浅谈分类讨论思想在初中数学中的应用

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  数学学习离不开思维,数学探索需要通过思维来实现,在初中数学教学中逐步渗透数学思想方法,培养思维能力,形成良好的数学思维习惯,既符合新的课程标准,也是进行数学素质教育的一个切入点。分类讨论思想方法是研究与解决数学问题的重要思想之一,在中学数学应用中十分广泛。
  数学分类思想,就是根据数学对象本质属性的相同点与不同点,将其分成几个不同种类的一种数学思想。它既是一种重要的数学思想,又是一种重要的数学逻辑方法。
  所谓数学分类讨论方法,就是将数学对象分成几类,分别进行讨论来解决问题的一种数学方法。有关分类讨论思想的数学问题具有明显的逻辑性、综合性、探索性,能训练人的思维条理性和概括性。
  分类讨论思想,贯穿于整个中学数学的全部内容中。应用分类讨论,往往能使复杂的问题简单化。分类的过程,可培养学生思考的周密性,条理性,而分类讨论,又促进学生研究问题,探索规律的能力。需要运用分类讨论的思想解决的数学问题,就其引起分类的原因,大致可归结为以下几个方面:
  一、由数学概念、性质、定理、公式的限制条件引起的讨论
  有些数学概念是分类定义的(如实数的绝对值),所以应用这些概念解题时,就需进行分类讨论。初中数学中有一些定理、公式、法则和性质等内容是分情况给予表述的,或者有其特定的适用范围,或者有一定的限制条件,因而在教学过程中要让学生注意领会公式、性质的限制条件,并且能够在具体应用时根据这些限制条件来确定分类标准进行讨论。由于问题涉及到分类讨论思想的有关概念而需要对其进行分类讨论。
  案例1:已知x<2,则化简的结果是【 】
  A. x-2 B. x+2
  C. -x-2 D. 2-x
  解析 把被开方数配方,再根据x的取值判断开方后的式子的符号,看是否要加上负号
  ∵x<2,∴x-2<0。
  ∴==2-x。故选D。
  案例2:一个等腰三角形的一个外角等于110°,则这个三角形的三个角应该为 .
  解析 当等腰三角形的底角的外角等于110°时,其底角为70°,顶角为180°-70°×2=40°;当等腰三角形的顶角的外角等于110°时,其顶角为70°,底角为=55°.
  二、由数学变形所需要的限制条件所引起的分类讨论
  案例3:解关于x的不等式:ax+3>2x+a,
  解析 我们可以把不等式移项变形为(a-2)x>a-3,然后根据不等式性质可分为:a-2>0,a-2=0和a-2<0三种情况分别解不等式。
  三、 由于图形的不确定性引起的讨论
  案例4: 如图,点A、B在直线MN上, AB=11 cm,⊙A、⊙B的半径均为1 cm,⊙A以每秒2cm的速度自左向右运动,与此同时,⊙B的半径也不断增大,其半径r(cm)与时间t(秒)之间的关系式
  为r=1+t(t≥0),当点A出发后 秒两圆相切.
  解析 两圆相切可分为如下四种情况:
  ① 当两圆第一次外切,由题意,可得11-2t=1+1+t,t=3;
  ② 当两圆第一次内切,由题意,可得11-2t=1+t-1,t=;
  ③ 当两圆第二次内切,由题意,可得2t-11=1+t-1,t=11;
  ④ 当两圆第二次外切,由题意,可得2t-11=1+t+1,t=13.
  所以,点A出发后3秒或秒或11秒或13秒两圆相切.
  案例5如图,在平面直角坐标系xOy中,分别平行x、y轴的两直线a、b相交于点A(3,4),连接OA,若在直线a上存在点P,使△AOP是等腰三角形,那么所有满足条件的点P的坐标是( )
  A. (8,4)
  B. (8,4)或(-3,4)
  C. (8,4)或(-3,4)或(-2,4)
  D. (8,4)或(-3,4)或(-2,4)或(-,4)
  解析 ?摇∵点A的坐标为(3,4),∴OA==5.
  当AP=AO时,可知P(-2,4),P(8,4),
  当OP=OA时,可知P(-3,4),
  当PO=PA时,设PO=PA=m.
  有(m-3)2+42=m2,m=,∴m-3=,P(-,4),故选D
  四、 数学问题中含有参变量,这些参变量的取值会导致不同结果的
  案例6:已知一次函数y=-x+8和反比例函数y=k/x(k≠0)(1)k满足什么条件时,这两个函数在同一直角坐标平面中的图象有两个交点。(2)设(1)中的两个交点为M、N,试比较∠MON与90°的大小。
  解析?摇本题第(1)小题求得k<16且k≠0;在解第(2)小题时,由于090°。
  总而言之,分类讨论既是一种思想,又是一种策略,还是一种方法,它广泛应用于中学数学的解题中.数学家乔治.波利亚所说:“完善的思想方法犹如北极星,许多人通过它而找到正确的道路。” 分类思想不象一般数学知识那样,通过几节课的教学就可掌握。它根据学生的年龄特征,学生在学习的各阶段的认识水平和知识特点,逐步渗透,螺旋上升,不断的丰富自身的内涵。教学中可以从以上几个方面,让学生在数学学习过程中,通过类比、观察、分析、综合、抽象和概括,形成对分类思想的主动应用。
  (责任编辑:张静怡)
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