分類討論思想與方法在學(xué)生學(xué)習(xí)與人們?nèi)粘I钪须S處可見(jiàn),它也貫穿于整個(gè)高中數(shù)學(xué)教與學(xué)過(guò)程,從第一章節(jié)的集合,一直到最后的摡率與統(tǒng)計(jì),每一處知識(shí)點(diǎn)與應(yīng)用題目都有分類討論的身影,學(xué)生們通過(guò)知識(shí)的學(xué)習(xí)、教師對(duì)典例的講解和大量題目的實(shí)踐練習(xí),都積累了很多的解題經(jīng)驗(yàn)與技巧,但對(duì)于絕大多數(shù)學(xué)生來(lái)說(shuō),還沒(méi)有把握解決分類討論題目,常在問(wèn)題入手突破、具體分類實(shí)施、收尾總結(jié)等環(huán)節(jié)出現(xiàn)錯(cuò)誤,原因在于對(duì)分類討論的意義、標(biāo)準(zhǔn)、原則、架構(gòu)等還沒(méi)有清晰的認(rèn)識(shí)。
一.理論體系
1.分類討論思想與轉(zhuǎn)化思想、方程思想、數(shù)形結(jié)合思想合稱為數(shù)學(xué)四大思想。分類討論思想是把所研究的問(wèn)題根據(jù)題目的特點(diǎn)和要求,分成若干類,轉(zhuǎn)化成若干個(gè)小問(wèn)題來(lái)解決,即按不同情況分類,然后再逐一研究解決的數(shù)學(xué)思想。
2.分類討論法是一種不得己而為之的方法,是一種被動(dòng)解決問(wèn)題的行為。處理問(wèn)題時(shí),不能用其他方法整體解決,只能化整為零,各個(gè)擊破,歸類處理。
3.分類討論原則:不重不漏,即分出的各類情況不能出現(xiàn)重復(fù),也不能出現(xiàn)遺漏情況。
4.解答分類討論問(wèn)題時(shí)的基本步驟是:先要確定討論對(duì)象及要討論對(duì)象全體的范圍;其次確定分類標(biāo)準(zhǔn),正確進(jìn)行合理分類,原則是標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、不重不漏;再次對(duì)所分類分別進(jìn)行研究,獲取每一類的結(jié)論,可能對(duì)有的類還需進(jìn)一步分類討論,分級(jí)進(jìn)行,獲取階段性結(jié)果;最后歸納小結(jié),得出結(jié)論.注意分類時(shí)要統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。
二.實(shí)例辯析
例一已知二次函數(shù)f(x)=x2+2x+3,當(dāng)x?[t,t+1]時(shí),求f(x)的最小值g(t).
錯(cuò)解:由f(x)=x2-2x+3=(x-1)2+2,x?[t,t+1],
知函數(shù)的對(duì)稱軸為直線x=1,
所以當(dāng)t≤1≤t+1,即0≤t≤1時(shí),g(t)=f(1)=2;
當(dāng)t+1lt;1,即tlt;0時(shí),f(x)在[t,t+1]上是減函數(shù),
所以g(t)=f(t+1)=t2+2.
當(dāng)tgt;1時(shí),f(x)在[t,t+1]上是增函數(shù),所以
g(t)=f(t)=t2-2t+3.
綜上可得g(t)=
錯(cuò)因:分類標(biāo)準(zhǔn)不清楚,應(yīng)以單調(diào)性為標(biāo)準(zhǔn)分3類,
當(dāng)t≥1時(shí),f(x)在[t,t+1]上是增函數(shù),
當(dāng)t≤0時(shí),f(x)在[t,t+1]上是減函數(shù),
當(dāng)0lt;tlt;1時(shí),f(x)在[t,t+1]上不是單調(diào)函數(shù)。
正確結(jié)果應(yīng)為g(x)=
例二已知函數(shù)f(x)=|x-3|+|x+1|,作函數(shù)f(x)的圖像。
分析:f(x)是分段函數(shù),所以按其零點(diǎn)分區(qū)間去掉兩個(gè)絕對(duì)值來(lái)分類討論
解:當(dāng)x≤-1時(shí), f(x)=3-x-x-1=-2x+2;
當(dāng)-1lt;x≤3時(shí),f(x)=3-x+x+1=4;
當(dāng)xgt;3時(shí),f(x)=x-3+x+1=2
即f(x)=""""""""" (圖像略)
例三 設(shè)x?R,用[x]表示不超過(guò)x的最大整數(shù),則y=[x]稱為高斯函數(shù).
例如:[-5.1]=-6,[π]=3.巳知函數(shù) f(x)=,則函數(shù)y=[f(x)]的值可能為_(kāi)________。
解析:要求[f(x)]的可能值,先要弄清f(x)的值域,
當(dāng)x=0時(shí),f(x)=0;當(dāng)x≠0時(shí),f(x)=
∵?(-∞ ,-2]U[2,+∞)∴f(x)?[-,0)U(0,].
綜上,得f(x)?[-,].
當(dāng)f(x)?[-,0)時(shí),[f(x)]=-1;當(dāng)f(x)?[0,]時(shí),[f(x)]=0.
所以填空為 -1或0.