分類討論思想與方法在學生學習與人們?nèi)粘I钪须S處可見,它也貫穿于整個高中數(shù)學教與學過程,從第一章節(jié)的集合,一直到最后的摡率與統(tǒng)計,每一處知識點與應用題目都有分類討論的身影,學生們通過知識的學習、教師對典例的講解和大量題目的實踐練習,都積累了很多的解題經(jīng)驗與技巧,但對于絕大多數(shù)學生來說,還沒有把握解決分類討論題目,常在問題入手突破、具體分類實施、收尾總結(jié)等環(huán)節(jié)出現(xiàn)錯誤,原因在于對分類討論的意義、標準、原則、架構(gòu)等還沒有清晰的認識。
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)學四大思想。分類討論思想是把所研究的問題根據(jù)題目的特點和要求,分成若干類,轉(zhuǎn)化成若干個小問題來解決,即按不同情況分類,然后再逐一研究解決的數(shù)學思想。
2.分類討論法是一種不得己而為之的方法,是一種被動解決問題的行為。處理問題時,不能用其他方法整體解決,只能化整為零,各個擊破,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,也不能出現(xiàn)遺漏情況。
4.解答分類討論問題時的基本步驟是:先要確定討論對象及要討論對象全體的范圍;其次確定分類標準,正確進行合理分類,原則是標準統(tǒng)一、不重不漏;再次對所分類分別進行研究,獲取每一類的結(jié)論,可能對有的類還需進一步分類討論,分級進行,獲取階段性結(jié)果;最后歸納小結(jié),得出結(jié)論.注意分類時要統(tǒng)一標準。
二.實例辯析
例一已知二次函數(shù)f(x)=x2+2x+3,當x?[t,t+1]時,求f(x)的最小值g(t).
錯解:由f(x)=x2-2x+3=(x-1)2+2,x?[t,t+1],
知函數(shù)的對稱軸為直線x=1,
所以當t≤1≤t+1,即0≤t≤1時,g(t)=f(1)=2;
當t+1lt;1,即tlt;0時,f(x)在[t,t+1]上是減函數(shù),
所以g(t)=f(t+1)=t2+2.
當tgt;1時,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)=
錯因:分類標準不清楚,應以單調(diào)性為標準分3類,
當t≥1時,f(x)在[t,t+1]上是增函數(shù),
當t≤0時,f(x)在[t,t+1]上是減函數(shù),
當0lt;tlt;1時,f(x)在[t,t+1]上不是單調(diào)函數(shù)。
正確結(jié)果應為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),所以按其零點分區(qū)間去掉兩個絕對值來分類討論
解:當x≤-1時, f(x)=3-x-x-1=-2x+2;
當-1lt;x≤3時,f(x)=3-x+x+1=4;
當xgt;3時,f(x)=x-3+x+1=2
即f(x)=""""""""" (圖像略)
例三 設x?R,用[x]表示不超過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_________。
解析:要求[f(x)]的可能值,先要弄清f(x)的值域,
當x=0時,f(x)=0;當x≠0時,f(x)=
∵?(-∞ ,-2]U[2,+∞)∴f(x)?[-,0)U(0,].
綜上,得f(x)?[-,].
當f(x)?[-,0)時,[f(x)]=-1;當f(x)?[0,]時,[f(x)]=0.
所以填空為 -1或0.