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根据数学研究对象在不同条件下的异同特征,将其划分为不同种类分别加以解决,最后综合得出整个问题的结论,这种方法为分类讨论的数学思想。分类讨论是一种重要的数学思想方法,它在高考中占有十分重要的地位,分类讨论试题具有明显的逻辑性、综合性、探索性的特点,试题难度属中高档。分类讨论问题不仅是高考的重点与热点,也是高考的难点。解决这类题目的关键是找到分类的动机,即为什么分类,分类的对策如何,即怎样分类。现就近几年高考中分类讨论思想应用的热点,谈谈自己的解题看法:
热点一:由参数变化引起的分类
例1解不等式(a为常数,a≠- )
【分析】 含参数的不等式,参数a决定了2a+1的符号和两根-4a、6a的大小,故对参数a分四种情况a>0、a=0、-
【解】 2a+1>0时,a>- ;-4a<6a时,a>0 。 所以分以下四种情况讨论:
当a>0时,(x+4a)(x-6a)>0,解得:x<-4a或x>6a;
当a=0时,x2>0,解得:x≠0;
当-0,解得: x<6a或x>-4a;
当a>-时,(x+4a)(x-6a)<0,解得: 6a 综上所述,当a>0时,x<-4a或x>6a;当a=0时,x≠0;当- -4a;当a>-时,6a 本题的关键是确定对参数a分四种情况进行讨论,做到不重不漏。一般地,遇到题目中含有参数的问题,常常结合参数的意义及对结果的影响而进行分类讨论,此种题型为含参型。
热点二:由数学概念(运算)引起的分类
例2. 设{an}是由正数组成的等比数列,Sn是前n项和。① 证明:② 是否存在常数c>0,使得
成立?并证明结论。(95年全国理)
【分析】 要证的不等式和讨论的等式可以进行等价变形;再应用比较法而求解。其中在应用等比数列前n项和的公式时,由于公式的要求,分q=1和q≠1两种情况。
【解】 设{an}的公比q,则a1>0,q>0
① 当q=1时,Sn=na1,从而SnSn+2-Sn+12=na1(n+2)a1-(n+1)2a12=-a12<0;
当q≠1时,从而
由上可得SnSn+2 即 。
② 要使 成立,则必有(Sn-c)(Sn+2-c)=(Sn+1-c)2,
分两种情况讨论如下:
当q=1时,Sn=na1,则
(Sn-c)(Sn+2-c)-(Sn+1-c)2=(na1-c)2[(n+2)a1-c]-[(n+1)a1-c]2=-a12<0
当q≠1时,Sn=,则(Sn-c)(Sn+2-c)-(Sn+1-c)2=
=-a1qn[a1-c(1-q)]
∵a1qn≠0∴a1-c(1-q)=0即
而∴对数式无意义
由上综述,不存在常数c>0, 使得
=lg(Sn+1-c)成立。
本例由所用公式的适用范围而导致分类讨论。该题文科考生改问题为:证明 ,和理科第一问类似,只是所利用的是底数是0.5时,对数函数为单调递减。
热点三:由图形位置变化引起的分类
例3. 设函数f(x)=ax2-2x+2,对于满足10,求实数a的取值范围。
【分析】 含参数的一元二次函数在有界区间上的最大值、最小值等值域问题,需要先对开口方向讨论,再对其抛物线对称轴的位置与闭区间的关系进行分类讨论,最后综合得解。
当a=0时,f(x)=-2x+2, f(1)=0,f(4)=-6, ∴不合题意
由上而得,实数a的取值范围是a> 。
本题分两级讨论,先对决定开口方向的二次项系数a分a>0、a<0、a=0三种情况,再每种情况结合二次函数的图像,在a>0时将对称轴与闭区间的关系分三种,即在闭区间左边、右边、中间。本题的解答,关键是分析符合条件的二次函数的图像,也可以看成是“数形结合法”的运用。
总之,分类讨论的数学思想是一种化整为零各个击破的解题策略,解决这类题目,我们的基本方法和步骤是:首先要确定讨论对象以及所讨论对象的全体的范围;其次确定分类标准,正确进行合理分类,即标准统一、不漏不重、分类互斥(没有重复);再对所分类逐步进行讨论,分级进行,获取阶段性结果;最后进行归纳小结,综合得出结论。
(作者单位:甘肃省民勤县第三中学)
热点一:由参数变化引起的分类
例1解不等式(a为常数,a≠- )
【分析】 含参数的不等式,参数a决定了2a+1的符号和两根-4a、6a的大小,故对参数a分四种情况a>0、a=0、-
【解】 2a+1>0时,a>- ;-4a<6a时,a>0 。 所以分以下四种情况讨论:
当a>0时,(x+4a)(x-6a)>0,解得:x<-4a或x>6a;
当a=0时,x2>0,解得:x≠0;
当-0,解得: x<6a或x>-4a;
当a>-时,(x+4a)(x-6a)<0,解得: 6a
热点二:由数学概念(运算)引起的分类
例2. 设{an}是由正数组成的等比数列,Sn是前n项和。① 证明:② 是否存在常数c>0,使得
成立?并证明结论。(95年全国理)
【分析】 要证的不等式和讨论的等式可以进行等价变形;再应用比较法而求解。其中在应用等比数列前n项和的公式时,由于公式的要求,分q=1和q≠1两种情况。
【解】 设{an}的公比q,则a1>0,q>0
① 当q=1时,Sn=na1,从而SnSn+2-Sn+12=na1(n+2)a1-(n+1)2a12=-a12<0;
当q≠1时,从而
由上可得SnSn+2
② 要使 成立,则必有(Sn-c)(Sn+2-c)=(Sn+1-c)2,
分两种情况讨论如下:
当q=1时,Sn=na1,则
(Sn-c)(Sn+2-c)-(Sn+1-c)2=(na1-c)2[(n+2)a1-c]-[(n+1)a1-c]2=-a12<0
当q≠1时,Sn=,则(Sn-c)(Sn+2-c)-(Sn+1-c)2=
=-a1qn[a1-c(1-q)]
∵a1qn≠0∴a1-c(1-q)=0即
而∴对数式无意义
由上综述,不存在常数c>0, 使得
=lg(Sn+1-c)成立。
本例由所用公式的适用范围而导致分类讨论。该题文科考生改问题为:证明 ,和理科第一问类似,只是所利用的是底数是0.5时,对数函数为单调递减。
热点三:由图形位置变化引起的分类
例3. 设函数f(x)=ax2-2x+2,对于满足1
【分析】 含参数的一元二次函数在有界区间上的最大值、最小值等值域问题,需要先对开口方向讨论,再对其抛物线对称轴的位置与闭区间的关系进行分类讨论,最后综合得解。
当a=0时,f(x)=-2x+2, f(1)=0,f(4)=-6, ∴不合题意
由上而得,实数a的取值范围是a> 。
本题分两级讨论,先对决定开口方向的二次项系数a分a>0、a<0、a=0三种情况,再每种情况结合二次函数的图像,在a>0时将对称轴与闭区间的关系分三种,即在闭区间左边、右边、中间。本题的解答,关键是分析符合条件的二次函数的图像,也可以看成是“数形结合法”的运用。
总之,分类讨论的数学思想是一种化整为零各个击破的解题策略,解决这类题目,我们的基本方法和步骤是:首先要确定讨论对象以及所讨论对象的全体的范围;其次确定分类标准,正确进行合理分类,即标准统一、不漏不重、分类互斥(没有重复);再对所分类逐步进行讨论,分级进行,获取阶段性结果;最后进行归纳小结,综合得出结论。
(作者单位:甘肃省民勤县第三中学)