在.二、典型例题:例1.已知圆x y 224+=,求经过点P ()24,,且与圆相切的直线方程。
例2.1log (1)1a x x->解关于的不等式:例3.设,问方程表示什么曲线?k R k x k y k k ∈-+-=--()()()()848422例4、(2012广东高考文科数学21题)设0<a <1,集合{|0}A x R x =∈>,2{|23(1)60}B x R x a x a =∈-++>,D AB =.(1)求集合D (用区间表示)三、巩固练习1. 若3201log (1)log (1)a a a a p a a q a a >≠=++=++,且,,,则,p q 的大小关系为( ) A. p q= B. p q < C. p q > D. a p q >>1时,;01<<<a pq 时, 2. 若{}A x x p x x R =+++=∈|()2210,,且A R +=∅,则实数中的取值范围是( ) A. p ≥-2 B. p ≤-2 C. 40p -<< D. p >-43.已知集合{}{}10,1,1A x ax B x =--==-,若A B B =,则实数a 的取值的集合是( ) A. {}1- B. {}1 C. {}1,1- D. {}0,1,1-4. 一条直线过点(5,2),且在x 轴,y 轴上截距相等,则这直线方程为( )A. x y +-=70B. 250x y -=C. 70250x y x y +-=-=或D. 70250x y y x ++=-=或5. 若sin cos 1sin cos ()n n x x x x n N +=+∈则的值为,( )A. 1B. -1C. 11-或D. 不能确定 6. 函数fx m x mx ()()=+-+231的图象与x 轴的交点至少有一个在原点的右侧,则实数m 的取值范围为( )A. [)0,+∞B. (]-∞,1C. (]01,D.7.集合A ={x ||x |≤4,x ∈R },B ={x ||x -3|<a ,x ∈R },若A ∩B=B ,那么a 的取值范围是( )A .0≤a ≤1B .a ≤1C .a <1D .0<a <18.若方程x 2k -4-y 2k +4=1表示双曲线,则它的焦点坐标为 ( ) A .(2k,0),(-2k,0) B .(0,2k ),(0,-2k )C .(2|k |,0),(-2|k |,0)D .由k 的取值确定9.若定义在区间(-1,0)内的函数f (x )=log 2a (x +1)满足f (x )>0,则a 的取值范围是 ( )A.⎝⎛⎭⎫0,12B.⎝⎛⎦⎤0,12C.⎝⎛⎭⎫12,+∞ D .(0,+∞) 10.已知双曲线的渐近线方程为y =±34x ,则双曲线的离心率为 ( ) A.53 B.52 C.52或153 D.53或5411.函数f (x )=mx 2+mx +1的定义域为一切实数,则实数m 的取值范围是____________.12.正三棱柱的侧面展开图是边长分别为6和4的矩形,则它的体积为___________13. 若lo g a 231<,则a 的取值范围为________________ 14. 与圆x y 2221+-=()相切,且在两坐标轴上截距相等的直线方程为______________ 15.函数y =a x (a >0且a ≠1)在[1,2]上的最大值比最小值大a 2,则a 的值是________. 16.若函数f (x )=a |x -b |+2在[0,+∞)上为增函数,则实数a ,b 的取值范围为________.17、(1)求曲线y =13x 3+43经过点P (2,4)的切线方程. (2)已知f (x )=12x 2-a ln x (a ∈R),求函数f (x )的单调区间;18、解关于x 的不等式2(1)10ax a x -++<。
[全]高中数学:分类讨论思想(含详细分析和例题解析)
![[全]高中数学:分类讨论思想(含详细分析和例题解析)](https://img.taocdn.com/s3/m/2b688f08700abb68a882fb5a.png)
[全]高中数学:分类讨论思想(含详细分析和例题解析)所谓分类讨论,就是当题目所给的对象不能进行统一研究时,就需要对研究对象按某个标准进行分类,然后对每个类别级别进行研究,得出每一类的结论,最后将各类结果进行综合,得到整个问题的解答。
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。
分类讨论,是一种重要的数学思想,也是一种逻辑方法,同时又是一种重要的解题策略。
在高中数学中,分类讨论时非常重要的一种解题思路,每次高考的数学试卷中,必然会有需要用到这种思想方法的题目。
一、分类讨论的要求及其意义1、分类讨论的要求: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。
2、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。
二、分类讨论思想的原则为了分类的正确性,分类讨论必需遵循一定的原则进行,在中学阶段,我们经常用到的有以下四大原则:(1) 同一性原则:分类应按照同一标准进行,即每次分类不能同时使用几个不同的分类根据。
浅析分类讨论思想在高中数学解题中的应用
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浅析分类讨论思想在高中数学解题中的应用在高中数学中,分类讨论思想是一个非常重要的解题方法。
通过将问题进行分类讨论,可以帮助我们更好地理解问题的本质,找到解题的方法,提高解题的效率。
本文将从基本概念、思维方法和实际应用三个方面来浅析分类讨论思想在高中数学解题中的应用。
一、基本概念分类讨论思想是指将问题按照某种特定的特征或性质进行分类,然后分别讨论各个类别的情况,最后将不同情况的结果进行综合。
这种思维方法在高中数学中尤为常见,可以应用于代数、几何、概率等各个领域的解题中。
分类讨论思想的关键在于合理地划分类别,确保每个类别都是互不重叠且全面覆盖的。
只有这样才能保证我们对问题的分析不会遗漏任何一种情况。
分类讨论也要求我们具备较强的逻辑推理能力,能够将不同类别的情况进行合理的比较和综合。
二、思维方法在实际解题过程中,如何正确运用分类讨论思想是非常重要的。
以下是几种常见的思维方法:1. 同时考虑全部情况:在某些问题中,我们可以将问题的所有情况列举出来,然后进行分类讨论。
在排列组合中,我们可以将排列或组合的条件进行分类讨论,然后分别计算不同类别的情况。
2. 构造特殊情况:有时候,我们可以通过构造特殊的情况来帮助我们理解问题。
在几何证明中,我们可以通过构造特殊的图形或角度来帮助我们理解问题的本质,然后再进行一般性的证明。
3. 排除法:有些问题可以通过排除法来简化解题过程。
在概率问题中,我们可以通过排除不可能发生的情况来简化计算过程,从而得出最终结果。
以上思维方法并不是孤立的,有时候我们需要结合使用,根据具体问题的情况来进行思考和运用。
三、实际应用现在我们以代数、几何和概率三个方面来举例说明分类讨论思想在高中数学解题中的应用。
1. 代数问题如何将一个三位数分解成其各位数字之和的问题。
我们可以将三位数的情况分为百位数、十位数和个位数三种情况,然后分别讨论。
通过这样的分类讨论,我们可以找到所有满足条件的三位数。
2. 几何问题如何证明一个四边形是平行四边形的问题。
分类讨论思想在高中数学教学中的应用研究
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分类讨论思想在高中数学教学中的应用研究分类讨论是一种常见的解题方法,也是高中数学中常使用的思想。
它的核心思想是将问题分解为不同的情况进行讨论,并对每种情况分别求解,最终得到所有可能的解法。
在高中数学教学中,分类讨论思想可以应用于多个方面,如代数、几何、概率等。
下面就分别探讨一下分类讨论在这些方面的应用。
一、代数1. 解方程:当方程的系数和常数项比较复杂时,可以将其分解为不同的情况进行讨论。
例如:$|x+3|+|x-5|=5$,可以分为$x+3\geq0$和$x+3<0$两种情况进行讨论。
2. 因式分解:将多项式分解为因式时,常常需要进行分类讨论。
例如:$x^4-4x^2+4=(x^2-2)^2$,需要对$x^2$的取值范围进行分类。
二、几何1. 计算面积或体积:当几何图形或立体形状比较复杂,难以直接计算时,可以将其分解为不同的简单图形进行讨论。
例如:计算图形$ABCD$和$ADE$的面积,可以将其分解为$\triangle ABE$和$\triangle CDE$两个三角形的面积。
2. 证明定理或性质:在证明几何定理或性质时,常常需要分类讨论不同的情况。
例如:证明等腰三角形底角相等的定理时,需要分为底角大于等于顶角和底角小于顶角两种情况进行讨论。
三、概率1. 计算概率:在计算概率时,常常需要考虑多种情况的概率,然后将它们求和。
例如:一个骰子投两次,计算点数之和为7的概率,可以将其分解为第一次投掷点数是1、2、3、4、5、6时,第二次投掷点数分别为6、5、4、3、2、1的情况,然后将这些概率相加得到答案。
2. 解决排列、组合问题:在排列、组合问题中,常常需要进行分类讨论以确定不同的情况。
例如:从10个球中取出3个,其中有1个特殊球,问有多少种选法使得特殊球被选中,需要分为特殊球被选中和特殊球不被选中两种情况计算。
综上所述,分类讨论思想在高中数学教学中有着广泛的应用。
通过分类讨论,可以将问题分解为多个简单的情况进行讨论,从而得到所有可能的解法。
高中数学七大基本思想方法讲解
![高中数学七大基本思想方法讲解](https://img.taocdn.com/s3/m/41eb84574531b90d6c85ec3a87c24028905f8569.png)
高中数学七大基本思想方法讲解高中数学的七大基本思想方法是:分类讨论法、递推法、画图法、符号法、假设法、构造法和倒推法。
第一,分类讨论法。
分类讨论法是指将问题中的条件按照具有共同特征的情况分别讨论,从而对问题进行全面深入的解析。
通过逐个分类讨论,找出各个情况的共性和特点,以及不同情况下的不同解决方法。
这种方法可以将复杂的问题变得简单明了,易于理解与解答。
举个例子,假设有一道题目要求求解方程2x+3=5的解集。
我们可以将其分为两类:当x为正数时,方程有且仅有一个解;当x为负数时,方程无解。
通过将问题进行分类讨论,我们可以得到方程的解集为{x,x=1}。
第二,递推法。
递推法是指通过已知的初始值或者关系式来推导出未知项的计算方法。
这一方法常常用于求解数列中的其中一项或一些项,以及解决一些逻辑推理问题。
在递推的过程中,可以发现规律,从而推导出一般项、通项、边界条件等重要信息。
以求解斐波那契数列为例,斐波那契数列的前两项为1,从第三项开始,每一项都是前两项的和。
我们可以利用这个关系式进行递推:F(n)=F(n-1)+F(n-2)。
通过递推,我们可以得到斐波那契数列的通项公式。
第三,画图法。
画图法是通过绘制几何图形的方法,对问题进行可视化的处理。
它可以使抽象的数学问题变得具体明了,通过观察图形的性质和特点,可以得到问题的解。
举个例子,假设要求解一个三角形的内角和。
我们可以通过画一个三角形,并在其中一点做垂线,将三角形划分为若干个小三角形。
通过观察这些小三角形,我们可以发现它们的内角和等于一个直角。
然后,我们可以用这个结论推导出原始三角形的内角和。
第四,符号法。
符号法是指通过引入合适的符号和代数运算,将实际问题抽象成为可以用代数式描述的数学问题。
通过对符号及其运算规则的运用,可以更加简洁地表达数学问题,进而进行求解。
比如,假设有一道题目要求求两个数的和,可以用符号法表示为a+b=x。
通过引入符号a、b和运算符号+,我们将实际问题抽象成了一个代数问题。
分类讨论思想在高中数学教学中的应用
![分类讨论思想在高中数学教学中的应用](https://img.taocdn.com/s3/m/960297400640be1e650e52ea551810a6f524c817.png)
分类讨论思想在高中数学教学中的应用分类讨论思想,在数学讲解中属于一种比较常见的思维方式,其应用范围广泛,可以涵盖数学中几乎所有的知识点。
在高中数学教学中,分类讨论思想常被运用于解决复杂的数学问题,尤其是那些需要逐一针对不同情况进行分析的问题。
本文将从分类讨论思想的概念及其在高中数学中的应用方面进行探讨。
一、分类讨论思想的概念分类讨论思想是指在求解问题时,将问题分成不同的情况,并对每种情况分别进行讨论求解的一种思想方式。
它的基本思路是将问题进行分解,将问题拆分成不同的部分,然后分别求解每个部分,最后综合各个部分的结果,得出整个问题的解。
分类讨论思想具有逻辑严密性、灵活性、易于掌握和应用等特点,是一种很好的解决复杂问题的思维方式。
二、分类讨论思想在高中数学中的应用1.方程的分类讨论在高中数学中,方程问题是非常常见的一个问题类型。
利用分类讨论思想,可以将方程问题分成不同的类别,然后对每个类别进行独立求解。
例如在解一元二次方程时,可以将问题分成三种情况:Δ>0,Δ=0,Δ<0,然后分别求解,得到三个解析式。
2.曲线的分类讨论曲线在高中数学中也是必须要进行分类讨论的一个问题类型。
例如在解代数方程组时,需要通过曲线的分类讨论来分类求解。
具体来说,可以通过对曲线的性质进行分析,判断该曲线的解析式的方程组有多少个解。
3.三角函数的分类讨论在解三角函数的问题时,分类讨论也是一种比较常见的方法。
例如在解正弦函数、余弦函数等问题时,需要根据不同的情况进行分类讨论。
例如在求某个特定区间内的函数值时,需要先判断这个区间的端点处是不是极值点,然后再判断在该区间内函数值的正负情况,最后得出答案。
4.极限的分类讨论在高中数学中,极限的分类讨论也是经常用到的一种思想方式。
例如在极限求解的时候,可以通过不同的方法来分别求出左极限和右极限。
这种思想方式同样也适用于求导数、定积分等高中数学中的其他重要问题。
三、如何提高分类讨论思想的应用能力?在高中数学教学中,提高分类讨论思想的应用能力是非常重要的。
分类讨论思想在高中数学教学中的应用
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分类讨论思想在高中数学教学中的应用分类讨论思想是一种在数学教学中广泛应用的教学方法,它通过将知识点进行分类、比较和讨论,帮助学生深入理解数学概念,提高解决问题的能力。
在高中数学教学中,分类讨论思想有着重要的应用价值,能够帮助学生更好地掌握数学知识,提高数学学习的效果。
本文将从分类讨论思想的基本原理、在高中数学教学中的应用以及实际案例分析等方面展开讨论,以探讨分类讨论思想在高中数学教学中的具体应用和效果。
一、分类讨论思想的基本原理分类讨论思想是指将问题或知识点进行分类、比较和讨论,以便于学生更深入地理解问题的本质和解决方法。
它主要包括以下几个基本原理:1.分类思维:将问题或知识点进行分类,找出彼此之间的共性和差异性,有利于加深对问题的理解。
2.比较思维:通过比较不同类别的问题或知识点,帮助学生更好地把握问题的本质和特点。
3.讨论思维:通过讨论问题或知识点,引导学生进行深入思考和交流,促进他们在思考问题中形成自己的见解和观点。
分类讨论思想强调的是培养学生的综合分析和解决问题的能力,而非简单地死记硬背知识点,因而广受教师和学生的欢迎。
在高中数学教学中,分类讨论思想常常被应用于解决复杂问题、巩固知识点和引发学生的思维激发学生的学习热情。
在高中数学教学中,分类讨论思想常常被运用于以下几个方面:1.巩固知识点通过将同一类别的知识点进行分类、比较和讨论,有利于加深学生对知识的理解和记忆,让他们在思考和讨论中领悟出知识的本质和内在联系,从而牢固掌握知识。
2.解决问题将一个复杂的数学问题进行分类、比较和讨论,可以帮助学生逐步理清问题的内在逻辑和解题思路,从而更有针对性地进行解答和讨论,提高解决问题的效率和准确度。
3.拓展思维通过分类讨论思想,教师可以引导学生对数学问题进行更深入的思考和探讨,培养他们的综合分析和创新解决问题的能力,激发他们了解数学的兴趣和学习的欲望。
在高中数学教学中,教师可以在教学中根据不同的知识点和教学目标选择不同的分类讨论方法,例如将数学问题按照解题方法进行分类,按照知识点的相似性进行比较,利用小组讨论的方式引导学生深入思考等,从而更好地将分类讨论思想融入到教学实践中,实现教学目标。
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第二章高中数学常用的数学思想二、分类讨论思想方法在解答某些数学问题时,有时会遇到多种情况,需要对各种情况加以分类,并逐类求解,然后综合得解,这就是分类讨论法。
分类讨论是一种逻辑方法,是一种重要的数学思想,同时也是一种重要的解题策略,它体现了化整为零、积零为整的思想与归类整理的方法。
有关分类讨论思想的数学问题具有明显的逻辑性、综合性、探索性,能训练人的思维条理性和概括性,所以在高考试题中占有重要的位置。
引起分类讨论的原因主要是以下几个方面: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。
如等比数列的前n项和的公式,分q=1和q≠1两种情况。
这种分类讨论题型可以称为性质型。
③解含有参数的题目时,必须根据参数的不同取值范围进行讨论。
如解不等式ax>2时分a>0、a=0和a<0三种情况讨论。
这称为含参型。
另外,某些不确定的数量、不确定的图形的形状或位置、不确定的结论等,都主要通过分类讨论,保证其完整性,使之具有确定性。
进行分类讨论时,我们要遵循的原则是: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“不漏不重”。
解答分类讨论问题时,我们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、不漏不重、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。
Ⅰ、再现性题组:1.集合A={x||x|≤4,x∈R},B={x||x-3|≤a,x∈R},若A⊇B,那么a的范围是_____。
A. 0≤a≤1B. a≤1C. a<1D. 0<a<12.若a>0且a≠1,p=loga (a3+a+1),q=loga(a2+a+1),则p、q的大小关系是_____。
A. p=qB. p<qC. p>qD.当a>1时,p>q;当0<a<1时,p<q3.函数y=sin|sin|xx+cos|cos|xx+tgxtgx||+||ctgxctgx的值域是_________。
4.若θ∈(0, π2),则limn→∞cos sincos sinn nn nθθθ+θ-的值为_____。
A. 1或-1B. 0或-1C. 0或1D. 0或1或-15.函数y=x+1x的值域是_____。
A. [2,+∞)B. (-∞,-2]∪[2,+∞)C. (-∞,+∞)D. [-2,2]6.正三棱柱的侧面展开图是边长分别为2和4的矩形,则它的体积为_____。
A. 893 B.493 C.293 D.493或8937.过点P(2,3),且在坐标轴上的截距相等的直线方程是_____。
A. 3x-2y=0B. x+y-5=0C. 3x-2y=0或x+y-5=0D.不能确定【简解】1小题:对参数a分a>0、a=0、a<0三种情况讨论,选B;2小题:对底数a 分a>1、0<a<1两种情况讨论,选C ;3小题:分x 在第一、二、三、四象限等四种情况,答案{4,-2,0};4小题:分θ=π4、0<θ<π4、π4<θ<π2三种情况,选D ; 5小题:分x>0、x<0两种情况,选B ;6小题:分侧面矩形长、宽分别为2和4、或4和2两种情况,选D ;7小题:分截距等于零、不等于零两种情况,选C 。
Ⅱ、示范性题组:例1. 设0<x<1,a>0且a ≠1,比较|log a (1-x)|与|log a (1+x)|的大小。
【分析】 比较对数大小,运用对数函数的单调性,而单调性与底数a 有关,所以对底数a 分两类情况进行讨论。
【解】 ∵ 0<x<1 ∴ 0<1-x<1 , 1+x>1① 当0<a<1时,log a (1-x)>0,log a (1+x)<0,所以|log a (1-x)|-|log a (1+x)|=log a (1-x)-[-log a (1+x)]=log a (1-x 2)>0;② 当a>1时,log a (1-x)<0,log a (1+x)>0,所以|log a (1-x)|-|log a (1+x)|=-log a (1-x) -log a (1+x)=-log a (1-x 2)>0;由①、②可知,|log a (1-x)|>|log a (1+x)|。
【注】本题要求对对数函数y =log a x 的单调性的两种情况十分熟悉,即当a>1时其是增函数,当0<a<1时其是减函数。
去绝对值时要判别符号,用到了函数的单调性;最后差值的符号判断,也用到函数的单调性。
例2. 已知集合A 和集合B 各含有12个元素,A ∩B 含有4个元素,试求同时满足下面两个条件的集合C 的个数: ①. C ⊂A ∪B 且C 中含有3个元素; ②. C ∩A ≠φ 。
【分析】 由已知并结合集合的概念,C 中的元素分两类:①属于A 元素;②不属于A 而属于B 的元素。
并由含A 中元素的个数1、2、3,而将取法分三种。
【解】 C 121·C 82+C 122·C 81+C 123·C 80=1084 【注】本题是排列组合中“包含与排除”的基本问题,正确地解题的前提是合理科学的分类,达到分类完整及每类互斥的要求,还有一个关键是要确定C 中元素如何取法。
另一种解题思路是直接使用“排除法”,即C 203-C 83=1084。
例3. 设{a n }是由正数组成的等比数列,S n 是前n 项和。
①. 证明: lg lg S S n n ++22<lgS n +1; ②.是否存在常数c>0,使得lg()lg()S c S c n n -+-+22=lg (S n +1-c )成立?并证明结论。
(95年全国理) 【分析】 要证的不等式和讨论的等式可以进行等价变形;再应用比较法而求解。
其中在应用等比数列前n 项和的公式时,由于公式的要求,分q =1和q ≠1两种情况。
【解】 设{a n }的公比q ,则a 1>0,q>0①.当q =1时,S n =na 1,从而S n S n +2-S n +12=na 1(n +2)a 1-(n +1)2a 12=-a 12<0;当q ≠1时,S n =a q qn 111()--,从而 S n S n +2-S n +12=a q q q n n 1222111()()()---+-a q q n 1212211()()--+=-a 12q n <0; 由上可得S n S n +2<S n +12,所以lg(S n S n +2)<lg(S n +12),即lg lg S S n n ++22<lgS n +1。
②. 要使lg()lg()S c S c n n -+-+22=lg (S n +1-c )成立,则必有(S n -c)(S n +2-c)=(S n +1-c)2, 分两种情况讨论如下:当q =1时,S n =na 1,则(S n -c)(S n +2-c)-(S n +1-c)2=(na 1-c)[(n +2)a 1-c]-[(n +1)a 1-c]2=-a 12<0当q ≠1时,S n =a q q n 111()--,则(S n -c)(S n +2-c)-(S n +1-c)2=[a q q n 111()---c][ a q qn 1211()--+-c]-[a q qn 1111()--+-c]2=-a 1q n [a 1-c(1-q)] ∵ a 1q n ≠0 ∴ a 1-c(1-q)=0即c =a q11- 而S n -c =S n -a q 11-=-a q qn11-<0 ∴对数式无意义 由上综述,不存在常数c>0, 使得lg()lg()S c S c n n -+-+22=lg (S n +1-c )成立。
【注】 本例由所用公式的适用范围而导致分类讨论。
该题文科考生改问题为:证明log log ..050522S S n n ++>log 05.S n +1 ,和理科第一问类似,只是所利用的是底数是0.5时,对数函数为单调递减。
例1、例2、例3属于涉及到数学概念、定理、公式、运算性质、法则等是分类讨论的问题或者分类给出的,我们解决时按要求进行分类,即题型为概念、性质型。
例4. 设函数f(x)=ax 2-2x +2,对于满足1<x<4的一切x 值都有f(x)>0,求实数a 的取值范围。
【分析】含参数的一元二次函数在有界区间上的最大值、最小值等值域问题,需要先对开口方向讨论,再对其抛物线对称轴的位置与闭区间的关系进行分类讨论,最后综合得解。
【解】当a>0时,f(x)=a(x-1a)2+2-1a∴111220af a≤=≥()-+⎧⎨⎪⎩⎪或114121<<->⎧⎨⎪⎪⎩⎪⎪afa a()=或14416820 af a≥=≥()-+⎧⎨⎪⎩⎪∴ a≥1或12<a<1或φ即 a>12;当a<0时,f af a()()1220416820=≥=≥-+-+⎧⎨⎩,解得φ;当a=0时,f(x)=-2x+2, f(1)=0,f(4)=-6,∴不合题意由上而得,实数a的取值范围是a>12。
【注】本题分两级讨论,先对决定开口方向的二次项系数a分a>0、a<0、a=0三种情况,再每种情况结合二次函数的图像,在a>0时将对称轴与闭区间的关系分三种,即在闭区间左边、右边、中间。
本题的解答,关键是分析符合条件的二次函数的图像,也可以看成是“数形结合法”的运用。
例5. 解不等式()()x a x aa+-+4621>0 (a为常数,a≠-12)【分析】含参数的不等式,参数a决定了2a+1的符号和两根-4a、6a的大小,故对参数a分四种情况a>0、a=0、-12<a<0、a<-12分别加以讨论。
【解】 2a+1>0时,a>-12;-4a<6a时,a>0 。
所以分以下四种情况讨论:当a>0时,(x+4a)(x-6a)>0,解得:x<-4a或x>6a;当a=0时,x2>0,解得:x≠0;当-12<a<0时,(x+4a)(x-6a)>0,解得: x<6a或x>-4a;1 4 x当a>-12时,(x +4a)(x -6a)<0,解得: 6a<x<-4a 。