【摘要】數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)是離不開思維的,數(shù)學(xué)探索也同樣需要通過思維來實(shí)現(xiàn)。分類討論是中學(xué)階段很重要的一種數(shù)學(xué)思想,是學(xué)生解題的重要方法。
【關(guān)鍵詞】初中數(shù)學(xué) 分類討論 數(shù)學(xué)思想
【中圖分類號】G633.6 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089(2017)21-0116-02
分類討論,是一種常用的數(shù)學(xué)思想,也是一種重要的數(shù)學(xué)邏輯方法。在解題過程中,正確、合理的分類,能達(dá)到化難為易、分而治之的目的。
一、 分類討論的定義
分類討論思想又稱“邏輯化分思想”,它是指在解決一個(gè)問題時(shí),無法用同一種方法去解決,而需要一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)將問題劃分成幾個(gè)能用不同形式去解決的小問題,從而使問題得到解決的一類數(shù)學(xué)方法。分類討論是各地近年來中考熱點(diǎn),相關(guān)習(xí)題具有明顯的邏輯性、綜合性、探索性的特點(diǎn),幾乎貫穿于整個(gè)中學(xué)數(shù)學(xué)。它主要分布在:數(shù)與代數(shù)( 概念分段定義; 公式、定理、法則分段表達(dá);實(shí)施某些運(yùn)算引起分類討論;含參方程或不等式);幾何(圖形位置不確定;圖形形狀不確定);其他(題設(shè)本身有分類)。
二、分類討論的原理及作用
通常所說的數(shù)學(xué)分類討論方法,就是將被研究的對象按特征分為若干類別,并對它們進(jìn)行討論,以此來解決問題的一種數(shù)學(xué)方法。分類討論需要的是,實(shí)踐運(yùn)用它來解決生活學(xué)習(xí)中的數(shù)學(xué)問題。分類討論對學(xué)生的知識面和分析能力、分類技巧有一定的要求,對學(xué)生的學(xué)習(xí)能力考察也有重要的促進(jìn)作用。
三、 分類討論的原則
1.同一性原則
按照同一種標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分類,即在分類中不能同時(shí)使用好幾個(gè)不同的分類根據(jù)。
例1:實(shí)數(shù)的分類
分析:有同學(xué)會把實(shí)數(shù)分成正數(shù)、負(fù)數(shù)、0、無理數(shù)、有理數(shù)這幾種。這樣的分類就不正確了,因?yàn)檫@樣的分類使用了按實(shí)數(shù)的定義和按正負(fù)性這兩個(gè)分類標(biāo)準(zhǔn)。事實(shí)上,無理數(shù)可以是正數(shù),也可以是負(fù)數(shù);而無理數(shù)可以是正數(shù),也可以是負(fù)數(shù);有理數(shù)也是。
2.互斥性原則
分類后不能有既屬于這個(gè)子項(xiàng)的,又屬于另一個(gè)子項(xiàng)的項(xiàng)。上面的例1也違反了這個(gè)原則。例如3,它既是有理數(shù),也是正數(shù);既是負(fù)數(shù),也是無理數(shù)。
3.多層次性原則
分類有一次分類和多次分類的區(qū)分。一次分類是指對被討論對象只進(jìn)行一次分類;而多次分類是指把分類之后得到的每一個(gè)子項(xiàng)作為母項(xiàng),再進(jìn)行分類,一直分到不能再分為止。
四、分類討論的具體步驟
1.首先確定分類的對象
2.其次明確分類的標(biāo)準(zhǔn)
3.接下來逐級分類
4.注意用該級的標(biāo)準(zhǔn)來對篩選結(jié)果進(jìn)行檢驗(yàn)
5.最后進(jìn)行歸納,并得出結(jié)論
五、分類討論的幾種基本類型
1.與數(shù)或式有關(guān)的分類討論
(1)實(shí)數(shù)分類、絕對值及其算術(shù)平方根
(2)與函數(shù)及其圖象有關(guān)的分類討論 :如變量的取值范圍、增減性
(3)含參數(shù)的不等式
(4)涉及問題中待定參數(shù)的變化范圍的分類討論。
(5)含參數(shù)的方程
例2:已知:方程有實(shí)數(shù)解,求a的取值情況。
分析: 這題要分類討論,分a=0和a≠0兩種情況 。如果題目已知說明了該方程為一元二次方程,那么只要考慮a≠0這種情況。
2.三角形中的分類討論
(1)與等腰三角形有關(guān)的分類討論:在等腰三角形中,無論邊還是頂角、底角不確定的情況下,要分情況求解,有時(shí)還要從鈍角三角形、直角三角形、銳角三角形這三方面來分別討論解決(特別碰到跟三角形的高有關(guān)的題目)。
1)與角有關(guān)的分類討論
2)與邊有關(guān)的分類討論
3)與高有關(guān)的分類討論
(2)與直角三角形有關(guān)的分類討論:在直角三角形中,如果沒有指明哪條邊是直角邊、斜邊,這就需要根據(jù)實(shí)際情況來分類討論;角的情況類似。
(3)與相似三角形有關(guān)的分類討論
1) 對應(yīng)邊不確定
2)對應(yīng)角不確定
例3:已知等腰三角形的一邊長等于5,另一邊長等于6,求它的周長。
分析:此題的背景是等腰三角形,邊長分成兩類:腰與底。這題同時(shí)還要注意:分類討論完,需判斷三線能否構(gòu)成一個(gè)三角形。
變式1:已知等腰三角形的一個(gè)內(nèi)角為25°,求這個(gè)等腰三角形的頂角度數(shù)。
變式2:已知,如圖所示,O為坐標(biāo)原點(diǎn),四邊形OABC為矩形,A(16,0),C(0,6),點(diǎn)D是OA的中點(diǎn),點(diǎn)P在BC上運(yùn)動(dòng),當(dāng)△ODP是腰長為8的等腰三角形時(shí),則點(diǎn)P的坐標(biāo)為___________________________________。
例4:等腰三角形一腰上的高與另一腰所成的夾角為65°,求此等腰三角形的頂角的度數(shù)。
分析:此題涉及到三角形高的問題,需從三個(gè)方面(銳角三角形、直角三角形、鈍角三角形)來進(jìn)行分類討論。
變式:已知三角形的兩邊長分別為10cm和15cm,第三邊上的高為7cm,求這個(gè)三角形的面積。
3.圓中的相關(guān)分類討論
(1)點(diǎn)與圓的位置關(guān)系不確定
(2)弦所對弧的優(yōu)劣情況不確定
(3)兩條弦與直徑位置不確定
(4)直線與圓的位置關(guān)系不確定
例5:A、B是圓O上的兩點(diǎn),且∠AOB=106°,C是圓O上不與A、B重合的任意一點(diǎn),則∠ACB的度數(shù)是_____________。
分析:點(diǎn)C與圓O的位置關(guān)系不確定而分類討論
變式:已知圓O的半徑為5cm,AB、CD是圓O的弦,且AB=8cm,CD=6cm,AB∥CD,則AB和CD之間的距離是________________。
注:用分類討論思想解決問題須保證科學(xué)分類,標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一,并力求最簡。
六、增強(qiáng)分類的意識
分類討論思想是中學(xué)階段很重要的數(shù)學(xué)思想方法,但是初中生的分類討論討論意識還不夠強(qiáng)。這就需要教師在平時(shí)的教學(xué)中通過結(jié)合教材、創(chuàng)設(shè)情景、啟發(fā)誘導(dǎo)等方式來刺激學(xué)生,從而培養(yǎng)他們自覺應(yīng)用分類討論的意識。
總之,分類討論的數(shù)學(xué)方法,可使學(xué)生運(yùn)用已知條件進(jìn)行開放性猜想,深化對知識的理解,也培養(yǎng)了學(xué)生思維的靈活性、嚴(yán)密性和創(chuàng)造性。在平時(shí)的教學(xué)中,特別是中考復(fù)習(xí)時(shí),應(yīng)對“分類討論”的數(shù)學(xué)思想要逐步滲透,從而提高解題能力。
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作者簡介:陳赟(1989-),女,漢族,福建福州人,學(xué)士,職稱(中學(xué)數(shù)學(xué)二級教師),工作單位:福建省福州第十中學(xué)。