淺談分類討論思想在初中數(shù)學(xué)解題中的運用オ

楊敏

在新課改的浪潮中，從知識轉(zhuǎn)向注重能力考查已成為中考命題中的核心課題只有深刻領(lǐng)會數(shù)學(xué)的內(nèi)涵與本質(zhì)，從數(shù)學(xué)思想方法的高度來指導(dǎo)解題，才能提升學(xué)生的解題能力和數(shù)學(xué)素養(yǎng)，而這些數(shù)學(xué)思想方法恰恰蘊藏在教材和習(xí)題中，需要仔細挖掘

在數(shù)學(xué)上，依據(jù)數(shù)學(xué)研究對象本質(zhì)屬性的相同點和差異點，將數(shù)學(xué)對象分為不同種類的數(shù)學(xué)思想叫做分類討論思想所謂分類思想，就是將事物進行分類，然后對劃分的每一類分別進行研究和求解；當問題所給的對象不能進行統(tǒng)一研究時，就需要對研究對象按某個標準分類，然后對每一類分別剖析，得出每一類的結(jié)論，最后綜合各類所得結(jié)果得到整個問題的解答所謂分類討論就是“化整為零，各個擊破，再積零為整”的過程

事實證明，分類的優(yōu)劣不僅決定著解法的簡繁，而且直接影響解題的成敗不同的分類， 解題過程的簡繁也是不一樣的，它取決于分類的標準分類討論一般分為四步：第一，明確討論的對象，即對那個參數(shù)進行討論；第二，對所討論的對象進行合理分類，分類時做到不重復(fù)，不遺漏，標準要統(tǒng)一，分層不越級、不相斥；第三，逐類討論，即對各類問題詳細討論，逐步解決；第四，歸納總結(jié)，將各類情況總結(jié)歸納

顯然，明確分類討論的原因，將有利于運用分類討論的思想方法來解決問題筆者經(jīng)過長期的教學(xué)實踐將分類討論的主要原因初步歸類為以下五個方面：（1）由數(shù)學(xué)概念引起的分類討論；（2）由數(shù)學(xué)運算引起的分類討論；（3）由定理，公式的限制引起的分類討論；（4）由圖形的不確定性引起的分類討論下面通過具體的實例說明分類討論在解題中的運用

一、概念引起分類討論

有些數(shù)學(xué)概念本身就是以分類形式定義的，有些數(shù)學(xué)概念自身就有一定的限制，解題就是以所定義的概念為依據(jù)來進行分類討論，下面略舉幾種情況：

1根據(jù)絕對值定義去掉絕對值符號時，分情況討論：

例1若|m-n|=n-m，且|m|=4，|n|=3，則

解析因為|m|=4，|n|=3，所以m=±4，n=±3又因為|m-n|=n-m，所以n-m≥0，n≥m當n=3時，m可能取的值為-4，結(jié)果為1；當n=-3時，m可能取值為-4，則結(jié)果為49，所以 的值是49或1

例2已知直線y=3x+b與兩坐標軸所圍成的三角形的面積為6，則此直線解析式為

解由題意得：點A坐標為（-b3，0），點B為（0，b）

所以此直線解析式為y=3x-6或y=3x+6

評注絕對值概念是一個需要分類討論的概念，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)錯誤當遇到函數(shù)問題時，首先要考慮到應(yīng)用數(shù)形結(jié)合思想，其次對絕對值問題要考慮到分類討論

二、運算引起的分類討論

例3已知等腰三角形的一內(nèi)角為70°，求其余兩個內(nèi)角

分析已知等腰三角形的一個內(nèi)（外）角（未指明頂角還是底角的情況下），應(yīng)分兩種情況進行討論

解（1）當頂角為70°時；其余兩角為55°，55°；

（2）當?shù)捉菫?0°時，其余兩角為70°，40°；

所以該等腰三角形其余兩角為55°，55°或70°，40°

例4若關(guān)于x的分式方程x-ax-1-3x=1無解，則a=

簡解去分母得x（x-a）-3（x-1）=x（x-1），

整理得（a+2）x=3

（1）當a+2=0，即a=-2，時新方程無解，那么原方程也一定無解；

（2）當x=0時，原方程無解，此時（a+2）x=3必?zé)o解；

（3）當x=1時，原方程無解，此時（a+2）x=3即a=1

綜上所述，當原方程無解時， 的值為-2或1

尤其是在研究含參數(shù)的函數(shù)、方程、不等式等問題時，如（m+1）x2+4x+1≤0，需對二次項系數(shù)m+1是否等0進行討論又如，關(guān)于x的方程kx2-4x-3=0有實數(shù)根，求k的值本題首先要考慮到的x？系數(shù)是字母k，因此要對字母k進行討論：①當k=0時，原方程為一元一次方程，它有實數(shù)根，所以k=0；②當k≠0時，原方程為一元二次方程，要使它有實數(shù)根，則Δ≥0，得到k≥-43，所以k≥-43且k≠0所以綜合①、②得到k的取值范圍為k≥-43

應(yīng)注意的是：一道題目是否需要討論，什么時候討論，并不是看題目中是否含有參數(shù)，而是看它是否影響繼續(xù)解題有些題目一開始就要進行分類討論，有些題目則是在解題過程中進行討論，甚至可以回避討論

三、定理、公式引起的分類討論

數(shù)學(xué)中的一些公式、方法對于一般情形是正確的，但對某些特殊情形或說較為隱蔽的“個別”情形未必成立這也是造成分類討論的原因，因此在解題時，應(yīng)注意挖掘這些個別情形進行分類討論常見的個別情形有：

“方程ax2+bx+c=0有實數(shù)解”轉(zhuǎn)化為Δ=b2-4ac≥0時忽略了個別情形：當a=0時，方程有解不能轉(zhuǎn)化為Δ≥0，因而對含字母系數(shù)的方程，常按字母系數(shù)是0和不是0兩種情況討論

例5如果關(guān)于x的方程k2x2-（2k+1）x+1=0有實數(shù)根，那么k的取值范圍是

評注由于x的方程沒有明確是一元二次方程，還是一元一次方程，這就需要分類討論，恰恰學(xué)生由于思維定勢，習(xí)慣上把它看作一元二次方程而致錯

再比如一次函數(shù)y=kx+b的自變量取值范圍是-3≤x≤6，相應(yīng)函數(shù)值的取值范圍是-5≤y≤-2，則這個一次函數(shù)的解析式 為本題的自變量x的取值和函數(shù)值的取值的對應(yīng)關(guān)系不明確，因此當x=-3時y=-5，x=6時y=-2；也可以當x = 6時y=-5，x=-3時y=-2；于是有 或 ，所以 或 所求的函數(shù)解析式是： 或

四、由圖形的不確定性引起的分類討論；

如平面幾何中線與線、線與面、面與面的位置關(guān)系均有多種可能，研究各元素間的位置關(guān)系時，要注意每一個位置關(guān)系都不可遺漏，對于多種可能的情況必須分開來進行研究

例6 已知點P到⊙O的最大距離為8，最小距離為2，則⊙O的半徑為_______

分析：本題沒給出圖形，點P可能⊙O在外，也可能在⊙O內(nèi)，所以必須進行分類討論

評注：在沒有幾何圖形的題目中，要利用分類的思想方法，正確畫出各種可能的圖形，逐一進行詳細的解答涉及點、線關(guān)系時，往往分和點在直線上和點在直線外兩種情況討論；涉及點、圓關(guān)系時，往往分為點在圓上和點在圓外兩種情況討論；涉及三角形外心時，往往分為外接圓的圓心在三角形內(nèi)和外接圓的圓心在三角行外兩種情況討論一般的分類通常采用二分法，在這不一一舉例了，討論時不要出現(xiàn)遺漏的情況

例7已知AB∥CD，點P不在直線AB上，也不在直線CD上連接PA、PC，∠A=α，∠C=β，用含α、β的式子表示∠APC

分析：點P 不在直線AB、C上，則它的位置可能在兩條平行線之間，也可能在兩條平行線的外側(cè)

（a）當點P在兩條平行線之間，根據(jù)點P與直線AC的關(guān)系，又分兩種情況加以討論

幾何分類討論問題，通常是按幾何圖形的特征或幾何圖形的位置進行分類它以分析、觀察、比較為基礎(chǔ)，通過找出共同點和不同點，從而提出分類依據(jù)和標準正確的分類符合兩條原則：（1）分類應(yīng)按同一標準進行；（2）分類應(yīng)該不重復(fù)，不遺漏如把三角形分成斜三角形和等邊三角形兩大類就是錯誤的因為既有重復(fù)（等邊三角形是斜三角形），又有遺漏（不包括直角三角形）分類降低了問題的難度，是一種“分而治之”的解題策略

分類討論的過程是同中求異和異中求同兩種思維方式的有機結(jié)合，要抓住問題涉及對象的不同點，分為既不重復(fù)又不遺漏的幾類，分別討論，是同中求異的過程；然后將各類情況的共同特征加以綜合，得出結(jié)論，這是異中求同的過程

通過分類討論思想在初中數(shù)學(xué)中的應(yīng)用，我們今后在解決數(shù)學(xué)問題時，當條件或結(jié)論不明確，當圖形不確定，當題目中含有參數(shù)或隱含條件等等都應(yīng)分類討論這種討論一方面可以將復(fù)雜的問題分成若干個簡單的問題（即“化整為零”），另一方面可避免漏解、誤解、錯解（即“各個擊破”），從而使復(fù)雜的問題得到清晰、完整、嚴密的解答這不僅有利于提高學(xué)生對學(xué)好數(shù)學(xué)的興趣和解題技能，同時也是培養(yǎng)學(xué)生思維品質(zhì)的條理性、縝密性、科學(xué)性的有效途徑

課堂教學(xué)是實施素質(zhì)教育的主陣地，常言道“授之以魚，不如授之以漁”實踐證明，把某種數(shù)學(xué)思想方法（知識形態(tài)的）象知識一樣傳授給學(xué)生，再通過學(xué)生的思維過程來理解它，檢驗它，豐富它，運用它，發(fā)展形成為認識形態(tài)的觀念，直至上升為理性的哲學(xué)觀念，才能使學(xué)生受益終生