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“分类讨论”是一种重要的数学思想,许多问题都离不开分类讨论。但有些问题若能认真审题,深刻反思,克服思维定势,变换思维角度,往往可以避免分类讨论,使问题的解决更为简捷。现采撷几例,供参考。
1 运用最值思想,避免分类讨论
例1:奇函数f(x)是R上的减函数,若对任意的x∈(0,1],不等式f(kx)+f(-x2+x-2)恒成立,求实数k的取值范围。
解:∵ f(kx)+f(-x2+x-2)>0,且f(x)是R上的奇函数,减函数,∴ f(kx)>f(x2-x+2)得到kx ∵ x∈(0,1],可得k 点评:按照常规思路,由①式转化x2-(k+1)x+2>0在x∈(0,1]上恒成立问题,可令g(x)=x2-(k+1)x+2,然后根据二次函数性质及对称轴位置的变化,进行分类讨论,得到:<0g(0)>0或0≤<1g()>0 或≥1g(1)>0解得k<-1或-1≤k<1或1≤k<2,从而求得k的取值范围为(-∞,2)。这样解就显得比较烦琐,因为有些不等式在区间上的“恒成立”问题,一般通过分离变量,转化为函数的最值问题求解。就可以避免分类讨论,使得解题过程简明快捷,少走弯路。
2 妙用换底公式,避免分类讨论
例2:设00且a≠1,比较|loga(1-x)|与|loga(1+x)|的大小。
分析:本例通常应分a>1与0 解:运用作商比较法,∵ 01-x,>1+x>1,∴ =|log1+x(1+x)|=-log1+x(1-x)=log1+x>1,∴ |loga(1-x)|>|loga(1+x)|
3 变换主元地位,避免分类讨论
例3:设不等式mx2-2x-m+1<0对于满足|m|≤2的一切m的值都成立,求m的取值范围。
分析:本例为含参数的不等式,关键是对参数的处理,从表面上看,是一个关于x的一元二次不等式,实质上是一个关于m的一元一次不等式,并且已知它的解集为[-2,2],求参数的范围。因此通过参数m与未知数x的地位的变化,借助于一次函数图象,避免了繁杂的对参数的讨论。
解:设f(m)=(x2-1)m+(1-2x),它是以m为自变量的一次函数,其图象为直线,由题意知,这条直线当x∈[-2,2]时,线段在y轴的下方,满足它的为f(-2)<0f(2)<0即-2x2-2x+3<02x2-2x-1<0?圳x<或x> 4 借助函数性质,避免分类讨论
例4:设定义在[-2,2]上的偶函数在区间[0,2]上单调递减,若f(1-m) 分析:由函数的定义域知(1-m)∈[-2,2],m∈[-2,2],但是1-m与m到底是在[-2,0]、[0,2]的哪个区域内,不十分清楚,若就此讨论,将十分复杂,如果注意到性质“如果是偶函数,那么f(-x)=f(x)=f(|x|)”,问题解答就简捷多了。
解:∵ f(x)是偶函数,∴ f(-x)=f(x)=f(|x|),f(1-m)|m|-2≤1-m≤2-2≤m≤2,解得-1≤m≤
点评:本题应用了偶函数的一个简单性质,从而避免了一场“大规模”的讨论,将“曲径”变“通途”,值得深思。
1 运用最值思想,避免分类讨论
例1:奇函数f(x)是R上的减函数,若对任意的x∈(0,1],不等式f(kx)+f(-x2+x-2)恒成立,求实数k的取值范围。
解:∵ f(kx)+f(-x2+x-2)>0,且f(x)是R上的奇函数,减函数,∴ f(kx)>f(x2-x+2)得到kx
2 妙用换底公式,避免分类讨论
例2:设0
分析:本例通常应分a>1与0 解:运用作商比较法,∵ 0
3 变换主元地位,避免分类讨论
例3:设不等式mx2-2x-m+1<0对于满足|m|≤2的一切m的值都成立,求m的取值范围。
分析:本例为含参数的不等式,关键是对参数的处理,从表面上看,是一个关于x的一元二次不等式,实质上是一个关于m的一元一次不等式,并且已知它的解集为[-2,2],求参数的范围。因此通过参数m与未知数x的地位的变化,借助于一次函数图象,避免了繁杂的对参数的讨论。
解:设f(m)=(x2-1)m+(1-2x),它是以m为自变量的一次函数,其图象为直线,由题意知,这条直线当x∈[-2,2]时,线段在y轴的下方,满足它的为f(-2)<0f(2)<0即-2x2-2x+3<02x2-2x-1<0?圳x<或x>
例4:设定义在[-2,2]上的偶函数在区间[0,2]上单调递减,若f(1-m)
解:∵ f(x)是偶函数,∴ f(-x)=f(x)=f(|x|),f(1-m)
点评:本题应用了偶函数的一个简单性质,从而避免了一场“大规模”的讨论,将“曲径”变“通途”,值得深思。