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【摘 要】将分类讨论法应用于高中数学解题过程中,能有效降低题目难度,提升学生解题准确性。分类标准不明确、分类重复或遗漏、对分类结果取舍不当等都是学生失分的原因。本文从分析分类标准入手,进一步探究在解答不同类型题目中分类探究法的应用策略,旨在做好总结分享,与广大学子共同进步。
【关键词】高中数学;解题策略;分类讨论法;应用实践
【中图分类号】 G633.6 【文献标识码】B 【文章编号】1671-8437(2018)10-0029-01
高中数学中参数问题的求解基本都要借助分类讨论法,首先明确讨论的对象,依据基本公式、性质等将对象分类。然后根据类别依次讨论,得到可能出现的结果,最终总结归纳,得出最后结论。分类讨论法能有效将繁琐的问题条理化,帮助我们理清思路,化难为易,提升解题速度的同时保证解题质量。
1 合理的分类是讨论的基础
若分类混乱,后续的讨论工作也会随之遇到重重阻碍,难以进行。将一个整体M分为若干非空真子集Mi(i=1,2,3…n)(n≥2,n∈N+),满足M中的任一元素都属于且仅属于某一子集。即各个子集组成整体M;任意子集交集为空集[1]。满足这两个条件可以认为分类合理。合理的分离要保证没有重复与遗漏,这是基础,基础打好了才能再依据题干条件与基础公式等进行讨论环节。
2 不同类型题目中分类探究法的应用实践
将大问题拆分成小问题进行研究,最后汇总起来,从而解决原始问题。针对高中数学中不同題型,可以总结应用在实际解题过程中常用的几类分类讨论法。
2.1 通过分类讨论法解决函数问题
函数是研究变量之间的关系,在函数中设置参数,无疑又增加一重难度[2]。在解决带有参数的函数问题时,多数需要通过对参数进行合理的分类讨论,降低问题难度,求得准确结果。
如:已知函数y=(a+3)x2a+1+4x-5(x不为0),当a取何值时,函数是一次函数?观察函数,发现a是未知参数,若想满足题干中的函数为一次函数的条件,则首先确定要讨论的对象为(a+3)x2a+1,这项是一次项、常数项、零都可满足题目要求。确定好分类对象与标准,接下来进行分类讨论:①当2a+1=1且a+3≠0时,即a=0时,函数可化为y=7x-5,满足题目要求;②当2a+1=0,即a=-1/2时,函数y=4x-7.5,满足题目要求;③当a+3=0,即a=-3时,函数y=4x-5,同样满足题目要求。综上,a的值为0、-1/2或-3。
2.2 通过分类讨论法解决概率问题
概率是高中数学中又一大板块,且理论与实际生活联系较为密切,利用理论可以解决生活中很多实际问题,因此,作为学生应当掌握好这一部分知识。在概率题目中,问题本身包含的基本事件个数不尽相同,因此,要从基本事件入手,进行合理的分类讨论。
例如,山东高考试卷中曾出现这样一道题目:某地举办奥运火炬传递活动,将火炬传递手分别编号为1,2,3,…,18,在18名火炬传递手中任意选择3名人员,则选出的人员的编号能组成以3为公差的等差数列的概率为多少?选项A:1/51;B:1/306;C:1/68;D:1/408。拿到题目初步一看,可以确定题目属于古典概型问题,但满足题目要求的可能性众多,如何解决呢?首先,我们应当求出题目中的基本事件的总数为17×16×3=816,设火炬传递手编号为bn=b1+3(n-1)。取b1=1,则人员编号选择范围为1,4,7,10,13,16,满足条件的有1,4,7;4,7,10;7,10,13;10,13,16共四种选择方法。取b1=2,人员编号选择范围为2,5,8,11,14,17,满足条件的有2,5,8;5,8,11;8,11,14;11,14,17。取b1=3,人员编号选择范围为3,6,9,12,15,18,同理仍然有4种选择方式。所以题目所求概率P=4+4+4/816=1/68,选C。
2.3 通过分类讨论法解决数列问题
数列是高考必考题型之一,在小题与答题中均有涉及。解决数列问题也多用分类讨论法,如计算周期性数列、等比数列求和等问题,都可以通过分类讨论解决题目。
例题:已知等比数列an的公比为q,前n项和Sn>0(n=1,2,3,…),求q的取值范围。挖掘题干中隐藏的已知条件可知,前n项和大于0,说明a1=S1大于0,又q≠0,那么则可进行分类讨论:(1)q=1时,Sn=na1>0;(2)q≠1时,Sn=a1(1-qn)/(1-q)>0,化简可得(1-qn)/(1-q)>0,(n=1,2,3,…),上式等价于1-q<0且1-qn<0,(n=1,2,3,…)①或1-q>0且1-qn>0,(n=1,2,3,…)②。解①可得q>1,解②可得-1
【关键词】高中数学;解题策略;分类讨论法;应用实践
【中图分类号】 G633.6 【文献标识码】B 【文章编号】1671-8437(2018)10-0029-01
高中数学中参数问题的求解基本都要借助分类讨论法,首先明确讨论的对象,依据基本公式、性质等将对象分类。然后根据类别依次讨论,得到可能出现的结果,最终总结归纳,得出最后结论。分类讨论法能有效将繁琐的问题条理化,帮助我们理清思路,化难为易,提升解题速度的同时保证解题质量。
1 合理的分类是讨论的基础
若分类混乱,后续的讨论工作也会随之遇到重重阻碍,难以进行。将一个整体M分为若干非空真子集Mi(i=1,2,3…n)(n≥2,n∈N+),满足M中的任一元素都属于且仅属于某一子集。即各个子集组成整体M;任意子集交集为空集[1]。满足这两个条件可以认为分类合理。合理的分离要保证没有重复与遗漏,这是基础,基础打好了才能再依据题干条件与基础公式等进行讨论环节。
2 不同类型题目中分类探究法的应用实践
将大问题拆分成小问题进行研究,最后汇总起来,从而解决原始问题。针对高中数学中不同題型,可以总结应用在实际解题过程中常用的几类分类讨论法。
2.1 通过分类讨论法解决函数问题
函数是研究变量之间的关系,在函数中设置参数,无疑又增加一重难度[2]。在解决带有参数的函数问题时,多数需要通过对参数进行合理的分类讨论,降低问题难度,求得准确结果。
如:已知函数y=(a+3)x2a+1+4x-5(x不为0),当a取何值时,函数是一次函数?观察函数,发现a是未知参数,若想满足题干中的函数为一次函数的条件,则首先确定要讨论的对象为(a+3)x2a+1,这项是一次项、常数项、零都可满足题目要求。确定好分类对象与标准,接下来进行分类讨论:①当2a+1=1且a+3≠0时,即a=0时,函数可化为y=7x-5,满足题目要求;②当2a+1=0,即a=-1/2时,函数y=4x-7.5,满足题目要求;③当a+3=0,即a=-3时,函数y=4x-5,同样满足题目要求。综上,a的值为0、-1/2或-3。
2.2 通过分类讨论法解决概率问题
概率是高中数学中又一大板块,且理论与实际生活联系较为密切,利用理论可以解决生活中很多实际问题,因此,作为学生应当掌握好这一部分知识。在概率题目中,问题本身包含的基本事件个数不尽相同,因此,要从基本事件入手,进行合理的分类讨论。
例如,山东高考试卷中曾出现这样一道题目:某地举办奥运火炬传递活动,将火炬传递手分别编号为1,2,3,…,18,在18名火炬传递手中任意选择3名人员,则选出的人员的编号能组成以3为公差的等差数列的概率为多少?选项A:1/51;B:1/306;C:1/68;D:1/408。拿到题目初步一看,可以确定题目属于古典概型问题,但满足题目要求的可能性众多,如何解决呢?首先,我们应当求出题目中的基本事件的总数为17×16×3=816,设火炬传递手编号为bn=b1+3(n-1)。取b1=1,则人员编号选择范围为1,4,7,10,13,16,满足条件的有1,4,7;4,7,10;7,10,13;10,13,16共四种选择方法。取b1=2,人员编号选择范围为2,5,8,11,14,17,满足条件的有2,5,8;5,8,11;8,11,14;11,14,17。取b1=3,人员编号选择范围为3,6,9,12,15,18,同理仍然有4种选择方式。所以题目所求概率P=4+4+4/816=1/68,选C。
2.3 通过分类讨论法解决数列问题
数列是高考必考题型之一,在小题与答题中均有涉及。解决数列问题也多用分类讨论法,如计算周期性数列、等比数列求和等问题,都可以通过分类讨论解决题目。
例题:已知等比数列an的公比为q,前n项和Sn>0(n=1,2,3,…),求q的取值范围。挖掘题干中隐藏的已知条件可知,前n项和大于0,说明a1=S1大于0,又q≠0,那么则可进行分类讨论:(1)q=1时,Sn=na1>0;(2)q≠1时,Sn=a1(1-qn)/(1-q)>0,化简可得(1-qn)/(1-q)>0,(n=1,2,3,…),上式等价于1-q<0且1-qn<0,(n=1,2,3,…)①或1-q>0且1-qn>0,(n=1,2,3,…)②。解①可得q>1,解②可得-1
分类讨论法的应用能有效帮助我们找到解题的入手点,依照确定的分类内容进行讨论进而得出正确答案。作为高中学生,我们应在日常数学学习中注意分类讨论思想的培养与巩固,切实借助分类讨论法提高数学解题的能力。