江蘇省海門實驗學(xué)校 成春霞
在高中的數(shù)學(xué)教學(xué)中,通過解題來鍛煉學(xué)生的思維能力是非常重要的內(nèi)容。分類討論思想主要體現(xiàn)在數(shù)列、求解函數(shù)、立體幾何、解析幾何、不等式、概率等數(shù)學(xué)知識中。在高中數(shù)學(xué)解題過程中,一般都是解到一定程度,問題不斷復(fù)雜,無法再用較為統(tǒng)一、標(biāo)準(zhǔn)的方法進(jìn)行解題,這種情況就需要利用一定條件,然后列出若干個可能,根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行解題,從而找到答案。這種解題方法就是由大化小、由一般化特殊的方式。
在高中數(shù)學(xué)中與函數(shù)相關(guān)的題目比較多,而且很多函數(shù)的表現(xiàn)形式存在不確定性,也是采取分類討論方法進(jìn)行解題的最佳項目,在解題過程中,要熟練掌握函數(shù)分類討論的基礎(chǔ)理論知識,根據(jù)函數(shù)的特征進(jìn)行解題,根據(jù)函數(shù)題目設(shè)置的情景進(jìn)行分析。
例1 已知b為實數(shù),假設(shè)f(b)=b10-b5+b2-b+1,求b為何值,f(b)﹥0。
分析:首先,根據(jù)該問題設(shè)置的情景進(jìn)行分析,這種題目屬于多項求和的類型,所有參數(shù)的底數(shù)都是相同的,而指數(shù)函數(shù)本身有單調(diào)性特征,單調(diào)性和底數(shù)之間是存在關(guān)系的,學(xué)生可以在這個分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行解題討論:
情景1:如果b=1或b=0,這個時候解出的是固定值1,所以,b=1和b=0滿足要求;
情景2:如果b<0,這時指數(shù)的偶次冪是正數(shù),奇次冪是負(fù)數(shù),從而求出f(b)的值大于等于1,所以b<0滿足要求;
情景3:如果b>1,則函數(shù)f(b)具有增函數(shù)的特征,這時求出的函數(shù)值都是大于1的,所以b>1滿足要求;
情景4:如果0<b<1,這時該函數(shù)具有減函數(shù)的特征,而b5<b2,代入不等式中進(jìn)行分析,求出的函數(shù)值是大于0的。
上述這四種情景分析的結(jié)果表明,b取任意實數(shù),求出的f(b)的值都是大于零的。
解上述函數(shù)題目技巧:高中數(shù)學(xué)中的函數(shù)一般比較抽象,想要更好更加詳細(xì)地分析出函數(shù)問題,首先要對高中數(shù)學(xué)分類討論知識進(jìn)行理解,同時對于多種函數(shù)類型進(jìn)行總結(jié)和歸納,找出解答函數(shù)題型的規(guī)律,從而在這個基礎(chǔ)上總結(jié)出解題的方法,這也是使用分類討論進(jìn)行解題的重要對策。
在高中數(shù)學(xué)解題中,也有很多題型是以數(shù)學(xué)概念為主的,設(shè)置相關(guān)的數(shù)學(xué)問題情景,像這類數(shù)學(xué)問題,一般也需要進(jìn)行分類討論來解決。這里選擇一個有關(guān)絕對值概念的題目:
分析:在這類題型中,學(xué)生首先要對絕對值的相關(guān)概念有所了解,之后對問題給出的三個值進(jìn)行分析,最后計算出所有的結(jié)果。
情況1:如果a,b,c三個數(shù)字均是負(fù)數(shù),將其代入公式,根據(jù)絕對值的特點進(jìn)行求解,得出的值是-3;
情況2:如果a,b,c三個數(shù)均是正數(shù),然后進(jìn)行公式分析,得出的結(jié)果是3;
情況3:如果a,b,c三數(shù)中有一個是負(fù)數(shù),其他兩個是正數(shù),這時得出的結(jié)果是1;
情況4:如果這三個數(shù)中有兩個是負(fù)數(shù),剩余一個是正數(shù),此時解出的值是-1。
解題技巧分析:根據(jù)上述的分析可以得出該式的結(jié)果,可以看出這種題目考查的就是學(xué)生對絕對值概念的掌握,另外也說明學(xué)生也要對分類討論的相關(guān)問題進(jìn)行了解。
概率統(tǒng)計問題是屬于計數(shù)型的題目,一般也是采取分類討論的方式進(jìn)行概率情景分析。
例3 目前某校招聘了5位實習(xí)的英語老師,校長想要高一年級的三個班中均至少有一位實習(xí)教師,想要滿足校長的需求,請問有幾種選擇?
分析:學(xué)生在解答這類題目時,要有清晰的思路,同時熟練應(yīng)用分類討論的方法進(jìn)行解題。
情況1:將5個實習(xí)教師分成3組進(jìn)行討論,其中有一個組有3人,另兩組分別有1人,根據(jù)這種方式分成的組有10種,之后對三組進(jìn)行合理劃分,采取的方式,得出結(jié)果有60種分配方式。
情況2:將2位實習(xí)教師分成三組,有兩組是2個人一組,剩余一組是1個人一組,根據(jù)概率統(tǒng)計知識進(jìn)行分析得出有15種方法,在這個基礎(chǔ)上對3組進(jìn)行合理劃分,即15得出結(jié)果有90種分配方式。
根據(jù)上述的分析可知,分配方案共有150種。
解題技巧:這類問題首先要詳細(xì)分組,在分組的原則上再進(jìn)行討論,根據(jù)不同的情況進(jìn)行詳細(xì)分析,避免遺漏,同時也不要進(jìn)行重復(fù)分析,這樣才能找出所有相關(guān)的答案。
綜上所述,使用分類討論的方法對高中數(shù)學(xué)題進(jìn)行分析,是解決一些邏輯比較復(fù)雜的問題的最佳方法,而且分類討論思想可以很好地鍛煉學(xué)生的邏輯思維能力,而且在解各種問題時也可以總結(jié)出不同題型的規(guī)律,從而提高學(xué)生數(shù)學(xué)解題的能力,增強(qiáng)學(xué)生對數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的興趣。
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