張建明
摘要:《數(shù)學(xué)新課程標(biāo)準(zhǔn)》中明確要求“對于重要的數(shù)學(xué)思想方法應(yīng)體現(xiàn)螺旋上升的、不斷深化的過程,不宜集中體現(xiàn)”,這就要求我們教師在教學(xué)中應(yīng)注重對學(xué)生的觀察、操作、分析、思考能力的培養(yǎng),更應(yīng)不斷地滲透數(shù)學(xué)思想方法,如何分類是我們初中數(shù)學(xué)應(yīng)該重點教育的內(nèi)容。
關(guān)鍵詞:分類;初中數(shù)學(xué);思維素質(zhì)
中圖分類號:G633.6文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:1992-7711(2016)07-085-2
在自然科學(xué)的研究中,人們通常采用分類的思想方法,透過事物的各種表象,提示事物的本質(zhì)特征,從而達到真正認識該事物的目的。作為自然科學(xué)之一的數(shù)學(xué),分類方法的運用尤其突出,可以說是學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)最基本的方法,作為數(shù)學(xué)基石的初中數(shù)學(xué),更是如此。因此,教學(xué)應(yīng)注重對學(xué)生分類思想的培養(yǎng),讓他們獲取研究問題的“鑰匙”。在知識的接收和技能的形成過程中,更透徹、全面地認識數(shù)學(xué)概念、公式、定理等,以養(yǎng)成科學(xué)的思維習(xí)慣,給問題的解決帶來方便。我在平時教學(xué)中,在學(xué)生分類思想的確立方面作了一些有益的探索,談點粗淺的看法。
縱觀現(xiàn)行初中數(shù)學(xué)教材,不難發(fā)現(xiàn),一到三年級的相關(guān)內(nèi)容里,多處出現(xiàn)分類討論的問題。分類定義絕對值的概念;一次函數(shù)y=kx+b、正比例函數(shù)y=kx、反比例函數(shù)y=k/x的性質(zhì),分k>0與k<0兩種情況討論;關(guān)于一元二次方程的根的情況分Δ>0,Δ=0,Δ<0三種情況討論,關(guān)于點與圓的位置關(guān)系性質(zhì),分點在圓內(nèi),點在圓上,點在圓外三種情況討論等。這些都充分體現(xiàn)了初、高中數(shù)學(xué)在知識與方法上的有機銜接,而且分類思想在中考與高考中也經(jīng)常出現(xiàn),因此,在教學(xué)中,對學(xué)生適時地,有意識地加強引導(dǎo),逐步滲透,強化分類討論意識是十分必要的。
一、按概念分類
初中數(shù)學(xué)課本里的有些數(shù)學(xué)概念是分類定義的。
例1實數(shù)a的絕對值,即分a>0,a=0,a<0三種情況定義的。所以,當(dāng)解決式子中含絕對值的題目時,就應(yīng)該分類處理。
設(shè)a是任意實數(shù),求a與它的相反數(shù)的差的絕對值的2倍的值。
解:依題意,則:2|a-(-a)|=2|2a|,然后分a>0,a=0,a<0三種情況討論。
二、按運算分類
我們知道,在除法運算中規(guī)定:除數(shù)不能為0。因此,對一次方程,當(dāng)化為最簡形式ax=b后,若未知數(shù)系數(shù)含選定字母,則須就系數(shù)分a=0與a≠0進行討論。有些運算性質(zhì),如:不等式的基本性質(zhì)2、3條,在使用是時,須分不等式兩邊都乘以(或除以)同一個正數(shù)與同一個負數(shù),來決定不等號的方向是否改變。所以,對一次不等式,在化為最簡形式后,若未知數(shù)系數(shù)中含待定字母,須分系數(shù)大于0,等于0,小于0三種情況討論。
例2解關(guān)于y的不等式:m(2y-m)>2(y-3m)+5
解:原不等式變形為:2(m-1)y>(m-1)(m-5);
(1)當(dāng)m>0時,不等式解集為y>(m-5)/2;
(2)當(dāng)m=0時,不等式無解;
(3)當(dāng)m<0時,不等式的解集為y<(m-5)/2,通過這類題目的練習(xí),讓學(xué)生感受邏輯思維的層次性與知識的系統(tǒng)性,培養(yǎng)嚴(yán)謹、全面處理問題的能力。
三、按不確定分類
教學(xué)中,常遇到一些幾何命題,題目本身并沒有給出圖形,依據(jù)條件及結(jié)論,若題圖的位置或形狀不止一種可能,則應(yīng)全面考慮,逐個分類討論。如:(1)直角三角形的三邊為3、4、x,求x。即應(yīng)分x作斜邊與4作斜邊兩種情況求解。(2)等腰三角形周長為15,一邊長為7,求另兩邊的長。即應(yīng)分已知邊作腰與作底邊兩種情況求解。(3)⊙O的半徑是5,弦AB∥CD,且AB=6,CD=8,求AB與CD之間的距離。即要分弦AB、CD在圖⊙O的兩側(cè)與同側(cè)兩種情況求解。(4)兩圓相切,一圓的半徑是2cm,圓心距是5cm,求另一圓的半徑。應(yīng)分內(nèi)切與外切兩種情況考慮。
四、按取值分類
對于有些具體的數(shù)學(xué)問題,如:圖象位置、不等式的解集、代數(shù)式的值等,它們的結(jié)果會因題中字母的不同取值而各異,此時,需對字母的取值分類討論,方可得到正確的答案。如:
(1)已知一次函數(shù)y=(k-3)x-9,試判斷直線經(jīng)過的象限,就要分k>3與k<3進行討論。
(2)在同一直角坐標(biāo)系中,表示函數(shù)y=k/x,y=k(x2-1)的圖象大致位置。這類圖象的位置與k的符號有關(guān),依題意需分兩種情況討論。通過作這幾類的題目,讓學(xué)生感受思維的深刻性與廣闊性,從而培養(yǎng)他們合理、靈活地解決問題的能力。
五、按幾何位置分類
1.與線段有關(guān)的問題,如:線段AB=7cm,在直線AB上畫線段BC=3cm,則線段AC=。
2.與等腰三角形有關(guān)的問題。
例3已知平面直角坐標(biāo)系中有兩點A(4,0)、B(0,-3),試在坐標(biāo)軸上找一點P,使△PAB為等腰三角形。求出P點的坐標(biāo)。
析:本題中△PAB由于P點位置不確定而沒有確定,而且等腰三角形中哪兩條是腰也沒有確定?!鱌AB是等腰三角形有幾種可能呢?我們可以按腰的可能情況加以分類:
(1)∠A為頂角則AP=AB;以A為圓心以AB為半徑畫圓可以得到除B以外的三個交點;
(2)∠B為頂角則BA=BP;以B為圓心以BA為半徑畫圓可以得到除A以外的三個交點;
(3)∠P為頂角則PB=PA;P在AB的垂直平分線上畫圖可以得到與坐標(biāo)軸的兩個交。綜上所述可以得到坐標(biāo)軸上符合條件的八個P點。
3.與直角三角形有關(guān)的問題,如:在平面直角坐標(biāo)系中,點A的坐標(biāo)為(1,1),點B的坐標(biāo)為(11,1),點C到直線AB的距離為4,且△ABC是直角三角形,則滿足條件的點C有()個。
4.與圓有關(guān)的問題,如:點與圓、直線與圓、兩圓的位置關(guān)系。
(1)半徑分別為10、17的兩圓相交,公共弦長為16,求圓心距。
析:本題極易漏解,原因是沒有想到本題要分類討論。實際上本題的圖形是不確定的,有兩種可能:①兩個圓心分別在公共弦的兩側(cè);②兩個圓心在公共弦的同側(cè)。分類畫出圖形,利用勾股定理,可分別解得圓心距為21或9。
(2)點M到⊙O的最長距離為5,最短距離為1,則圓的半徑為。
(3)⊙O半徑為10cm,弦AB∥CD,AB=12cm,CD=16cm,則AB和CD的距離為cm。
(4)相切的兩圓半徑分別為3cm和2cm,則兩圓的圓心距為cm。
六、按應(yīng)用分類
例4某批商品,一個月僅能月初進貨一次,如月初售出可獲利潤1000元,再將成本和利潤一起投資,月末可得05%回報,如月末售出可獲利1100元,但需付50元保管費,問這批貨物是月初還是月末售出好?
析:應(yīng)用題中的分類討論都是在解題過程中的討論,這時應(yīng)有分類討論的意識,需認真分析產(chǎn)生不同影響的因素,明確討論對象,使題目解答完整。由本題意可知,利潤與成本有關(guān),因此有必要對成本進行討論,當(dāng)成本x=9000元時,兩者均可,當(dāng)成本x>9000元時,月初出售好,當(dāng)成本x<9000元時,月末售出好。
分類討論的思想是一種重要的解題策略,對于培養(yǎng)學(xué)生思維的嚴(yán)密性、嚴(yán)謹性和靈活性以及提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力無疑具有較大的幫助。然而并不是問題中一出現(xiàn)含參數(shù)問題就一定得分類討論,如果能結(jié)合利用數(shù)形結(jié)合的思想,函數(shù)的思想等解題思想方法可避免或簡化分類討論,從而達到迅速、準(zhǔn)確的解題效果。
數(shù)學(xué)中的分類討論思想是一種比較重要的數(shù)學(xué)思想,通過加強數(shù)學(xué)分類討論思想的訓(xùn)練,有利于提高學(xué)生對學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣,培養(yǎng)學(xué)生優(yōu)良的思維品質(zhì)對學(xué)生的未來必將產(chǎn)生深刻和久遠的影響??傊?,在初中各個模塊的教學(xué)中,逐步滲透用分類討論等數(shù)學(xué)思想的去解決問題。分類討論覆蓋的知識點較多,有利于考查學(xué)生的知識面、分類思想方式多樣,具有較高的邏輯性和較強的綜合性,樹立分類討論思想,應(yīng)注重理解和掌握分類的原則、方法與技巧,做到確定對象的全體,明確分類的標(biāo)準(zhǔn),分層別類不重復(fù)、不遺漏地分析討論,分級進行,獲取階段性結(jié)果。綜上所述,應(yīng)將分類討論思想貫穿于教學(xué)始終,針對初中生的年齡特點,在充分發(fā)揮形象思維的同時,嘗試引導(dǎo)他們多運用抽象思維,去解決較復(fù)雜的數(shù)學(xué)問題,久之,便會形成高級創(chuàng)造性思維,獲得研究問題的科學(xué)思維方法,讓學(xué)生更得心應(yīng)手地學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)。
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