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(一) 整體代換
當(dāng)需要分類討論的問題涉及到若干個(gè)體時(shí),如能把若干個(gè)體視作一個(gè)整體處理,即采用整體代換這種常用的換元技巧,往往可使討論得到簡(jiǎn)化.
例1已知函數(shù) f(x)=cos2x+asinx-a2+2a+5有最大值2,求實(shí)數(shù) a的取值.
分析 運(yùn)用整體思想可知,一元二次函數(shù)在閉區(qū)間的最值只能在區(qū)間端點(diǎn)處取得,若分別令端點(diǎn)值或頂點(diǎn)值等于2,即可優(yōu)先求出字母參數(shù) ,再檢驗(yàn)求出的 a值是否與前提矛盾就不難了,這樣就避免了對(duì)字母參數(shù) a的分類討論.
解 f(x)=1-sin2x+asinx-a2+2a+5
=-(sinx-a2)2-34a2+2a+6
令 sinx=t,t[-1,1] .
則
f(t)=-(t-a2)2-34a2+2a+6(t[-1,1] ).
(1)令 ymax=f(1)=2,即 -a2+3a+5=2,則 a=3±212.當(dāng)a= 3-212時(shí),關(guān)于t 的一元二次函數(shù)的 f(t)的對(duì)稱軸 t0=a2[-1,1] ,此時(shí)應(yīng)有ymax=f (a2),矛盾,舍去;當(dāng) a=3+212時(shí),函數(shù) f(t)的對(duì)稱軸 t0=a2>1,此時(shí) ymax=f(1),滿足題意.
(2)令 ymax=f(-1)=2,即 -a2+a+5=2,則 a=1±132.當(dāng) a=1-132時(shí),關(guān)于 t的一元二次函數(shù) f(t)的對(duì)稱軸 t0=a2>1,此時(shí)應(yīng)有 ymax=f(1),矛盾,舍去;
(3)令 ymax=f (a2)=2,即 -34a2+2a+6=2,則 a=-34或 a=4.當(dāng) a=-34時(shí),關(guān)于t 的一元二次函數(shù)f(t) 的最大值應(yīng)為 f(a2),滿足題意.當(dāng) a=4時(shí),函數(shù) f(t)的對(duì)稱軸 t0=a2>1.此時(shí)應(yīng)有ymax=f(1) ,矛盾,舍去.
綜上,當(dāng) a=3+212或a= -34時(shí),能使函數(shù) f(x)的最大值為2.
評(píng)析 這種放眼全局、避重就輕的做法解決了受局部牽制的被動(dòng),抓住了最大值的本質(zhì),也就占據(jù)了“至高點(diǎn)”.
(二)挖掘隱含條件
在解分類討論問題中,如利用顯條件解題比較繁雜時(shí),不妨調(diào)整思維角度,著力挖掘題目中的隱含條件,變隱含為明顯,常常能突破解題難關(guān),開辟解題捷徑,這對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生思維的廣闊性和靈活性必然有益.
例2 已知函數(shù) f(x)=-12x2+x,是否有實(shí)數(shù) m,n(m<n)使得函數(shù) f(x)的定義域、值域分別是[m,n] 和 [2m,2n]?若存在,求出m , n的值;若不存在,說明理由.
分析 定義域、值域都是兩個(gè)動(dòng)態(tài)的區(qū)間,按常規(guī)做法需討論對(duì)稱軸與所給區(qū)間的相對(duì)位置關(guān)系,得出函數(shù)f(x) 在所給區(qū)間的單調(diào)性,從而求出函數(shù) f(x)在區(qū)間 [m,n] 上的值域,再與所給值域比較即可,這一過程需分三種情況討論,無法回避一個(gè)復(fù)雜的程序化的運(yùn)算過程,但若能從題意中挖掘出“ n≤1”(即對(duì)稱軸在所給區(qū)間右側(cè))這一隱含條件,則可得出函數(shù) f(x) 在所給區(qū)間內(nèi)單調(diào)遞增,從而避免繁瑣的分類討論.
解 一方面, f(x) =-12(x-1)2+12在 (-∞,+∞)上的最大值是12 ;另一方面,若存在滿足條件的 m,n,則 f(x) 在 [m,n] 上的最大值是 2n.所以[2m,2n] (-∞,1),即有 2n≤12,得 n≤14<1.從而函數(shù) f(x)在區(qū)間 [m,n] 上是增函數(shù),
所以
f(m)=-12m2+m=2m,f(n)=-12n2+n=2n,
解得 m1=-2,n1=-2.
或 m2=0,n2=0.
又因?yàn)?m<n,所以 m=-2,n=0 .
評(píng)析 本題依據(jù)“函數(shù)在整體區(qū)間上的最大值不小于在局部區(qū)間上的最大值”這一個(gè)基本事實(shí),挖掘出 n≤14<1,從而避免了討論函數(shù) f(x)在所給區(qū)間上的單調(diào)性.
(三)逆向思維
有些問題直接討論可能情況較為復(fù)雜,而它的反面情形則較為簡(jiǎn)單,這時(shí)根據(jù)“正難則反”的原則,我們應(yīng)逆向思維,從反面尋找簡(jiǎn)化或避免討論的途徑.
例3 若函數(shù) f(x)=mx2+(m-3)x+1的圖像與 x軸的兩個(gè)交點(diǎn)中至少有一個(gè)在 的正半軸上,試求實(shí)數(shù) m范圍.
分析 由于要求“ f(x)的圖像與 x軸的兩個(gè)交點(diǎn)中至少有一個(gè)在 x軸的正半軸上”,所牽涉到的情況較為復(fù)雜,它包括:(1)兩個(gè)交點(diǎn)都在正半軸上;(2)只有一個(gè)交點(diǎn)在正半軸上,且后者又有另一交點(diǎn)在負(fù)半軸上或在原點(diǎn).因此,求解過程顯然較繁.故從反面考慮,改求“使交點(diǎn)都不在 軸的正半軸上”的 m的取值范圍.
解 先考慮有兩個(gè)交點(diǎn),則
m≠0,Δ=(m-3)2-4m>0,
解得 m <1或 m>9且 m≠0.
又當(dāng)兩個(gè)交點(diǎn)都不在 x軸的正半軸上時(shí),有
3-mm<0,1m>0,
解得m>3 .
從而可知當(dāng) m>9時(shí), f(x)的圖像與 x軸的兩個(gè)交點(diǎn)都不在 軸的正半軸上.那么其反面的結(jié)果就是當(dāng) m <0或 0 <m<1時(shí),圖像與 x軸的正半軸至少有一個(gè)交點(diǎn).
評(píng)注 上述方法從反面進(jìn)行思考,從全集中去掉那些不符合題設(shè)的解集,而前提條件 Δ>0及 m≠0在采用這種方法時(shí)極易被忽視.
(四)變換主元
有些分類討論問題中,往往有幾個(gè)變?cè)渲谐S幸粋€(gè)變?cè)幱谳^為有利的位置,不妨稱其為主元.受思維定勢(shì)的影響,學(xué)生在解題時(shí),總是抓住主元不放,結(jié)果造成分類復(fù)雜,解題過程繁瑣.如能采用變換主元,反客為主的策略,則往往化繁為簡(jiǎn),避免了討論.
例4 當(dāng) |m|≤1時(shí),不等式2x-1 >m(x2-1)(x≠±1)恒成立,求實(shí)數(shù) x的取值范圍.
分析 本題若以 x為主元對(duì)m 進(jìn)行討論,則問題的解決就繁瑣得多,若以 m為主元?jiǎng)t可避免對(duì) x進(jìn)行分類討論.
解 因?yàn)?2x-1>m(x2-1),所以m(x2-1) <0.
令 g(m)=m(x2-1)-(2x-1),則g(m) <0在 m[-1,1]上恒成立.
因?yàn)?x≠±1,所以 x2-1≠0,故函數(shù) g(m) 為關(guān)于 m的一次函數(shù),要使函數(shù)g(m) <0 在 m[-1,1]內(nèi)恒成立,需討論函數(shù) g(m) 在 m[-1,1]的單調(diào)性及其最大值.若能結(jié)合一次函數(shù)圖像,則易知只需端點(diǎn)值恒負(fù),故
g(1) <0g(-1)<0.
由 g(1)<0,得:0 <x<2;
由g(-1)<0 ,得: x>3-1或x <1-3.
關(guān)鍵詞:高考;數(shù)學(xué);思想方法;分類討論
中圖分類號(hào):G622 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B 文章編號(hào):1002-7661(2016)10-063-01
分類討論在數(shù)學(xué)的解題中具有十分重要的作用,在歷年的高考中都有考到,各題型都有出現(xiàn),現(xiàn)就對(duì)其進(jìn)行簡(jiǎn)單小結(jié),希望大家在此基礎(chǔ)上更加豐富數(shù)學(xué)思想方法的內(nèi)容。
一、分類討論的概念
1、所謂分類討論。就是當(dāng)問題所給的對(duì)象不能進(jìn)行統(tǒng)一研究時(shí),需要根據(jù)問題的條件和結(jié)論所涉及到的概念、定理、公式、性質(zhì)以及運(yùn)算的需要、圖形的位置等進(jìn)行科學(xué)合理的分類,然后對(duì)每一類分別研究,得出每一類的結(jié)論,最后匯總各類的結(jié)果,得到整個(gè)問題的解答.分類討論思想本質(zhì)上是一種“邏輯劃分思想”,即把所要研究的數(shù)學(xué)對(duì)象劃分成若干不同的情形,然后再分類進(jìn)行研究和求解的一種數(shù)學(xué)思想,同時(shí)它也是一種重要的化難為易,化繁為簡(jiǎn)的解題策略和方法,體現(xiàn)了化整為零,集零為整的思想。
2、分類原則。標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、不重不漏、分清主次
3、分類討論的步驟。(1)判斷是否需要分類討論,明確討論的對(duì)象,確定所討論對(duì)象的取值范圍;(2)確定分類標(biāo)準(zhǔn),進(jìn)行科學(xué)合理分類,注意做到不重不漏;(3)逐類進(jìn)行討論,分級(jí)進(jìn)行,獲取階斷性結(jié)果及得出各類結(jié)果;(4)歸納各類結(jié)果,總結(jié)出結(jié)論。
【關(guān)鍵詞】數(shù)學(xué)教學(xué);分類討論;思想方法
【中圖分類號(hào)】G268【文章標(biāo)識(shí)碼】B【文章編號(hào)】1326-3587(2012)06-0102-01
數(shù)學(xué)家喬治• 波利亞說過:“完善的思想方法猶如北極星,許多人通過它而找到正確的道路”。隨著課程改革的深入,應(yīng)試教育“向”素質(zhì)教育“轉(zhuǎn)變的過程中,對(duì)學(xué)生的考察,不僅考查基礎(chǔ)知識(shí),基本技能,更為重視考查能力的培養(yǎng)。在中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中逐步滲透數(shù)學(xué)思想方法,培養(yǎng)思維能力,形成良好的數(shù)學(xué)思維習(xí)慣,既符合新的課程標(biāo)準(zhǔn),也是進(jìn)行數(shù)學(xué)素質(zhì)教育的一個(gè)切入點(diǎn)。
數(shù)學(xué)分類討論思想,貫穿于整個(gè)中學(xué)數(shù)學(xué)的全部?jī)?nèi)容中,應(yīng)用分類討論,往往能使復(fù)雜的問題簡(jiǎn)單化。分類的過程,可培養(yǎng)學(xué)生思考的周密性,條理性,而分類討論,又促進(jìn)學(xué)生研究問題,探索規(guī)律的能力。但是分類思想不象一般數(shù)學(xué)知識(shí)那樣,通過幾節(jié)課的教學(xué)就可掌握。它根據(jù)學(xué)生的年齡特征,學(xué)生在學(xué)習(xí)的各階段的認(rèn)識(shí)水平和知識(shí)特點(diǎn),逐步滲透,螺旋上升,不斷的豐富自身的內(nèi)涵。
一、滲透分類思想,養(yǎng)成分類的意識(shí)
每個(gè)學(xué)生在日常中都具有一定的分類知識(shí),如人群的分類、文具的分類等,我們利用學(xué)生的這一認(rèn)識(shí)基礎(chǔ),把生活中的分類遷移到數(shù)學(xué)中來,在教學(xué)中進(jìn)行數(shù)學(xué)分類思想的滲透,挖掘教材提供的機(jī)會(huì),把握滲透的契機(jī)。比如在“有理數(shù)”這一章的教學(xué)中,反復(fù)滲透,強(qiáng)化數(shù)學(xué)分類思想,使學(xué)生逐步形成數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中的分類的意識(shí)。并能在分類討論的時(shí)候注意一些基本原則,如分類的對(duì)象是確定的,標(biāo)準(zhǔn)是統(tǒng)一的,如若不然,對(duì)象混雜,標(biāo)準(zhǔn)不一,就會(huì)出現(xiàn)遺漏、重復(fù)等錯(cuò)誤。如把有理數(shù)分為:正數(shù)、負(fù)數(shù)、整數(shù),就是犯分類標(biāo)準(zhǔn)不一的錯(cuò)誤。在確定對(duì)象和標(biāo)準(zhǔn)之后,還要注意分清層次,不越級(jí)討論。
二、學(xué)習(xí)分類方法,增強(qiáng)思維的縝密性
在教學(xué)中滲透分類思想時(shí),應(yīng)讓學(xué)生了解,所謂分類就是選取適當(dāng)?shù)臉?biāo)準(zhǔn),根據(jù)對(duì)象的屬性,不重復(fù)、不遺漏地劃分為若干類,而后對(duì)每一子類的問題加以解答。掌握合理的分類方法,就成為解決問題的關(guān)鍵所在。
分類的方法常有以下幾種:
1、根據(jù)某些數(shù)學(xué)概念的定義進(jìn)行分類
在初中階段的教學(xué)內(nèi)容中,一些數(shù)學(xué)概念的定義,如有理數(shù)的建立,絕對(duì)值的化簡(jiǎn),一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0)根的判別式,兩圓的五種位置關(guān)系等等……,都滲透著分類討論的數(shù)學(xué)思想,對(duì)涉及到分類討論思想的概念,教師在講授這些概念時(shí)要準(zhǔn)確、科學(xué),要讓學(xué)生對(duì)分類討論思想的概念有正確的認(rèn)知、理解和牢固的掌握。
例1:已知a是有理數(shù),那么 |a| 與a的關(guān)系是( )
(A)|a| > a(B)|a| < a(C)|a| = a (D|a| ≥ a
分析:絕對(duì)值概念是一種需要進(jìn)行簡(jiǎn)單的分類討論的概念
(1)當(dāng)a為正有理數(shù)或零時(shí),|a| = a;
(2)當(dāng)a為負(fù)有理數(shù),即a< 0時(shí),|a|= -a > 0,|a| =-a> a.得正確答案:D。
但我們會(huì)發(fā)現(xiàn),總有一部分學(xué)生會(huì)選C,究其原因,是沒弄清絕對(duì)值這一概念,認(rèn)為求一個(gè)數(shù)的絕對(duì)值,如:|5|=5;|-7。5|=7。5;……,只要去掉絕對(duì)值里面的負(fù)號(hào).實(shí)際上,要講清絕對(duì)值這一概念應(yīng)從絕對(duì)值的幾何意義說起,也就是一個(gè)數(shù)的絕對(duì)值就是數(shù)軸上表示這個(gè)數(shù)的點(diǎn)與原點(diǎn)的距離,這樣學(xué)生自然而然的會(huì)得出絕對(duì)值的三種分類討論情況。
為了使學(xué)生能牢固掌握初中數(shù)學(xué)中有關(guān)涉及到分類討論思想的概念,有時(shí)可以采用讓學(xué)生操作、分組討論、師生一起加以歸納總結(jié),同時(shí)增加變式訓(xùn)練的教學(xué)方法。
2、根據(jù)運(yùn)算性質(zhì)的適用范圍或運(yùn)算的特殊規(guī)定而分類
例2:知:(a+b)2011=-1,(a-b)2012=1,試求 a2011+b2012的值。
分析:由(a+b)2011=-1,得a+b=-1;由(a-b)2012=1,得a-b=1或-1
因此要分兩種情況進(jìn)行求解:a+b=-1,a-b=1或a+b=-1,a-b=-1,所以a2011+b2012 的值為1或-1。
3、根據(jù)字母的不同取值進(jìn)行分類
對(duì)于具體問題,如函數(shù)、方程、不等式中的解、求代數(shù)式的值等,它們隨著題中所給字母的不同取值而變化,這時(shí)要對(duì)字母的取值進(jìn)行討論。
例3:當(dāng)m=________時(shí),函數(shù)y=(m+5)x 2m_1 +7x-3(x≠0)是一個(gè)一次函數(shù)。
分析:(m+5)x 2m_1可能是一次項(xiàng)或常數(shù)項(xiàng),也可能m+5=0,因此,分三種情況討論:
(1)2m-1=1;m=1
(2)2m-1=0;m=
(3)m+5=0; m= -5
只有抓住了分類討論的動(dòng)因,把握住了分類的標(biāo)準(zhǔn),才能做到分類時(shí)條理清楚、標(biāo)準(zhǔn)一致,在解答問題時(shí)就不會(huì)重復(fù)或遺漏,保證解題的準(zhǔn)確率。
4、根據(jù)某些定理或公式的限制條件進(jìn)行分類
例4:已知:等腰三角形的一條腰上的高等于該三角形某一條邊的長(zhǎng)度的一半,則其頂角為________。
分析:這個(gè)等腰三角形的高的位置可能在其內(nèi)部或外部,這條高等于該三角形某一條邊的長(zhǎng)度的一半,某一條邊又可分為底邊或腰兩種情況,所以要對(duì)高在三角形的內(nèi)部或外部以及高是底邊或腰的長(zhǎng)度的一半進(jìn)行分類討論,最后得出頂角為30º、120º或150º。
正確解答此類問題要分析清楚符合條件的圖形的各種可能位置,緊扣條件,分類出各種符合條件的圖形.是正確解答此類分類討論問題的關(guān)鍵,教學(xué)中應(yīng)注意對(duì)學(xué)生畫圖能力和空間想象能力的培養(yǎng),讓學(xué)生多操作、多思考,提高學(xué)生的數(shù)學(xué)能力,同時(shí)通過對(duì)開放性問題的討論,對(duì)條件的不確定性與結(jié)論多樣性的探索、猜想,充分拓展學(xué)生的思維空間,使他們的思維更深刻、廣闊、活躍。
5、根據(jù)圖形的特征或相互間的關(guān)系進(jìn)行分類
如三角形按角分類,有銳角三角形、直角三角形、鈍角三角形;直線和圓根據(jù)直線與圓的交點(diǎn)個(gè)數(shù)可分為:直線與圓相離、直線與圓相切、直線與圓相交。
在證明圓周角定理時(shí),由于圓心的位置有在角的邊上、角的內(nèi)部,角的外部三種不同的情況,因此分三種不同情況分別討論證明。先證明圓心在圓周角的一條邊上,這種最容易解決的情況,然后通過作過圓周角頂點(diǎn)的直徑,利用先證明(圓心在圓周角的一條邊上)的這種情況來分別解決圓心在圓周角的內(nèi)部、圓心在圓周角的外部這兩種情況,這是一種從定理的證明過程中反映出來的分類討論的思想和方法,是根據(jù)幾何圖形點(diǎn)和線出現(xiàn)不同位置的情況逐一解決的方法。
三、引導(dǎo)分類討論,提高合理解題的能力
數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)離不開思維,數(shù)學(xué)探索需要通過思維來實(shí)現(xiàn),在初中數(shù)學(xué)教學(xué)中逐步滲透數(shù)學(xué)思想方法,培養(yǎng)思維能力,形成良好的數(shù)學(xué)思維習(xí)慣,既符合新的課程標(biāo)準(zhǔn),也是進(jìn)行數(shù)學(xué)素質(zhì)教育的一個(gè)切入點(diǎn)。
數(shù)學(xué)分類思想,就是根據(jù)數(shù)學(xué)對(duì)象本質(zhì)屬性的相同點(diǎn)與不同點(diǎn),將其分成幾個(gè)不同種類的一種數(shù)學(xué)思想。它既是一種重要的數(shù)學(xué)思想,又是一種重要的數(shù)學(xué)邏輯方法。所謂數(shù)學(xué)分類討論方法,就是將數(shù)學(xué)對(duì)象分成幾類,分別進(jìn)行討論來解決問題的一種數(shù)學(xué)方法。有關(guān)分類討論思想的數(shù)學(xué)問題具有明顯的邏輯性、綜合性、探索性,能訓(xùn)練人的思維條理性和概括性。
分類討論思想,貫穿于整個(gè)中學(xué)數(shù)學(xué)的全部?jī)?nèi)容中。需要運(yùn)用分類討論的思想解決的數(shù)學(xué)問題,就其引起分類的原因,可歸結(jié)為:①涉及的數(shù)學(xué)概念是分類定義的;②運(yùn)用的數(shù)學(xué)定理、公式或運(yùn)算性質(zhì)、法則是分類給出的;③求解的數(shù)學(xué)問題的結(jié)論有多種情況或多種可能;④數(shù)學(xué)問題中含有參變量,這些參變量的取值會(huì)導(dǎo)致不同結(jié)果的。應(yīng)用分類討論,往往能使復(fù)雜的問題簡(jiǎn)單化。分類的過程,可培養(yǎng)學(xué)生思考的周密性,條理性,而分類討論,又促進(jìn)學(xué)生研究問題,探索規(guī)律的能力。
分類思想不象一般數(shù)學(xué)知識(shí)那樣,通過幾節(jié)課的教學(xué)就可掌握。它根據(jù)學(xué)生的年齡特征,學(xué)生在學(xué)習(xí)的各階段的認(rèn)識(shí)水平和知識(shí)特點(diǎn),逐步滲透,螺旋上升,不斷的豐富自身的內(nèi)涵。
教學(xué)中可以從以下幾個(gè)方面,讓學(xué)生在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過程中,通過類比、觀察、分析、綜合、抽象和概括,形成對(duì)分類思想的主動(dòng)應(yīng)用
一、滲透分類思想,養(yǎng)成分類的意識(shí)
每個(gè)學(xué)生在日常中都具有一定的分類知識(shí),如人群的分類、文具的分類等,我們利用學(xué)生的這一認(rèn)識(shí)基礎(chǔ),把生活中的分類遷移到數(shù)學(xué)中來,在教學(xué)中進(jìn)行數(shù)學(xué)分類思想的滲透,挖掘教材提供的機(jī)會(huì),把握滲透的契機(jī)。如數(shù)的分類,絕對(duì)值的意義,不等式的性質(zhì)等,都是滲透分類思想的很好機(jī)會(huì)。
整數(shù)、分?jǐn)?shù)、正有理數(shù)、零、負(fù)有理數(shù)。教授完負(fù)數(shù)、有理數(shù)的概念后,及時(shí)引導(dǎo)學(xué)生對(duì)有理數(shù)進(jìn)行分類,讓學(xué)生了解到對(duì)不同的標(biāo)準(zhǔn),有理數(shù)有不同的分類方法,如分為:有理數(shù)、有理數(shù)。為下一步分類討論奠定基礎(chǔ)。認(rèn)識(shí)數(shù)a可表示任意數(shù)后,讓學(xué)生對(duì)數(shù)a進(jìn)行分類,得出正數(shù)、零、負(fù)數(shù)三類。通過對(duì)正數(shù)、零、負(fù)數(shù)的絕對(duì)值的認(rèn)識(shí),了解如何用分類討論的方法學(xué)習(xí)理解數(shù)學(xué)概念。
又如,兩個(gè)有理數(shù)的比較大小,可分為:正數(shù)和正數(shù)、正數(shù)和零、正數(shù)和負(fù)數(shù)、負(fù)數(shù)和零、負(fù)數(shù)和負(fù)數(shù)幾類情況來比較,而負(fù)數(shù)和負(fù)數(shù)的大小比較是新的知識(shí)點(diǎn),這就突出了學(xué)習(xí)的重點(diǎn)。結(jié)合“有理數(shù)”這一章的教學(xué),反復(fù)滲透,強(qiáng)化數(shù)學(xué)分類思想,使學(xué)生逐步形成數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中的分類的意識(shí)。并能在分類討論的時(shí)候注意一些基本原則,如分類的對(duì)象是確定的,標(biāo)準(zhǔn)是統(tǒng)一的,如若不然,對(duì)象混雜,標(biāo)準(zhǔn)不一,就會(huì)出現(xiàn)遺漏、重復(fù)等錯(cuò)誤。如把有理數(shù)分為:正數(shù)、負(fù)數(shù)、整數(shù),就是犯分類標(biāo)準(zhǔn)不一的錯(cuò)誤。在確定對(duì)象和標(biāo)準(zhǔn)之后,還要注意分清層次,不越級(jí)討論。
二、學(xué)習(xí)分類方法,增強(qiáng)思維的縝密性
在教學(xué)中滲透分類思想時(shí),應(yīng)讓學(xué)生了解,所謂分類就是選取適當(dāng)?shù)臉?biāo)準(zhǔn),根據(jù)對(duì)象的屬性,不重復(fù)、不遺漏地劃分為若干類,而后對(duì)每一子類的問題加以解答。掌握合理的分類方法,就成為解決問題的關(guān)鍵所在。
三、引導(dǎo)分類討論,提高合理解題的能力
初中課本中有不少定理、法則、公式、習(xí)題,都需要分類討論,在教授這些內(nèi)容時(shí),應(yīng)不斷強(qiáng)化學(xué)生分類討論的意識(shí),讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到這些問題,只有通過分類討論后,得到的結(jié)論才是完整的、正確的,如不分類討論,就很容易出現(xiàn)錯(cuò)誤。在解題教學(xué)中,通過分類討論還有利于幫助學(xué)生概括,總結(jié)出規(guī)律性的東西,從而加強(qiáng)學(xué)生思維的條理性,縝密性。
一般來講,利用分類討論思想和方法解決的問題有兩大類:;其一是涉及代數(shù)式或函數(shù)或方程中,根據(jù)字母不同的取值情況,分別在不同的取值范圍內(nèi)討論解決問題。其二是根據(jù)幾何圖形的點(diǎn)和線出現(xiàn)不同位置的情況,逐一討論解決問題
例1、已知函救y=(m-1)x2+(m-2)x-1(m是實(shí)數(shù)).如果函數(shù)的圖象和x軸只有一個(gè)交點(diǎn),求m的值.
分析:這里從函數(shù)分類的角度討論,分m-1=0和m-110兩種情況來研究解決問題。
解:當(dāng)m=l時(shí)函數(shù)就是一個(gè)一次函數(shù)y=-x-1,它與x軸只有一個(gè)交點(diǎn)(-1,0)。
當(dāng)m11時(shí),函數(shù)就是一個(gè)二次函數(shù)y=(m-1)x2+(m-2)x-1
當(dāng)=(m-2)2+4(m-1)=0,得m=0.
拋物線y=-x2-2x-1,的頂點(diǎn)(-1,0)在x軸上
例2、函數(shù)y=x6–x5+x4-x3+x2–x+1,求證:y的值恒為正數(shù)。
分析:將y的表達(dá)式分解因式,雖可證得結(jié)論但較難。分析可發(fā)現(xiàn),若將變量x在實(shí)數(shù)范圍內(nèi)適當(dāng)分類,則問題容易解決。
證明:⑴當(dāng)x≤0時(shí)
x5-x3-x≥0,y≥1恒成立;
⑵當(dāng)0
y=x6+(x4–x5)+(x2–x3)+(x–1)
x4>x5,x2>x3,1>xy>0成立;
⑶當(dāng)x=1時(shí),y=1>0成立;
⑷當(dāng)x>1時(shí)
y=(x6–x5)+(x4–x3)+(x2–x)+1
x6>x5,x4>x3,x2>xy>1成立
綜上可知,y>0成立。
例3、已知ABC是邊長(zhǎng)為2的等邊三角形,ACD是含30°角的直角三角形。ABC和ACD拼成一個(gè)凸四邊形ABCD。(1)畫出四邊形ABCD;(2)求四邊形ABCD的面積。
分析含30°角的直角三角形ACD中我們可以把AC作為斜邊、AC作為直角邊二類情況來研究。如圖1是以AC為斜邊和等邊三角形ABC拼成的四邊形ABCD(DDAC=30°和DDAC=60°這兩種圖形算出的四邊形ABCD面積相同的,故歸納為同一類).AC為直角邊又可分為二種不同情況如圖2和3。從圖1,S四邊形ABCD=;從圖2,可算得S四邊形ABCD=;可算得S四邊形ABCD=3
孫峰春
(泰州市許莊初級(jí)中學(xué),江蘇 泰州 225300)
摘 要:分類討論是解決數(shù)學(xué)問題的方法,也是處理復(fù)雜問題的有效途徑之一。所以,在初中數(shù)學(xué)教學(xué)中提高學(xué)生分類討論思想的引導(dǎo),讓學(xué)生通過分類討論更好的掌握數(shù)學(xué)知識(shí),這對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)具有十分重要的意義。
關(guān)鍵詞:初中數(shù)學(xué);分類討論;教學(xué)
在解決數(shù)學(xué)問題時(shí),由于受到各種條件的制約與變化因素的影響。我們一般會(huì)根據(jù)數(shù)學(xué)本質(zhì)屬性的相同點(diǎn)與不同點(diǎn),把它們分成不同種類進(jìn)行討論。這就是數(shù)學(xué)教學(xué)中的分類思想方法。這種思想方法在數(shù)學(xué)中運(yùn)用的十分廣泛,它不僅是解決數(shù)學(xué)問題的策略之一,還能訓(xùn)練學(xué)生的數(shù)學(xué)思維方法,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)與能力。
一、滲透分類思想,培養(yǎng)分類意識(shí)
生活中有很多現(xiàn)象都有分類知識(shí),如人群的分類、動(dòng)物的分類等。把生活中的分類現(xiàn)象遷移到數(shù)學(xué)中,在教學(xué)中進(jìn)行數(shù)學(xué)分類思想的滲透,挖掘教材中的分類現(xiàn)象,滲透分類的意識(shí)。如數(shù)的分類,不等式的性質(zhì)等,都屬于分類思想。例如:認(rèn)識(shí)字母a表示數(shù)后,就對(duì)數(shù)a進(jìn)行分類,得出數(shù)a可表示正數(shù)、零、負(fù)數(shù)等。兩個(gè)有理數(shù)進(jìn)行大小比較,可分為正數(shù)和正數(shù)、正數(shù)和零、正數(shù)和負(fù)數(shù)、負(fù)數(shù)和零、負(fù)數(shù)和負(fù)數(shù)幾類情況來比較,這樣學(xué)生通過對(duì)兩個(gè)有理數(shù)大小比較、分類討論后,就能系統(tǒng)的掌握兩個(gè)有理數(shù)大小比較的運(yùn)用。結(jié)合“有理數(shù)”內(nèi)容的教學(xué),這樣來強(qiáng)化數(shù)學(xué)分類思想,讓學(xué)生逐步形成分類的意識(shí)。并能在分類討論中掌握基本原則。如分類的對(duì)象是確定的,標(biāo)準(zhǔn)是統(tǒng)一的,否則就會(huì)出現(xiàn)遺漏、重復(fù)現(xiàn)象的發(fā)生。如:把有理數(shù)分成正數(shù)、負(fù)數(shù)、整數(shù),那就犯下了分類標(biāo)準(zhǔn)錯(cuò)誤。在確定分類對(duì)象后,還要分清它們的層次,弄清概念的內(nèi)涵與外延。
二、創(chuàng)設(shè)情境誘導(dǎo),分類討論概念
在初中生 思維意識(shí)中還沒有分類討論的意識(shí),遇到問題時(shí)不知道把問題進(jìn)行怎樣的分類。這就需要我們結(jié)合教學(xué)內(nèi)容,給他們創(chuàng)設(shè)分類的情境來啟發(fā)誘導(dǎo),培養(yǎng)自覺應(yīng)用分類討論解決問題的意識(shí)。許多數(shù)學(xué)概念與定義都需要分類討論,如實(shí)數(shù)與有理數(shù)的分類、一元二次方程概念中對(duì)二次項(xiàng)系數(shù)的限定、平方根中對(duì)被開方數(shù)的限定、一元二次標(biāo)準(zhǔn)方程ax2+bx+c=0(a≠0)根的判別式、兩圓的位置關(guān)系等等。這些內(nèi)容都包含著分類討論的思想,對(duì)涉及到能分類討論的數(shù)學(xué)問題,教師在教學(xué)過程中應(yīng)該準(zhǔn)確、科學(xué),讓學(xué)生在對(duì)分類討論后的概念有正確的認(rèn)知,從而牢固的理解并掌握。例如:在一元二次方程一般式ax2+bx+c=0(a≠0)中有a≠0的規(guī)定,教學(xué)時(shí)就先讓學(xué)生討論當(dāng)a=0和a≠0時(shí),方程是如何變化的。這樣,再讓學(xué)生討論關(guān)于x的一元二次方程 kx2-(k-1)x-2(3k-1)=0 中 k 的取值范圍,接著對(duì)概念的變式,去掉“一元二次”幾個(gè)字。提出問題:這是個(gè)什么樣的方程,如何進(jìn)行求解。當(dāng)學(xué)生理解了概念中關(guān)鍵字詞以及補(bǔ)充條件后,就能分別對(duì) a=0與a≠0兩種情況進(jìn)行分類討論了。
三、分類已知條件,解決實(shí)際應(yīng)用
在初中數(shù)學(xué)中,用方程解應(yīng)用題很多。應(yīng)用題類型眾多,如工程問題、行程問題、濃度問題等。方程應(yīng)用題就是列出代數(shù)式方程對(duì)實(shí)際問題進(jìn)行解答的一種題型。它包括一元一次方程組、二元一次方程、分式方程、一元二次方程等。一般解方程的步驟是:首先審題,然后設(shè)未知數(shù),并列出方程,再解方程,最后是檢驗(yàn)與作答。在這應(yīng)用題型中,常考的內(nèi)容多是聯(lián)系一些實(shí)際生活與社會(huì)熱點(diǎn)話題,如商品銷售與打折、儲(chǔ)蓄、環(huán)保問題等。例如:二元一次方程應(yīng)用題:①某一款式的衣服,平均每天能銷售20件,而每件服裝有25元的盈利,如果每件衣服降價(jià)一元,那么每天能多賣出2件,若每天需盈利600元,那么每件衣服應(yīng)降價(jià)多少元?② 甲、乙兩名員工承擔(dān)的生產(chǎn)任務(wù)數(shù)量相同,開始時(shí),乙員工比甲員工每天少做4件任務(wù),乙比甲多用了2天時(shí)間,如此甲、乙員工每人剩下642件任務(wù)。而后,乙員工對(duì)自己的生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行了改進(jìn),每天能夠比原來多做6件生產(chǎn)任務(wù),而甲的工作量保持不變,于是兩員工以相同時(shí)間完成了所有的生產(chǎn)任務(wù),請(qǐng)問原來甲、乙兩人每天分別作多少件任務(wù)?每人的所有任務(wù)為多少?
四、總結(jié)反思延伸,挖掘分類思想
數(shù)學(xué)教育家弗賴母登塔爾說:“反思是數(shù)學(xué)活動(dòng)的核心與動(dòng)力。”在數(shù)學(xué)思維活動(dòng)過程中,表現(xiàn)出來的數(shù)學(xué)思想方法我們應(yīng)該不失時(shí)機(jī)地進(jìn)行討論、啟發(fā),引導(dǎo)學(xué)生領(lǐng)悟出思想方法。首先,通過解題與反思活動(dòng),從具體數(shù)學(xué)問題與范例中概括、歸納解題方法,充分挖掘出隱含在所要教學(xué)內(nèi)容中的分類討論思想;其次,在解決問題的過程中,充分發(fā)揮數(shù)學(xué)分類討論思想方法,對(duì)發(fā)現(xiàn)解題途徑的定向、聯(lián)想與轉(zhuǎn)化功能,實(shí)現(xiàn)舉一反三、觸類旁通。培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成反思的良好習(xí)慣,對(duì)于課本中的例題與習(xí)題,在教學(xué)后進(jìn)行充分的反思:(1)這種方法是如何想出來的?關(guān)鍵的地方在哪?為什么有時(shí)想不出來?(2)還能找到更好的解題方法嗎?這個(gè)方法有實(shí)用性嗎?(3)通過解決一個(gè)問題,我們得到了什么?這樣的反思能較好的體現(xiàn)思維本質(zhì),從而形成數(shù)學(xué)思想。例如:在教學(xué)“四邊形”后,就對(duì)整章內(nèi)容進(jìn)行總結(jié),學(xué)生對(duì)平行四邊形、矩形、菱形、正方形的性質(zhì)定理與判定定理一般會(huì)很混淆,但是,如果按照邊、角、對(duì)角線來分類記憶,就可以有效的避免混淆現(xiàn)象的發(fā)生。
總之,在數(shù)學(xué)教學(xué)中加強(qiáng)分類討論訓(xùn)練,能有效的培養(yǎng)學(xué)生思維的條理性、縝密性與科學(xué)性。學(xué)生一旦形成優(yōu)良的思維品質(zhì)就必將產(chǎn)生深刻的影響。因此,我們?cè)谥朴喗虒W(xué)目的與選擇教學(xué)方法時(shí),應(yīng)該有意識(shí)的滲透分類思想,并在實(shí)際教學(xué)過程中加以運(yùn)用。
參考文獻(xiàn):
[1]楊繼梓.初中數(shù)學(xué)教學(xué)中的分類討論思想[J].陜西教育,2011,(05).