湖北省宜昌市第九中學
竇正安 (郵編:443000)
分類討論思想是數(shù)學中重要的思想方法之一,對于增強學生邏輯思維的嚴密性大有裨益.在若干數(shù)學問題中,動點問題因常伴有分類討論而成為學生們的一大困惑.在分類討論時如何才能做到不重不漏呢?筆者擷取幾例加以剖析,以饗讀者.
解題思路運用幾何性質(zhì)確定動點位置的關(guān)鍵是能根據(jù)幾何性質(zhì)分析出動點所在的軌跡,畫出軌跡便可找出點的位置.
圖1
(1)求M、N兩點的坐標;
簡解(1)M(3,0),N(0,4);
圖2
當點P在直線MN的下方時,用上述的方法同理可求得P3(0,0).
解題思路畫“趨勢線”確定動點位置的基本做法就是讓動點在其軌跡上動起來,畫出對應(yīng)的趨勢線,有幾種情況便一目了然了.
圖3
例2如圖3,已知拋物線y=-x2+bx+c與一直線相交于A(-1,0),C(2,3)兩點,與y軸交于點N.其頂點為D.
(1)拋物線及直線AC的函數(shù)關(guān)系式;
(2)若拋物線的對稱軸與直線AC相交于點B,E為直線AC上的任意一點,過點E作EF∥BD交拋物線于點F,以B、D、E、F為頂點的四邊形能否為平行四邊形?若能,求點E的坐標;若不能,請說明理由.
分析根據(jù)題意分析出EF=BD是解決第(2)題的基礎(chǔ),而能否正確寫出EF的長度表達式是本題的關(guān)鍵.
簡解(1)拋物線的函數(shù)解析式為:y=-x2+2x+3,直線AC的函數(shù)關(guān)系式為:y=x+1;
(2)易求D(1,4)、B(1,2),則BD=2,由題意知:EF=BD=2,設(shè)E(n,n+1),則F(n,-n2+2n+3),
當E在F點的上方時,
當E在F點的下方時,
EF=(-n2+2n+3)-(n+1)=-n2+n+2=2,
解之得:n1=0,n2=1(舍),此時n+1=1,
故E(0,1);
點評本題的關(guān)鍵是E點和F點的上下位置不確定,如果能畫出E點在直線AB上運動時對應(yīng)的EF的趨勢線,便會直觀地發(fā)現(xiàn)E、F上下位置的不同情況,同時結(jié)合EF=2也可以直觀地發(fā)現(xiàn)一共有3種情況,對于計算的最終結(jié)果給予了最直觀的印證.
解題思路運用數(shù)形結(jié)合的思想以數(shù)解形,即把幾何問題代數(shù)化,從而避免分類的不完整,彌補思維上的缺失.
例3同例2
分析在上題中根據(jù)題意易知EF=BD=2.如果我們忽視了E、F的上下位置,那么怎樣做才能彌補思維的缺失呢?很簡單,只要在求EF表達式的時候加上絕對值就不會漏解了.
簡解由題意知:EF=BD=2,
設(shè)E(n,n+1),則F(n,-n2+2n+3),
則EF=|(n+1)-(-n2+2n+3)|=|n2-n-2|=2,
所以n2-n-2=2或n2-n-2=-2,
點評我國著名數(shù)學家華羅庚曾說過:“數(shù)缺形時少直觀,形少數(shù)時難入微”.本題若從代數(shù)的角度考慮問題,則無需討論E、F兩點的上下位置,只需在求EF的表達式時加上絕對值,便可回避因忽視兩點上下位置而漏解的錯誤.正可謂:形有數(shù)時可入微!