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高考冲刺 分类讨论的思想

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高考冲刺 分类讨论的思想

高考冲刺 分类讨论的思想

编稿:孙永钊 审稿:张林娟

【高考展望】

数学中的分类讨论贯穿教材的各个部分,它不仅形式多样,而且具有很强的综合性和逻辑性. 分类讨论是解决问题的一种逻辑方法,也是一种数学思想,这种思想对于简化研究对象,发展人的思维有着重要帮助,因此,有关分类讨论的数学命题在高考试题中占有重要位置。所谓分类讨论,就是当问题所给的对象不能进行统一研究时,就需要对研究对象按某个标准分类,然后对每一类分别研究得出每一类的结论,最后综合各类结果得到整个问题的解答.实质上,分类讨论是“化整为零,各个击破,再积零为整”的数学策略.分类讨论思想是一种重要的数学思想,它在人的思维发展中有着重要的作用,因此在近几年的高考试题中,他都被列为一种重要的思维方法来考察。

分类讨论是每年高考必考的内容,高考对本专题的考察为:将有一道中档或中档偏上的题目,其求解思路直接依赖于分类讨论,特别关注以下方面:涉及指数、对数底的讨论,含参数的一元二次不等式、等比数列求和,由n S 求n a 等。 【知识升华】

1.分类讨论的常见情形

(1)由数学概念引起的分类讨论:主要是指有的概念本身是分类的,在不同条件下有不同结论,则必须进行分类讨论求解,如绝对值、直线斜率、指数函数、对数函数等.

(2)由性质、定理、公式引起的分类讨论:有的数学定理、公式、性质是分类给出的,在不同条件下结论不一致,如二次函数y=ax 2

+bx+c(a ≠0),由a 的正负而导致开口方向不确定,等比数列前n 项和公式因公比q 是否为1而导致公式的表达式不确定等.

(3)由某些数学式子变形引起的分类讨论:有的数学式子本身是分类给出的,如ax 2+bx+c >0,a=0,a <0,a >0解法是不同的.

(4)由图形引起的分类讨论:有的图形的类型、位置也要分类,如角的终边所在象限,点、线、面的位置关系等.

(5)由实际意义引起的讨论:此类问题在应用题中常见.

(6)由参数变化引起的讨论:所解问题含有参数时,必须对参数的不同取值进行分类讨论;含有参数的数学问题中,参变量的不同取值,使得变形受限导致不同的结果.

2.分类的原则

(1)每次分类的对象是确定的,标准是同一的;

分类讨论问题的难点在于什么时候开始讨论,即认识为什么要分类讨论,又从几方面开始讨论,只有明确了讨论原因,才能准确、恰当地进行分类与讨论.这就要求我们准确掌握所用的概念、定理、定义,

考虑问题要全面.函数问题中的定义域,方程问题中根之间的大小,直线与二次曲线位置关系中的判别式等等,常常是分类讨论划分的依据.

(2)每次分类的对象不遗漏、不重复、分层次、不越级讨论.

当问题中出现多个不确定因素时,要以起主导作用的因素进行划分,做到不重不漏,然后对划分的每一类分别求解,再整合后得到一个完整的答案.数形结合是简化分类讨论的重要方法.

3.分类讨论的一般步骤

第一,明确讨论对象,确定对象的范围;

第二,确定分类标准,进行合理分类,做到不重不漏; 第三,逐类讨论,获得阶段性结果; 第四,归纳总结,得出结论. 4. 分类讨论应注意的问题 第一,按主元分类的结果应求并集. 第二,按参数分类的结果要分类给出.

第三,分类讨论是一种重要的解题策略,但这种分类讨论的方法有时比较繁杂,若有可能,应尽量避免分类. 【典型例题】

类型一、不等式中参数的讨论问题

【例1】解关于x 的不等式:2(1)10ax a x -++<.

【思路点拨】依据式子的特点,此题应先按对最高次项的系数a 是否为0来分类,然后对式子分解因式,并按两个根之间的大小关系来分类讨论.而对于0a >与0a <时,先写简单好作的0a <.

【解析】

(1)当0a =时,原不等式化为一次不等式:10x -+<,∴1x >; (2)当0a ≠时,原不等式变为:1(1)()0a x x a

--<,

①若0a <,则原不等式化为1(1)()0x x a

-->

∵0a <,∴11a

<,∴不等式解为1

x a <或1x >,

②若0a >,则原不等式化为1

(1)()0x x a

--<,

(ⅰ)当1a =时,1

1a =,不等式解为x ∈?,

(ⅱ)当1a >时,11a

<,不等式解为1

1x a <<;

(ⅲ)当01a <<时,

11a

>,不等式解为11x a <<,

综上所述,原不等式的解集为: 当0a <时,解集为1

{|1}x x x a

<

>或; 当0a =时,解集为{x|x >1}; 当01a <<时,解集为1{|1}x x a

<<; 当1a =时,解集为?; 当1a >时,解集为1

{|1}x x a

<<. 总结升华:

这是一个含参数a 的不等式,一定是二次不等式吗?不一定,故首先对二次项系数a 分类:(1)a≠0(2)a=0,对于(2),不等式易解;对于(1),又需再次分类:a>0或a<0,因为这两种情形下,不等式解集形式是不同的;不等式的解是在两根之外,还是在两根之间。而确定这一点之后,又会遇到1与1a

谁大谁小的问题,因而又需作一次分类讨论。故而解题时,需要作三级分类。

举一反三:

【变式】解关于x 的不等式:232()x a a a x +<+(a R ∈). 【解析】原不等式可分解因式为: 2()()0x a x a --<, (下面按两个根a 与2

a 的大小关系分类)

(1)当2

a a =,即0a =或1a =时,不等式为20x <或2(1)0x -<,不等式的解集为:x ∈?;

(1)当2

a a >,即01a <<时,不等式的解集为:2(,)x a a ∈; (2)当2

a a <,即0a <或1a >时,不等式的解集为:2(,)x a a ∈; 综上所述,原不等式的解集为: 当0a =或1a =时,x ∈?; 当01a <<时,2

(,)x a a ∈; 当0a <或1a >时,2

(,)x a a ∈. 【例2】解不等式

()()x a x a a +-+4621>0 (a 为常数,a≠-1

2

)

【思路点拨】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、-12

2

分别加以讨论。

【解析】2a +1>0时,a>-

1

2

; -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,x 2

>0,解得:x≠0;

当-

1

20,解得: x<6a 或x>-4a ; 当a>-1

2

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-12-4a ;当a>-

1

2

时,6a

【总结升华】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

举一反三:

【变式】解关于x 的不等式:2

210ax ax ++>()a R ∈. 【解析】

(1)当0a =时,不等式为10>, 解集为x R ∈;

(2)当0a >时,需要对方程2

210ax ax ++=的根的情况进行讨论:

①200010(1)0440a a a a a a a a >>>??????>????>->->??

?

即1a >时,方程2

210ax ax ++=有两根

a

a a a a

a a a a a a x )1(12442222

,1-±

-=-±-=-±-=. 则原不等式的解为),)

1(1())1(1,(+∞-+-----∞a

a a a a a .

②2000

01001

440a a a a a a a >>>??????<

???<<<-

即01a <<时,方程2

210ax ax ++=没有实根, 此时为开口向上的抛物线,故原不等式的解为(,)-∞+∞.

③20001001440a a a a a a a a >>>??????=????===-=??

?或

即1a =时,方程2

210ax ax ++=有两相等实根为1,21x =-, 则原不等式的解为(,1)(1,)-∞--+∞ . (3)当0a <时,0?>恒成立, 即0a <时,方程2210ax ax ++=有两根

1,21x =

=-此时,为开口向下的抛物线,

故原不等式的解集为(11--. 综上所述,原不等式的解集为: 当0a <时,解集为))

1(1,)1(1(a

a a a a a ----+

-; 当01a ≤<时,解集为(,)-∞+∞; 当1a =时,解集为(,1)(1,)-∞--+∞ ;

当1a >时,解集为),)

1(1())1(1,(+∞-+-----∞a

a a a a a .

类型二、函数与方程中的分类讨论问题

【例3】函数1

(0,1)x

y a a a a

=-

>≠的图象可能是( )

【思路点拨】对底数a 分两种情况讨论,结合图像恒过的定点可解。 【答案】D ;

【解析】当1a >时单调递增,10a -<,故A 不正确;因为1

x y a a

=-恒不过点(1,1),所以B 不正确;当01a <<时单调递减,1

0a

-

<,故C 不正确 ;D 正确.

【总结升华】含有参数的函数的综合问题(本例是函数图像)历来就是高中数学的重点和难点之一。求解此类问题的关键一点就是紧扣对称轴,依此来展开有条理性的分类讨论。

举一反三:

【变式】函数10

f(x)log (x )13

a a =++的图象经过点(-1,3),且f(x)在(-1,+∞)上恒有f(x)<3,求函数f(x).

【解析】f(x)图象经过点(-1,3),则10

(1)log (1)1=33

a f a -=-+, 整理得:2

10103a a -

+=,解得3a =或13

a = (1)当3a =时,则3f(x)log (x 10)1=++,此时x ∈(-1,+∞)时,f(x)>3,不满足题意; (2)当13a =

,则1310f(x)log (x )19=++,此时,x ∈(-1,+∞)时,2)910(x log 91910x 3

1<+∴>+ 即f(x)<3,满足题意为所求. 综上,13

10

f(x)log (x )19

=+

+. 【例4】已知函数2()1f x ax =+(0a >),3()g x x bx =+.

(1)若曲线()y f x =与曲线()y g x =在它们的交点(1,c )处具有公共切线,求,a b 的值; (2)当2

4a b =时,求函数()()f x g x +的单调区间,并求其在区间(,1]-∞-上的最大值.

【思路点拨】(1) 根据曲线y=f (x )与曲线y=g (x )在它们的交点(1,c )处具有公共切线,可知切点处的函数值相等,切点处的斜率相等,故可求a 、b 的值。 (2)利用分类讨论的方法对参数a 进行讨论求解。

【解析】(1)由()1c ,为公共切点可得:2()1(0)f x ax a =+>,则()2f x ax '=,12k a =, 3()g x x bx =+,则2()=3g x x b '+,23k b =+,∴23a b =+①

又(1)1f a =+,(1)1g b =+,∴11a b +=+,即a b =,代入①式可得:3

3a b =??=?.

(2) 2

4a b =,∴设3221()()()14h x f x g x x ax a x =+=+++

则221()324h x x ax a '=++,令()0h x '=,解得:12

a x =-,26a

x =-;

0a >,∴26

a a -<-,

∴原函数在2a ?

?

-∞- ??

?

,单调递增,在26a a ??

-- ??

?

,单调递减,在6

a ??-+∞ ??

?

,上单调递增

①若12a

--≤,即2a ≤时,最大值为2

(1)4

a h a =-;

②若126a a

-<-<-,即26a <<时,最大值为12a h ??-= ???

③若16a

--

≥时,即6a ≥时,最大值为12a h ??-= ???

. 综上所述:当(]02a ∈,时,最大值为2(1)4

a h a =-;当()2,a ∈+∞时,最大值为12a h ??

-= ???.

【总结升华】此题应该说是导数题目中较为常规的类型题目,考查的切线、单调性、极值以及最值的问题

都是课本中要求的重点内容,也是学生掌握比较好的知识点. 举一反三:

【变式】设1()x

f x ax ax

-=+

,(0)a > (1)利用函数单调性的意义,判断f(x)在(0,+∞)上的单调性; (2)记f(x)在0

(1)设0

1111()()()x x a x x a x x a x x a x x --+

-=--? 2122212112

12

1

()1

()()()a x x a x x a x x ax x ax x -

=--

=-

由题设x 2-x 1>0,ax 1·x 2>0

∴当0

1a 时,1221

0x x a

-<,∴f(x 2)-f(x 1)<0, 即f(x 2)

a

]单调递减,

当1a

0x x a

->,∴f(x 2)-f(x 1)>0, 即f(x 2)>f(x 1),则f(x)在区间(1

a

,+∞)单调递增.

(2)因为0

; 当

1

a

>1,即0

综上,所求的函数y=g(a)=(01)1

2,(1)a a a a

<

?-≥??. 【例5】已知函数2221

()1

ax a f x x +-=+,其中a ∈R .(Ⅰ)当1a =时,求曲线()y f x =在原点处的切线

方程;(Ⅱ)求)(x f 的单调区间;(Ⅲ)若)(x f 在[0,)+∞上存在最大值和最小值,求a 的取值范围. 【思路点拨】(Ⅰ)利用导数几何意义可直接求解。 (Ⅱ)(Ⅲ)利用导数结合参数取值分类讨论求解。 【解析】(Ⅰ)当1a =时,22()1x

f x x =

+,22

(1)(1)()2(1)x x f x x +-'=-+.

由 (0)2f '=, 得曲线()y f x =在原点处的切线方程是20x y -=. (Ⅱ)2

()(1)

()2

1

x a ax f x x +-'=-+. ① 当0a =时,22()1

x

f x x '=+.

所以()f x 在(0,)+∞单调递增,在(,0)-∞单调递减.

当0a ≠,21

()()

()21x a x a f x a

x +-'=-+.

② 当0a >时,令()0f x '=,得1x a =-,21

x

=,()f x 与()f x '的情况如下:

故)(x f 的单调减区间是(,)a -∞-,1(,)a +∞;单调增区间是1(,)a a

-. ③ 当0a <时,()f x 与()f x '的情况如下:

所以()f x 的单调增区间是1(,)a -∞,(,)a -+∞;单调减区间是1(,)a a

-

(Ⅲ)由(Ⅱ)得, 0a =时不合题意.

当0a >时,由(Ⅱ)得,)(x f 在1(0,)a 单调递增,在1

(,)a +∞单调递减,所以)(x f 在(0,)+∞上

存在最大值2

1

()0f a a

=>.

设0x 为)(x f 的零点,易知2

012a x a

-=,且01x a <.从而0x x >时,()0f x >;0x x <时,()0f x <.

若)(x f 在[0,)+∞上存在最小值,必有(0)0f ≤,解得11a -≤≤.

所以0a >时,若)(x f 在[0,)+∞上存在最大值和最小值,a 的取值范围是(0,1].

当0a <时,由(Ⅱ)得,)(x f 在(0,)a -单调递减,在(,)a -+∞单调递增,所以)(x f 在(0,)+∞上存在最小值()1f a -=-.

若)(x f 在[0,)+∞上存在最大值,必有(0)0f ≥,解得1a ≥,或1a ≤-.

所以0a <时,若)(x f 在[0,)+∞上存在最大值和最小值,a 的取值范围是(,1]-∞-. 综上,a 的取值范围是(,1](0,1]-∞- .

【总结升华】本题考查函数、导数的基础知识,运用导数研究函数性质等基本方法,考查分类讨论思想,代数恒等变形能力和综合运用数学知识分析问题解决问题的能力。

举一反三:

【变式】已知函数22()cos sin 25f x x a x a a =+-++有最大值2,求实数a 的取值.

【解析】22

()1sin sin 25f x x a x a a =-+-++.624

3)2(sin 2

2++--

-=a a a x 令sin x t =,则2

2

3()()262

4

a

y g t t a a ==---++([1,1]t ∈-).

(1)当

12>a 即2a >时,2max (1)352y g a a ==-++=,解得:a =或a =; (2)当121≤≤-a 即22a -≤≤时,2max 3()26224a y g a a ==-++=,解得:34

-=a 或4a =(舍);

(3)当12-

131±=a (全都舍去).

综上,当32

a =或43a =-时,能使函数()f x 的最大值为2.

类型三、数列中的分类讨论问题

【例6】已知等差数列{}n a 前三项的和为3-,前三项的积为8. (Ⅰ)求等差数列{}n a 的通项公式;

(Ⅱ)若2a ,3a ,1a 成等比数列,求数列{||}n a 的前n 项和. 【思路点拨】(Ⅰ)利用等差数列通项公式求解。

(Ⅱ)对n 进行讨论,去掉绝对值得到分段通项公式求解。

【解析】(Ⅰ)设等差数列{}n a 的公差为d ,则21a a d =+,312a a d =+, 由题意得1111

333,()(2)8.a d a a d a d +=-??++=? 解得12,3,a d =??=-?或14,3.a d =-??=?

所以由等差数列通项公式可得

23(1)35n a n n =--=-+,或43(1)37n a n n =-+-=-.

故35n a n =-+,或37n a n =-。

(Ⅱ)当35n a n =-+时,2a ,3a ,1a 分别为1-,4-,2,不成等比数列; 当37n a n =-时,2a ,3a ,1a 分别为1-,2,4-,成等比数列,满足条件. 故37,1,2,

|||37|37, 3.n n n a n n n -+=?=-=?-≥?

记数列{||}n a 的前n 项和为n S .

当1n =时,11||4S a ==;当2n =时,212||||5S a a =+=; 当3n ≥时,

234||||||n n S S a a a =++++ 5(337)(347)(37)n =+?-+?-++-

2(2)[2(37)]311

510222

n n n n -+-=+

=-+. 当2n =时,满足此式.

综上,24,1,31110, 1.22

n n S n n n =??

=?-+>??

【总结升华】数列中的含参问题是一个需要牢记的分类推理过程,书写格式相对严格、规范。

举一反三:

【变式1】求数列:1,a+a 2

,a 2

+a 3

+a 4

,a 3

+a 4

+a 5

+a 6

,……(其中a ≠0)的前n 项和S n . 解析:数列的通项 a n =a n-1

+a n

+…+a 2n-2

讨论:

(1)当a=1时,a n =n ,S n =1+2+…+n=

(1)

2

n n + (2)当a=-1时,1,(0,(n n a n ?=??为奇数)为偶数),∴1

()2

()2n n n S n n +???=????为奇数为偶数,

(3)当a ≠±1且a ≠0时,1121(1)1()11n n n n n a a a a a a a

----=

=---,

∴13211

[(1)()]1n n n S a a a a a a

--=

+++-++- 212211(1)(1)(1)

[]111(1)(1)

n n n n a a a a a a a a a a +----=-=

----+. 【例6高清课堂分类讨论的思想例题2ID: 404017】设等比数列{a n }的公比为q ,前n 项和S n >0 (n =1,2,3…).

(1)求q 的取值范围;

(2)设b n =a n +2-3

2

a n +1,记{

b n }的前n 项和为T n ,试比较S n 与T n 的大小.

【思路点拨】(1)根据条件列出关于q 的不等式,注意分类讨论.(2)能否判断{b n }为特殊数列进而求和作差、作商比较大小.

【解析】(1)∵{a n }是等比数列,S n >0,可得a 1=S 1>0,q ≠0, 当q =1时,S n =na 1>0;

当q ≠1时,S n =1(1)01n a q q ->-,即101n q q

->- (n =1,2,3,…),

上式等价于①10

10n

q q -

(n =1,2,3,…) 或②1010

n

q q -

-

解①式得q >1;

解②式,由于n 可为奇数、可为偶数,故-1

32a n +1,得b n =a n 23()2q q -,T n =2

3()2

q q -S n , 于是T n -S n =S n 2

3(1)2q q -

-=S n 1

()2

q +(q -2). 又因为S n >0且-10,所以 当-1

1

2

或q >2时,T n -S n >0,即T n >S n ; 当-

1

2

1

2

或q =2时,T n -S n =0,即T n =S n . 【总结升华】本题以等比数列为载体,涉及了分类讨论和大小比较的问题,综合性较强,应用了不等式的解法和比较大小的基本方法——作差比较法.同时含有字母q ,一般要进行分类讨论,要特别注意等比数列求和公式在应用时一定要分q =1和q ≠1讨论。

举一反三:

【变式2】已知{a n }是公比为q 的等比数列,且a 1,a 3,a 2成等差数列. (Ⅰ)求q 的值;

(Ⅱ)设{b n }是以2为首项,q 为公差的等差数列,其前n 项和为S n ,当n ≥2时,比较S n 与b n 的大小,并说明理由.

【解析】

(Ⅰ)由题设2a 3=a 1+a 2,即2a 1q 2

=a 1+a 1q, ∵a 1≠0,∴2q 2

-q-1=0, ∴1q =或12

q =-

, (Ⅱ)若q=1,则.2

312)1(22n

n n n n S n +=?-+

= 当n ≥2时,.b S 02

)

2)(1(n n 1>>+-=

=--,故n n S b S n n n

若21(-1)1-92(-)2224

n n n n n

q S n +=-=+=,则

当n ≥2时,-1(1)(10)

4

n n n n n S b S ---==-

故对于n ∈N +,当2≤n ≤9时,S n >b n ;当n=10时,S n =b n ;当n ≥11时,S n

类型四、解析几何中的分类讨论问题

【例7】已知椭圆C 的方程为22

12y x +=,点P (a,b )的坐标满足22

12

b a +≤,过点P 的直线l 与椭圆交于A 、B 两点,点Q 为线段AB 的中点,求:

(1)点Q 的轨迹方程.

(2)点Q 的轨迹与坐标轴的交点的个数.

【思路点拨】本题求点的轨迹方程,点与椭圆的位置关系,直线与椭圆相交等知识. 【解析】

(1)设点A ,B 的坐标为(x 1,y 1),(x 2,y 2),点Q 的坐标为Q (x,y ). 当x 1≠x 2时,可设直线l :y=k(x-a)+b

由已知22

11

12y x +=,2

2

2212

y x +=……① y 1=k(x 1-a)+b,y 2=k(x 2-a)+b …②

由①得(x 1+x 2)(x 1-x 2)+

1

2

(y 1+y 2)(y 1-y 2)=0…③ 由②得y 1+y 2=k(x 1+x 2)-2ak+2b …④ 由③、④及122x x x +=

,12

12

y y k x x -=-,得 点Q 的坐标满足方程2x 2

+y 2

-2ax-by=0……⑤ 当x 1=x 2时,l 平行于y 轴,

因此AB 的中点Q 一定落在x 轴上,即Q 的坐标为(a,0), 显然Q 点的坐标满足方程⑤.

综上所述,点Q 的坐标满足方程:2x 2

+y 2

-2ax-by=0. 设方程⑤所表示的曲线为L ,

则由2222

220

12

x y ax by y x ?+--=??+

=??,得(2a 2+b 2)x 2-4ax+2-b 2

=0 由于Δ=8b 2

(a 2

+22b -1),由已知a 2+2

2

b ≤1 所以当a 2

+2

2

b =1时,Δ=0,

曲线L 与椭圆C 有且只有一个公共点P (a,b ).

当a 2

+2

2

b <1时Δ<0,曲线L 与椭圆无交点,

而因为(0,0)在椭圆C 内,又在曲线L 上, 所以曲线L 在椭圆C 内.

故点Q 的轨迹方程为2x 2

+y 2

-2ax-by=0. (2)由22

220

x x y ax by =??

+-+=?,解得00x y =??

=?或0

x y b

=??=?,

又由22

0220y x y ax by =??+--=?,解得00x y =??=?或0

x a y =??=?, 则①当a=0,b=0,即点P(a,b)为原点. 曲线L 与坐标轴只有一个交点(0,0) ②当a=0且0<|b|

,

即点P(a,b)不在椭圆C 外且在除去原点的y 轴上时,

点(a,0)与(0,0)重合,曲线L 与坐标轴有两个交点(0,b)与(0,0) ③当b=0且0<|a|≤1时,

即点P(a,b)不在椭圆C 外且在除去原点的x 轴上时, 曲线L 与坐标轴有两个交点(a,0)与(0,0).

④当0<|a|<1且

,

即点P(a,b)在椭圆C 内且不在坐标轴上时, 曲线L 与坐标轴有三个交点(a,0),(0,b)与(0,0).

总结升华:本题充分运用了分类讨论的思想方法,以及综合运用知识解题的能力,此题运算量大,涉及知识点较多,需要较高的运算能力和逻辑推理能力,做为考题区分度好,特别是分类讨论时易出错.

举一反三:

【变式】讨论k 的取值,说明方程222(21)2k x k y x +-=表示的曲线.

【解析】方程中x 、y 的平方项系数是否为0,是否相等决定着方程表示的曲线,故需要对k 值就以上情况分类讨论.

当k 2

=0即k=0时,方程化为x y 22-=,表示顶点在原点,x 轴为对称轴,开口向左的抛物线.

当2k-1=0即2

1

=

k 时,方程化为x(x-8)=0 ∴x=0或x=8,表示y 轴和过点(8,0) 斜率不存在的两平行直线.

当k 2

=2k-1,即k=1时,方程化为1)1(22=+-y x ,表示以(1,0)为圆心,半径为1的圆

当k ≠0,21

≠k ,k ≠1时 方程可化为2

22222

1()111()(21)x y k k k k -+=-

当2

22)12(1

)1(0121k

k k k k -<<≠>

时,且 方程表示焦点在平行y 轴直线上,中心在)0,1

(2k

的椭圆 当021≠<

k k 且时,方程表示以)0,1

(2k

为中心,焦点在x 轴上的双曲线. 【总结升华】处理直线与圆锥曲线的位置关系时,待定直线方程需要考虑斜率不存在这种情况,分类讨论。

【例8】已知(2, 0)A -,(2, 0)B 为椭圆C 的左、右顶点,F 为其右焦点,P 是椭圆C 上异于A ,B

的动点,且APB ?

面积的最大值为 (Ⅰ)求椭圆C 的方程及离心率;

(Ⅱ)直线AP 与椭圆在点B 处的切线交于点D ,当直线AP 绕点A 转动时,试判断以BD

为直径的圆与直线PF 的位置关系,并加以证明. 【思路点拨】(1)有待定系数法可求出椭圆方程。

(2)先设出直线AP 的方程,根据题意,表示出D 、E 的坐标,从而求出以BD 为直径的圆的圆心和半径,再将AP 的方程与椭圆方程联立,得到交点A 、P 的坐标关系,因为A 点的坐标已知,从而求出点P 的坐标,然后分直线PF 斜率存在和不存在两种情况讨论直线PF 与以BD 为直径的圆的位置关系即可.

【解析】(Ⅰ)由题意可设椭圆C 的方程为22

221(0)x y a b a b +=>>,

(,0)F c .

由题意知

解得b =1c =. 故椭圆C 的方程为

22

143

x y +=,离心率为12. (Ⅱ)以BD 为直径的圆与直线PF 相切.

证明如下:由题意可设直线AP 的方程为(2)y k x =+(0)k ≠.

则点D 坐标为(2, 4)k ,BD 中点E 的坐标为(2, 2)k .

由22(2),

14

3y k x x y =+???+=??得2222(34)1616120k x k x k +++-=.

设点P 的坐标为00(,)x y ,则2021612

234k x k --=+.

所以2

02

6834k x k -=+,00

212(2)34k y k x k =+=+. 因为点F 坐标为(1, 0), 当12k =±

时,点P 的坐标为3

(1, )2

±,点D 的坐标为(2, 2)±. 直线PF x ⊥轴,此时以BD 为直径的圆22

(2)(1)1x y -+= 与直线PF 相切.

????

?2

221

222, . a b a a b c ??===+

当12k ≠±

时,则直线PF 的斜率0204114PF y k k x k

==--. 所以直线PF 的方程为2

4(1)14k

y x k

=

--. 点E 到直线PF

的距离d =

322228142||14|14|

k k k k k k +-==+-. 又因为||4||BD k = ,所以1

||2

d BD =

. 故以BD 为直径的圆与直线PF 相切.

综上得,当直线AP 绕点A 转动时,以BD 为直径的圆与直线PF 相切. 举一反三:

【变式】已知点(1,0)A -,(1,0)B ,动点P

满足||||PA PB +=,记动点P 的轨迹为W .

(Ⅰ)求W 的方程;

(Ⅱ)直线1y kx =+与曲线W 交于不同的两点C ,D ,若存在点(,0)M m ,使得CM DM =成立,

求实数m 的取值范围.

【解析】(Ⅰ)由椭圆的定义可知,动点P 的轨迹是以A ,B

为焦点,长轴长为 ∴1c =

,a =22b =.

W 的方程是22

132

x y +=.

(Ⅱ)设C ,D 两点坐标分别为11(,)C x y 、22(,)D x y ,C ,D 中点为00(,)N x y .

由221

13

2y kx x y =+???+=?? 得 22(32)630k x kx ++-=.

所以122

632

k

x x k +=-

+ ∴12023232x x k x k +==-+, 从而002

2

132

y kx k =+=+. ∴MN 斜率2002232332

MN y k k k x m m

k +==

---+. 又∵CM DM =, ∴CD MN ⊥,

∴22213232

k k m k +=---+ 即 232k m k =-+ 当0k =时,0m =;

当0k ≠时,212323k m k k k

=-

=-

++]126,0()0,126[?-∈. 故所求m 的取范围是]12

6,126[-

分类讨论思想

分类讨论思想

第三讲分类讨论思想 [思想方法解读]分类讨论思想是一种重要的数学思想方法,其基本思路是将一个较复杂的数学问题分解(或分割)成若干个基础性问题,通过对基础性问题的解答来实现解决原问题的思想策略. 1.中学数学中可能引起分类讨论的因素: (1)由数学概念而引起的分类讨论:如绝对值的定义、不等式的定义、二次函数的定义、直线的倾斜角等. (2)由数学运算要求而引起的分类讨论:如除法运算中除数不为零,偶次方根为非负数,对数运算中真数与底数的要求,指数运算中底数的要求,不等式中两边同乘以一个正数、负数,三角函数的定义域,等比数列{a n}的前n项和公式等. (3)由性质、定理、公式的限制而引起的分类讨论:如函数的单调性、基本不等式等. (4)由图形的不确定性而引起的分类讨论:如二次函数图象、指数函数图象、对数函数图象等. (5)由参数的变化而引起的分类讨论:如某些含有参数的问题,由于参数的取值不同会导致所得的

结果不同,或者由于对不同的参数值要运用不同的求解或证明方法等. 2.进行分类讨论要遵循的原则是:分类的对象是确定的,标准是统一的,不遗漏、不重复,科学地划分,分清主次,不越级讨论.其中最重要的一条是“不重不漏”. 3.解答分类讨论问题时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、不重不漏、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. 常考题型精析 题型一由概念、公式、法则、计算性质引起的分类讨论 例1设集合A={x∈R|x2+4x=0},B={x∈R|x2+2(a+1)x+a2-1=0,a∈R},若B?A,求实数a的取值范围.

高中数学解题思想之分类讨论思想

分类讨论思想方法 在解答某些数学问题时,有时会遇到多种情况,需要对各种情况加以分类,并逐类求解,然后综合得解,这就是分类讨论法。分类讨论是一种逻辑方法,是一种重要的数学思想,同时也是一种重要的解题策略,它体现了化整为零、积零为整的思想与归类整理的方法。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,所以在高考试题中占有重要的位置。 引起分类讨论的原因主要是以下几个方面: ①问题所涉及到的数学概念是分类进行定义的。如|a|的定义分a>0、a=0、a<0三种情况。这种分类讨论题型可以称为概念型。 ②问题中涉及到的数学定理、公式和运算性质、法则有范围或者条件限制,或者是分类给出的。如等比数列的前n项和的公式,分q=1和q≠1两种情况。这种分类讨论题型可以称为性质型。 ③解含有参数的题目时,必须根据参数的不同取值范围进行讨论。如解不等式ax>2时分a>0、a=0和a<0三种情况讨论。这称为含参型。 另外,某些不确定的数量、不确定的图形的形状或位置、不确定的结论等,都主要通过分类讨论,保证其完整性,使之具有确定性。 进行分类讨论时,我们要遵循的原则是:分类的对象是确定的,标准是统一的,不遗漏、不重复,科学地划分,分清主次,不越级讨论。其中最重要的一条是“不漏不重”。 解答分类讨论问题时,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。 Ⅰ、再现性题组: 1.集合A={x||x|≤4,x∈R},B={x||x-3|≤a,x∈R},若A?B,那么a的范围是_____。 A. 0≤a≤1 B. a≤1 C. a<1 D. 00且a≠1,p=log a (a3+a+1),q=log a (a2+a+1),则p、q的大小关系是 _____。 A. p=q B. pq D.当a>1时,p>q;当0

初中数学分类讨论思想在教学中的应用

初中数学分类讨论思想在教学中的应用 新课标指出:“通过义务教育阶段的数学学习,学生能够获得适应未来社会生活和进一步发展所必需的重要数学知识(包括数学事实、数学活动经验)以及基本的数学思想方法和必要的应用技能”。所以在数学教学中有效地渗透,培养数学思想方法,已逐渐成为数学、课改的热点。所谓数学思想,是指人们对数学科学研究的本质及规律的理性认识。数学思想是数学的精髓。初中阶段常见的数学思想包括:函数与方程思想,化归思杨,分类讨论思想、数形结合思想等。其中分类讨论思想是初中数学中最常见、最重要的一种数学思想,它贯穿于整个初中数学,它有利于考查学生的综合数学基础知识和灵活运用能力。 本文从分类讨论思想的概念和特点,引起分类讨论的原因,以及分类讨论思想在数学教学中的应用举例等内容展开,比较系统全面地介绍了分类讨论思想。 一、分类讨论思想的概念 分类讨论思想是一种最基本的解决问题的思维策略,就是把要研究的数学对象按照标准划分为若干不同的类别,然后逐类进行研究,求解的一种数学解题思想。它是问题不能以统一的同一种方法处理或同一形式来表述、概括时,根据数学对象的本质属性的相同点和不同点,再按照一定的原则或某一确定的标准,在比较的基础上,将对象划分为若干个既有

联系又有区别的部分,进行逐类讨论,最后把几类结论汇总,从而得出问题的答案。分类讨论的实质是化繁为简,将一个复杂的问题分为几个简单的问题,分而治之。 二、引起分类讨论的原因 分类讨论思想贯穿于整个中学数学的全部内容中。初中阶段数学运用分类讨论思想解决的数学问题,其引起分类的原因主要可以归结为以下几个方面: 1.概念本身是分类定义的。如绝对值等。 2.问题中涉及的数学定理、公式或运算性质、法则是有条件或范围是限制的,或者是分类给出的。 3.含有字母系数(参数)的问题,有时需对该字母的不同取值范围进行讨论。 4.某些不确定的数量、不确定的图形的形状或位置,不确定的结论等都要进行分类讨论。 三、解答分类讨论型问题的步骤 分类讨论型问题常与开放探究型问题综合在一起,不论是在分类中探究,还是在探究中分类,都需要具备扎实的基础知识,和灵活的思维方式,对问题进行全面衡量、统筹兼顾,切忌以偏概全。解答分类讨论型问题的关键是要有分类讨论的意识,克服想当然的错误习惯。 通常解答分类讨论型问题的一般步骤是: 1.确定分类对象。

对数学教学中分类讨论思想的感悟

对数学教学中分类讨论思想的感悟 博兴一小王晓红 分类讨论思想是中学数学中的一种极其重要的数学思想方法,它是依据数学研究对象本质属性的相同点和差异点,将数学对象分为不同种类,然后对划分的每一类分别进行研究和求解。它在数学概念的确立,数学事实的发现,数学理论的推导学知识的运用中,能让学生了解数学知识形成的过程,对培养学生思维的创造性,发散性与灵活性以及整体文化素质产生深刻而持久的影响。 数学教学大纲指出:“数学教学中,发展思维能力是培养能力的核心。”因此,要发展学生的思维,培养数学能力,提高文化素质,就应该重视数学思想的方法教学。如果能让学生理解并掌握分类讨论的思想方法,抓住问题的本质,在解题中进行正确、合理、严谨的分类,这既有利于把复杂的问题转化为几个较为简单的问题来处理,同时也可以培养学生的综合分析能力和发展他们思维的条理性、严谨性和完整性。 下面针对数学教学中渗透分类讨论思想谈一下我自己粗浅的认识: (一)在概念教学中渗透分类讨论思想 由于数学中的许多概念的定义是分类给出的或是不少概念都有一定的限制,如实数的分类,一元二次方程的概念中对二次项系数的限定,平方根中对于被开方数的限定等,完全平方式的意义,绝对值中a的三种情况的分类给出等。涉及到这些概念是就必须按照给出的概念的分类形式进行讨论。 在概念教学中,我总能注重揭示概念的产生的过程,帮助学生明确概念存在的前提,清楚地理解概念中的关键字,词,尤其对容易出现偏差的、相似的、相近的概念进行比较教学,对含有补充和规定的概念注意强调,必要时,借助于形与数,进行直观、准确地概念理解。 如对于一元二次方程一般式中涉及a≠0的规定,教学时,我让学生理解当a=0与a≠0时,方程会有怎样的变化,在此基础上,让学生说明关于x的一元二次方程mx2-(m-1)x-2(3m-1)=0中m的限制条件,随后进行了概念的变式,将“一元二次”四字隐去,提出这是个怎样的方程,并如何求解。学生经历了对概念中关键字词及补充条件的理解后,很清晰地就a=0与a≠0两种情况作分类讨论。 (二)在法则、定理、公式导出过程中运用分类讨论思想 有些数学性质、公式或定理在不同条件下有不同的结论,或是结论在一定限制条件下才成立,这就要在教学的过程中逐步体现分类讨论思想。例如对于正比例函数图像的递减(增)性要取决于k小于0还是大于0,不等式的运算性质,要按不等式的两边同乘以或同除以同一个正、负数不同而决定不等号方向是否改变等来进行分类讨论。 又如初中九年级课本证明圆周角定理:一条弧所对的圆周角等于它所对的圆心角的一半。 为什么要根据 圆心相对于圆周角的位置分成三种情况(如右图) 去证, B C A A C D C

高中数学专题练习:分类讨论思想

高中数学专题练习:分类讨论思想 [思想方法解读]分类讨论思想是一种重要的数学思想方法,其基本思路是将一个较复杂的数学问题分解(或分割)成若干个基础性问题,通过对基础性问题的解答来实现解决原问题的思想策略. 1.中学数学中可能引起分类讨论的因素: (1)由数学概念而引起的分类讨论:如绝对值的定义、不等式的定义、二次函数的定义、直线的倾斜角等. (2)由数学运算要求而引起的分类讨论:如除法运算中除数不为零,偶次方根为非负数,对数运算中真数与底数的要求,指数运算中底数的要求,不等式中两边同乘以一个正数、负数,三角函数的定义域,等比数列{a n}的前n项和公式等. (3)由性质、定理、公式的限制而引起的分类讨论:如函数的单调性、基本不等式等. (4)由图形的不确定性而引起的分类讨论:如二次函数图象、指数函数图象、对数函数图象等. (5)由参数的变化而引起的分类讨论:如某些含有参数的问题,由于参数的取值不同会导致所得的结果不同,或者由于对不同的参数值要运用不同的求解或证明方法等. 2.进行分类讨论要遵循的原则是:分类的对象是确定的,标准是统一的,不遗漏、不重复,科学地划分,分清主次,不越级讨论.其中最重要的一条是“不重不漏”. 3.解答分类讨论问题时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、不重不漏、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. 常考题型精析 题型一由概念、公式、法则、计算性质引起的分类讨论 例1设集合A={x∈R|x2+4x=0},B={x∈R|x2+2(a+1)x+a2-1=0,a∈R},若B?A,求实数a的取值范围.

浅谈数学解题中的分类讨论思想

浅谈数学解题中的分类讨论思想 洪湖市第一中学 付志刚 分类讨论的数学思想方法就是当问题所给的对象不能进行统一研究时,就需要对研究对象按某个标准分类,然后对每一类分别研究得出每一类的结论,最后综合各类结果得到整个问题的解答。实质上,分类讨论是“化整为零,各个击破,再积零为整”的数学策略。分类讨论是解决问题的一种逻辑方法,也是一种数学思想,这种思想对于简化研究对象,发展人的思维有着重要帮助,因此有关分类讨论的数学命题在高考试题中占有重要位置。本文想就分类讨论的原则、方法和步骤等作一些阐述,不妥之处,敬请斧正。 一、科学合理的分类 把一个集合分成若干个非空真子集(、、? ? ?)(≥,∈),使集合中的每一个元素属于且仅属于某一个子集。即 ①∪∪∪?? ? ?∪= ②∩=φ(∈,且≠)。 则称对集进行了一次科学的分类(或称一次逻辑划分) 科学的分类满足两个条件:条件①保证分类不遗漏;条件②保证分类不重复。在此基础上根据问题的条件和性质,应尽可能减少分类。 二、确定分类标准 在确定讨论的对象后,最困难是确定分类的标准,一般来讲,分类标准的确定通常有三种: ()根据数学概念来确定分类标准 例如:绝对值的定义是: 所以在解含有绝对值的不等式 (-)≥时,就必须根据确定 , (-)正负的值和将定义域(,)分成三个区间进行讨论,即<<, ≤<,≤<三种情形分类讨论。 例、 已知动点到原点的距离为,到直线:=的距离为,且= ()求点的轨迹方程。 ()过原点作倾斜角为α的直线与点的轨迹曲线交于两点,求弦长||的最大值及对应的倾斜角α。 解:()设点的坐标为(),依题意可得: 根据绝对值的概念,轨迹方程取决于>还是≤,所以以为标准进行分类讨论可 得轨迹方程为: 解()如图,由于,的位置变化, 弦长||的表达式不同,故必须分点, 都在曲线()以及一点 在曲线() 上而另一点在曲线-(-)上可求得: 从而知当 或 时 ()根据数学中的定理,公式和性质确定分类标准。 数学中的某些公式,定理,性质在不同条件下有不同的结论,在运用它们时,就要分类讨论,分类的依据是公式中的条件。 ()()()?????-==0000< >a a a a a a 3131 314 222=-++x y x ???()() 3221<

分类讨论思想

分类讨论思想 一、含义 分类讨论思想就是当问题所给的对象不能进行统一研究时,需要把研究对象按某个标准分类,然后对每一类分别研究得出结论,最后综合各类结果得到整个问题的解答。实质上,分类讨论是“化整为零,各个击破,再积零为整”的解题策略。 二、常见类型 有关分类讨论的数学问题需要运用分类讨论思想来解决,引起分类讨论的原因大致可归纳为如下几种: 1.由数学概念引起的分类讨论:有的概念本身是分类的,如绝对值、直线斜率、指数函数、对数函数等。 2.由性质、定理、公式的限制引起的分类讨论:有的数学定理、公式、性质是分类给出的,在不同的条件下结论不一致,如等比数列的前n项和公式、函数的单调性等。 3.由数学运算要求引起的分类讨论:如除法运算中除数不为零,偶次方根被开方数为非负,对数真数与底数的要求,指数运算中底数的要求,不等式两边同乘以一个正数、负数,三角函数的定义域等。 4.由图形的不确定性引起的分类讨论:有的图形类型、位置需要分类,如角的终边所在的象限,点、线、面的位置关系等。 5.由参数的变化引起的分类讨论:某些含有参数的问题,如含参数的方程、不等式,由于参数的取值不同会导致所得结果不同,或对于不同的参数值要运用不同的求解或证明方法。 6.由实际意义引起的讨论:此类问题常常出现在应用题中。 三、高中数学中相关的知识点 1.绝对值的定义;

1.二次函数对称轴的变化; 2.函数问题中区间的变化; 3.函数图像形状的变化; 4.直线由斜率引起的位置变化; 5.圆锥曲线由焦点引起的位置变化或由离心率引起的形状变化; 6.立体几何中点、线、面的位置变化等。 七、4步解决由概念、法则、公式引起的分类讨论问题 第一步:确定需分类的目标与对象。即确定需要分类的目标,一般把需要用到公式、定理解决问题的对象作为分类目标。 第二步:根据公式、定理确定分类标准。运用公式、定理对分类对象进行区分。 第三步:分类解决“分目标”问题。对分类出来的“分目标”分别进行处理。 第四步:汇总“分目标”。将“分目标”问题进行汇总,并作进一步处理。

初中数学论文:分类讨论思想在初中数学中运用的一些思考

初中数学论文:分类讨论思想在初中数学中运用的一些思考摘要:分类讨论是重要的数学思想方法,但初中学生常常分类讨论的意识不强,不知道哪些问题需要分类及如何合理的分类。 关键词:初中数学;分类讨论 分类讨论是重要的数学思想方法,但初中学生常常分类讨论的意识不强,不知道哪些问题需要分类及如何合理的分类。这就需要教师在教学中结合教材,创设情境,予以强化,需要区分种种情况进行讨论的问题,启发诱导,揭示分类讨论思想的本质,从而培养学生自觉应用分类讨论的意识。笔者从以下三个方面谈谈本人对于分类讨论思想的一些思考。 一、为什么分 由于数学研究对象的属性不同,影响了研究问题的结果,从而对不同属性的对象进行研究的思想;或者由于在研究问题过程中出现了不同情况,从而对不同情况进行分类研究的思想,我们称之为分类讨论思想,其实质是一种逻辑划分的 思想。 二、要分谁 需要运用分类讨论思想解决的数学问题,可大致归纳为:①数学概念的分类定义②运用的数学定理、公式或运算性质、法则是分类给出的;③求解的数学问题的结论有多种

情况或多种可能;④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。应用分类讨论,往往能使复杂的问题简单化。 三、怎样分 分类讨论必须遵循一定的原则,才能使分类科学、严谨,从而正确、合理地解题,分类讨论原则有同一性、互斥性、层次性、简言之即为不遗漏,不重复,要分清主次。 1.不遗漏 同一性原则简言之即“不遗漏”,可以通过集合的思想来解释,如果把研究对象看作全集i,ai(i=1…n)是i的子集,并以此分类,且a1∪a2∪…an=i,则称这种分类 (a1,a2…an)符合同一性原则。比如,我们若把实数r分成正实数r+与负实数r-,那这种分类不符合同一性原则,因为r=r+∪r-∪{0},则这种分类方法遗漏了零。在下面的例子中来讨论同一性原则的应用: 例1.右图中有多少个正方形? 分析:如果一个一个地数难免会重复或遗漏,所以应该设法分类计数。设图中每个小方格的边长为1个单位,则图中包含边长分别为1、2、3的三类正方形,算出这三类正方形的总个即为所求。9+4+1=14,这样运用分类思想方法让初看无法着手的问题变化为简单的三个小问题,让我们的

2020高考数学分类讨论思想

难点38 分类讨论思想 分类讨论思想就是根据所研究对象的性质差异,分各种不同的情况予以分析解决.分类讨论题覆盖知识点较多,利于考查学生的知识面、分类思想和技巧;同时方式多样,具有较高的逻辑性及很强的综合性,树立分类讨论思想,应注重理解和掌握分类的原则、方法与技巧、做到“确定对象的全体,明确分类的标准,分层别类不重复、不遗漏的分析讨论.” ●难点磁场 1.(★★★★★)若函数514121)1(31)(23+-+-= x ax x a x f 在其定义域内有极值点,则a 的取值为 . 2.(★★★★★)设函数f (x )=x 2+|x –a |+1,x ∈R . (1)判断函数f (x )的奇偶性; (2)求函数f (x )的最小值. ●案例探究 [例1]已知{a n }是首项为2,公比为 21的等比数列,S n 为它的前n 项和. (1)用S n 表示S n +1; (2)是否存在自然数c 和k ,使得21>--+c S c S k k 成立. 命题意图:本题主要考查等比数列、不等式知识以及探索和论证存在性问题的能力,属★★★★★级题目. 知识依托:解决本题依据不等式的分析法转化,放缩、解简单的分式不等式;数列的基本性质. 错解分析:第2问中不等式的等价转化为学生的易错点,不能确定出k k S c S <<-22 3. 技巧与方法:本题属于探索性题型,是高考试题的热点题型.在探讨第2问的解法时,采取优化结论的策略,并灵活运用分类讨论的思想:即对双参数k ,c 轮流分类讨论,从而获得答案. 解:(1)由S n =4(1–n 21),得 221)2 11(411+=-=++n n n S S ,(n ∈N x ) (2)要使21 >--+c S c S k k ,只要0)223(<---k k S c S c 因为4)2 11(4<-=k k S 所以0212)223(>- =--k k k S S S ,(k ∈N x ) 故只要2 3S k –2<c <S k ,(k ∈N x )

中考数学专题复习专题三大数学思想方法第一节分类讨论思想训练

专题三 5大数学思想方法 第一节 分类讨论思想 类型一 由概念内涵分类 (2018·山东潍坊中考)如图1,抛物线y 1=ax 2 -12x +c 与x 轴交于点A 和点B(1,0),与y 轴交于 点C(0,3 4),抛物线y 1的顶点为G ,GM⊥x 轴于点M.将抛物线y 1平移后得到顶点为B 且对称轴为直线l 的 抛物线y 2. (1)求抛物线y 2的表达式; (2)如图2,在直线l 上是否存在点T ,使△TAC 是等腰三角形?若存在,请求出所有点T 的坐标;若不存在,请说明理由; (3)点P 为抛物线y 1上一动点,过点P 作y 轴的平行线交抛物线y 2于点Q ,点Q 关于直线l 的对称点为R.若以P ,Q ,R 为顶点的三角形与△AMG 全等,求直线PR 的表达式. 【分析】(1)应用待定系数法求表达式; (2)设出点T 坐标,表示出△TAC 三边,进行分类讨论; (3)设出点P 坐标,表示出Q ,R 坐标及PQ ,QR ,根据以P ,Q ,R 为顶点的三角形与△AMG 全等,分类讨论对应边相等的可能性即可. 【自主解答】

此类题型与概念的条件有关,如等腰三角形有两条边相等(没有明确哪两条边相等)、直角三角形有一个角是直角(没有明确哪个角是直角)等,解决这类问题的关键是对概念内涵的理解,而且在分类讨论后还要判断是否符合概念本身的要求(如能否组成三角形). 1.(2018·安徽中考改编)若一个数的绝对值是8,则这个数是( ) A .-8 B .8 C .±8 D .-18 类型二 由公式条件分类 (2018·浙江嘉兴中考)我们定义:如果一个三角形一条边上的高等于这条边,那么这个三角形叫

浅谈分类讨论思想及其应用

浅谈分类讨论思想及其应用 杨凌高新中学 王旭 2010-1-12 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,本文从分类讨论的原则、分类讨论的步骤及应用环境出发,辅以一定例题,着重分析讨论了分类讨论思想在中学数学中应用的一般原则、方法、技巧及应用环境. 一、 分类讨论思想的概念 由于数学研究对象的属性不同,影响了研究问题的结果,从而对不同属性的对象进行研究的思想;或者由于在研究问题过程中出现了不同情况,从而对不同情况进行分类研究的思想,我们称之为分类讨论思想,其实质是一种逻辑划分的思想.从思维策略上看,它是把要解决的数学问题,分解成可能的各个部分,从而使复杂问题简单化,使“大”问题转化为“小”问题,便于求解.通过正确的分类可以使复杂的问题得到清晰、完整、严密的解答,做到正确的分类,必须遵循一定的原则,以保证分类科学、统一,不重复、不遗漏,并力求最简. 二、 分类讨论的原则 从某种意义上讲,分类讨论是不得已而为之的事情,通过协调、缓和“矛盾”,达到运用知识合理解决问题的思想方法.那如何进行分类讨论呢?分类讨论必须要遵循一定的原则,才能使分类科学、严谨,从而正确、合理地解题,分类讨论原则有同一性原则、互斥性原则、层次性原则. 1.同一性原则 同一性原则简言之即“不遗漏”,可以通过集合的思想来解释,如果把研究对象看作全集I ,()n i A i 1=是I 的子集,并以此分类,且A 1∪A 2∪…A n =I ,则称这种分类(A 1,A 2…A n )符合同一性原则.比如,我们若把实数R 分成正实数R +与负实数R ﹣,那这种分类不符合同一性原则,因为R= R +∪R ﹣∪﹛0﹜,则这种分类方法遗漏了零.在下面的例子中来讨论同一性原则的应用: 例1:已知直线l :01sin 4=+-θy x ,求它的斜率及斜率的取值范围、倾斜角的取值范围. 分析:直线l 的方程中y 的系数是θsin ,而θsin 的值域是[]1,1-,θsin 值可取零,但θsin =0时斜率不存在,故视θsin 为研究对象I []1,1-=,{}01=A ,[)(]1,00,12 -=A , A 1, A 2都是I 的子集,且A 1∪A 2=I ,满足同一性原则,作如下分类讨论:

初一数学分类讨论思想例题分析及练习

分类讨论思想 在数学中,如果一个命题的条件或结论不唯一确定,有多种可能情况,难以统一解答,就需要按可能出现的各种情况分门别类的加以讨论,最后综合归纳出问题的正确答案,这种解题方法叫做分类讨论。 在数学学习中,我们不仅要分阶段学习知识,还要适时的总结一下数学思想方法。初中常见的数学思想有:分类讨论思想、数形结合思想、转化思想、方程思想等。分类讨论思想是大家在中学阶段需要掌握的重要思想方法。特别就中考而言,经常出现带有这种思想的考题。几乎可以这么说:“分类讨论一旦出现,就是中高档次题”。今天,我们就带着大家把初一一年常见的分类讨论问题大致整理一下。 在分类讨论的问题中有三个重要的注意事项。 1. 什么样的题会出现分类讨论思想--往往是在题目中的基本步骤中出现了“条件不确定,无法进行下一步”(如几何中,画图的不确定;代数中,出现字母系数等)。 2. 分类讨论需要注意什么----关键是“不重、不漏”,特别要注意分类标准的统一性。 3. 分类讨论中最容易错的是什么--总是有双重易错点“讨论有重漏,讨论之后不检验是否合题意”。 【例1】解方程:|x-1|=2 分析:绝对值为2 的数有2个 解:x-1=2或x-1=-2, 则x=3或x=-1 说明应该说,绝对值问题是我们在上学期最初见过的“难题”。其实归根究底,一般考察绝对值的问题有三。 1. 化简(如当a<0b即a-b>0 ②a=b即a-b=0 ③a0时,2a>0,即(1+a)-(1-a)>0,即1+a>1-a ②当a=0时,2a=0,即(1+a)-(1-a)=0,即1+a=1-a ③当a<0时,2a<0,即(1+a)-(1-a)<0,即1+a<1-a

数学总复习之数学思想第2讲《分类讨论》

数学总复习之数学思想第2讲《分类讨论》 题型一 根据数学概念分类讨论 【例题1】在△ABC 中,已知sin B =154,a =6,b =8,求边c 的长.. 题型二 根据公式、定理、性质的条件分类讨论 【例题2】数列{}n a 的前n 项和为221n S n n =+-,则其通项n a = . 题型三 根据变量或参数的取值情况分类讨论 【例题3】解关于x 的不等式01)1(2 <++-x a ax . 题型四 根据图形位置或形状变化分类讨论 【例题4】在△ABC 中,AB =(2,3),AC =(1,k ),若△ABC 是Rt △,求k 的值.

1. 等比数列{a n }中,a 3=7,前3项之和S 3=21,则公比q 的值是 ( ) A .1 B .-12 C .1或-12 D .-1或12 2.设集合A ={x |x 2+x -12=0},集合B ={x |kx +1=0},如果A ∪B =A ,则由实数 k 组成的集合中所有元素的和与积分别为 ( ) A .-112,0 B.112,-112 C.112,0 D.14,-112 3.一条直线过点(5,2),且在x 轴,y 轴上截距相等,则这直线方程为( ) A. x y +-=70 B. 250x y -= C. x y x y +-=-=70250或 D. x y y x ++=-=70250或 4.不等式2 (2)2(2)40a x a x -+--<对一切x ∈R 恒成立,则a 的取值范围是 ( ) A .(-∞,2] B .[-2,2] C .(-2,2] D .(-∞,-2) 5.若圆柱的侧面展开图是边长为4和2的矩形,则圆柱的体积是 . 6.函数f (x )=mx 2+mx +1的定义域为一切实数,则实数m 的取值范围是 . 7.已知a ∈R ,若关于x 的方程2104 x x a a ++- +=有实根,求a 的取值范围. 8. 已知等差数列{a n }的前3项和为6,前8项和为-4. (1)求数列{a n }的通项公式; (2)设b n =(4-a n )q n -1 (q ≠0,n ∈N *),求数列{b n }的前n 项和S n .

分类讨论的思想方法

分类讨论的思想方法 慕泽刚 (重庆市龙坡区渝西中学 401326) 一、知识要点概述 1.分类讨论的思想方法的原理及作用:在研究与解决数学问题时,如果问题不能以统一的同一种方法处理或同一种形式表述、概括,可根据数学对象的本质属性的相同和不同点,按照一定的原则或某一确定的标准,在比较的基础上,将数学对象划分为若干既有联系又有区别的部分,然后逐类进行讨论,再把这几类的结论汇总,从而得出问题的答案,这种研究解决问题的思想方法就是分类讨论的思想方法.分类讨论的思想方法是中学数学的基本方法之一,在近几年的高考试题中都把分类讨论思想方法列为重要的思想方法来考查,体现出其重要的位置.分类讨论的思想方法不仅具有明显的逻辑性、题型覆盖知识点较多、综合性强等特点,而且还有利于对学生知识面的考查、需要学生有一定的分析能力、一定分类技巧,对学生能力的考查有着重要的作用.分类讨论的思想的实质就是把数学问题中的各种限制条件的制约及变动因素的影响而采取的化整为零、各个突破的解题手段. 2.引入分类讨论的主要原因 (1)由数学概念引起的分类讨论:如绝对值的定义、直线与平面所成的角、定比分点坐标公式等; (2)由数学运算要求引起的分类讨论:如除法运算中除数不为零、对数中真数与底数的要求等; (3)由函数的性质、定理、公式的限制引起的分类讨论; (4)由图形的不确定引起的分类讨论; (5)由参数的变化引起的分类讨论; (6)按实际问题的情况而分类讨论. 二、解题方法指导 1.分类讨论的思想方法的步骤:(1)确定标准;(2)合理分类;(3)逐类讨论;(4)归纳总结. 2.简化分类讨论的策略:(1)消去参数;(2)整体换元;(3)变更主元;(4)考虑反面;(5)整体变形; (6)数形结合;(7)缩小范围等. 3.解题时把好“四关” (1)要深刻理解基本知识与基本原理,把好“基础关”; (2)要找准划分标准,把好“分类关”; (3)要保证条理分明,层次清晰,把好“逻辑关”; (4)要注意对照题中的限制条件或隐含信息,合理取舍,把好“检验关”. 三、范例剖析 例1解关于x 的不等式:a(x-1)x-2 >1(a ≠1) 解析:原不等式等价于:(a-1)x-(a-2)x-2>0,即(a ﹣1)(x ﹣a-2a-1 )(x ﹣2)>0 ① 若a>1,则①等价于(x ﹣a-2a-1 )(x ﹣2)>0. 又∵2﹣a-2a-1=﹣1a-1﹣1<0,∴a-2a-1 <2 ∴原不等式的解集为;(﹣∞,a-2a-1 )∪(2,+∞); 若a<1时,则①等价于(x ﹣a-2a-1)(x ﹣2)<0.由于2﹣a-2a-1=a a-1, 当02,∴原不等式的解集为(2,a-2a-1 ). 当a<0时,a-2a-1<2,∴原不等式的解集为(a-2a-1 ,2).

分类讨论的数学思想方法

一模试卷课后作业 一、“分类讨论”概述 二、巩固练习: 1、(2013?河西区一模)如图,Rt △ABC 中,∠C=90°,AC=3,BC=4,P 是斜边AB 上一动点(不与点A 、B 重合),PQ ⊥AB 交△ABC 的直角边于点Q ,设AP 为x ,△APQ 的面积为y ,则下列图象中,能表示y 关于x 的函数关系的图象大致是( ) 2、△ABC 中,AB=AC ,AB 的中垂线与AC 所在的直线相交所得的锐角为40度,则底角B 的度数为 __________ 三、方法探究: 1、 在下图三角形的边上找出一点,使得该点与三角形的两顶点构成等腰三角形. 2、在平面直角坐标系中,已知点P (-2,-1). (1)点T (t ,0)是x 轴上的一个动点。当t 取何值时,△TOP 是等腰三角形? (2) 过P 作y 轴的垂线PA,垂足为A.点T 为坐标系中的一点。以点A.O.P.T 为顶点的四边形为平行四边形,请写出点T 的坐 (3) 过P 作y 轴的垂线PA,垂足为A.点T 为坐标轴上的一点。以P.O.T 为顶点的三角形与△AOP 相似,请写出点T 的坐标? _____________________,25-,63-.3则这个函数的解析式为是相应的函数的取值范围的自变量的取值范围是一次函数-≤≤≤≤+=y x b kx y ( ) 的坐标为(两点,且点、轴交于两点,与、直线交于与,抛物线轴交于点,与轴交于点与已知,直线、综合练习:0,12 1y 12132 B C B x B A c bx x y D x A x y ++=+=C A B C A B C A B B A C D

小学数学思想方法的梳理(七)分类讨论思想

---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 小学数学思想方法的梳理(七)分类讨论思想小学数学思想方法的梳理(七)分类讨论思想七、分类讨论思想 1. 分类讨论思想的概念。 人们面对比较复杂的问题,有时无法通过统一研究或者整体研究解决,需要把研究的对象按照一定的标准进行分类并逐类进行讨论,再把每一类的结论综合,使问题得到解决,这种解决问题的思想方法就是分类讨论的思想方法。 其实质是把问题分而治之、各个击破、综合归纳。 其分类规则和解题步骤是: (1)根据研究的需要确定同一分类标准;(2)恰当地对研究对象进行分类,分类后的所有子项之间既不能交叉也不能从属,而且所有子项的外延之和必须与被分类的对象的外延相等,通俗地说就是要做到既不重复又不遗漏;(3)逐类逐级进行讨论;(4)综合概括、归纳得出最后结论。 分类讨论既是解决问题的一般的思想方法,适应于各种科学的研究;同时也是数学领域解决问题较常用的思想方法。 2. 分类讨论思想的重要意义。 课程标准在总目标中要求学生能够有条理地思考,这种有条理性的思考就是一种有顺序的、有层次的、全面的、有逻辑性的思考,分类讨论就是具有这些特性的思考方法。 因此,分类讨论思想是培养学生有条理地思考和良好数学思维 1 / 6

品质的一种重要而有效的方法。 无论是解决纯数学问题,还是解决联系实际的问题,都要注意数学原理、公式和方法在一般条件下的适用性和特殊情况下的不适用性,注意分类讨论,从而做到全面地思考和解决问题。 从知识的角度而言,把知识从宏观到微观不断地分类学习,既可以把握全局、又能够由表及里、细致入微,有利于形成比较系统的数学知识结构和构建良好的认知结构。 分类讨论思想与集合思想也有比较密切的联系,知识的分类无时不渗透着集合的思想。 另外,分类讨论思想还是概率与统计知识的重要基础。 3. 分类讨论思想的具体应用。 分类讨论思想在小学数学的学习中有很多应用,例如从宏观的方面而言,小学数学可以分为数与代数、空间与图形、统计与概率和实践与综合应用四大领域。 从比较具体的知识来说,几大领域的知识又有很多分支,例如小学数学中负数成为必学的内容以后,小学数学数的认识范围实际上是在有理数范围内,有理数可以分为整数和分数,整数又可以分为正整数、零和负整数,整数根据它的整除性又可以分为偶数和奇数。 正整数又可以分为 1、素数和合数。 小学数学中分类讨论思想的应用如下表。 思想方法知识点应用举例分类讨论思想分类一年级上册

数学总复习之数学思想《分类讨论》

数学总复习之数学思想《分类讨论》 【例题1】在△ABC 中,已知sin B =154,a =6,b =8,求边c 的长.. 题型二 根据公式、定理、性质的条件分类讨论 【例题2】数列{}n a 的前n 项和为221n S n n =+-,则其通项n a = . 题型三 根据变量或参数的取值情况分类讨论 【例题3】解关于x 的不等式01)1(2<++-x a ax . 题型四 根据图形位置或形状变化分类讨论 【例题4】在△ABC 中,AB =(2,3),AC =(1,k ),若△ABC 是Rt △,求k 的值. 二、课后 1. 等比数列{a n }中,a 3=7,前3项之和S 3=21,则公比q 的值是 ( ) A .1 B .-12 C .1或-12 D .-1或12 2.设集合A ={x |x 2+x -12=0},集合B ={x |kx +1=0},如果A ∪B =A ,则由实数

k 组成的集合中所有元素的和与积分别为 ( ) A .-112,0 B.112,-112 C.112,0 D.14,-112 3.一条直线过点(5,2),且在x 轴,y 轴上截距相等,则这直线方程为( ) A. x y +-=70 B. 250x y -= C. x y x y +-=-=70250或 D. x y y x ++=-=70250或 4.不等式2(2)2(2)40a x a x -+--<对一切x ∈R 恒成立,则a 的取值范围是 ( ) A .(-∞,2] B .[-2,2] C .(-2,2] D .(-∞,-2) 5.若圆柱的侧面展开图是边长为4和2的矩形,则圆柱的体积是 . 6.函数f (x )=mx 2+mx +1的定义域为一切实数,则实数m 的取值范围是 . 7.已知a ∈R ,若关于x 的方程2104 x x a a ++- +=有实根,求a 的取值范围. 8. 已知等差数列{a n }的前3项和为6,前8项和为-4. (1)求数列{a n }的通项公式; (2)设b n =(4-a n )q n -1 (q ≠0,n ∈N *),求数列{b n }的前n 项和S n .

分类讨论思想

分类讨论思想 1. 分类讨论思想的概念。 人们面对比较复杂的问题,有时无法通过统一研究或者整体研究解决,需要把研究的对象按照一定的标准实行分类并逐类实行讨论,再把每一类的结论综合,使问题得到解决,这种解决问题的思想方法就是分类讨论的思想方法。其实质是把问题“分而治之、各个击破、综合归纳”。其分类规则和解题步骤是:(1)根据研究的需要确定同一分类标准;(2)恰当地对研究对象实行分类,分类后的所有子项之间既不能“交叉”也不能“从属”,而且所有子项的外延之和必须与被分类的对象的外延相等,通俗地说就是要做到“既不重复又不遗漏”;(3)逐类逐级实行讨论;(4)综合概括、归纳得出最后结论。 分类讨论既是解决问题的一般的思想方法,适合于各种科学的研究;同时也是数学领域解决问题较常用的思想方法。 2. 分类讨论思想的重要意义。 课程标准在总目标中要求学生能够有条理地思考,这种有条理性的思考就是一种有顺序的、有层次的、全面的、有逻辑性的思考,分类讨论就是具有这些特性的思考方法。所以,分类讨论思想是培养学生有条理地思考和良好数学思维品质的一种重要而有效的方法。无论是解决纯数学问题,还是解决联系实际的问题,都要注意数学原理、公式和方法在一般条件下的适用性和特殊情况下的不适用性,注意分类讨论,从而做到全面地思考和解决问题。 从知识的角度来说,把知识从宏观到微观持续地分类学习,既能够把握全局、又能够由表及里、细致入微,有利于形成比较系统的数学知识结构和构建良好的认知结构。分类讨论思想与集合思想也有比较密切的联系,知识的分类无时不渗透着集合的思想。另外,分类讨论思想还是概率与统计知识的重要基础。 3. 分类讨论思想的具体应用。 分类讨论思想在小学数学的学习中有很多应用,例如从宏观的方面来说,小学数学能够分为数与代数、空间与图形、统计与概率和实践与综合应用四大领域。从比较具体的知识来说,几大领域的知识又有很多分支,例如小学数学中负数成为必学的内容以后,小学数学数的理解范围实际上是在有理数范围内,有理数能够分为整数和分数,整数又能够分为正整数、零和负整数,整数根据它的整除性又能够分为偶数和奇数。正整数又能够分为1、素数和合数。 小学数学中分类讨论思想的应用如下表。

浅谈初中数学中的分类讨论思想

浅谈初中数学分类讨论思想在解题中的应用摘要:在初中数学解题中,分类讨论不仅是一种非常重要的数学思想,而且它还也是一种非常有效的解题策略,其主要体现在“集零为整,化整为零”思想和归类整理思想这两个部分。在初中数学教学中,如果教师在进行初中数学的教学时,对分类讨论思想加以运用,可以使学生对数学知识有更加深入的认识和理解,同时它能够进一步的培养学生的思维能力。本文主要是对分类讨论在初中数学解题的应用进行探讨。 关键词:分类讨论思想初中数学教学应用 俗话说的好,“数学是思维的体操”,要想进行数学学习,就一定是离不开思维运用,在对数学进行每一步探索,都是需要思维来完成。因此,在初中的数学教学中,教师要对学生慢慢的进行数学思想方法的渗透,使学生的思维能力得到进一步的提升,使其能够形成一个良好的数学思维习惯,这样不仅符合了新课改的新要求,而且其还是实施数学素质教育的一个很好的切入点。 一、分类讨论思想在初中数学解题中的重要作用 简单的来说,分类讨论起本质上就是一种逻辑上划分的思维方式。其在教学中的具体表现为对题目“化整为零”,一个一个的进行逐步击破,这样的就实现了积零为整的教学方式。在目前,分类讨论思想已经成为一种非常重要的数学思想,其在我国数学教学中得到了广泛的应用。它不仅只是一种独特的数学逻辑方法,而且在进行数学知识教学时其更是一种有效的解题策略。由于分类讨论在对不同的问题进

行综合考虑时,其在逻辑上具有优势,特别是在培养学生的学习能力以及提升学生的思维严谨性有很好的促进作用。在对数学题进行解答时,如果因为题目的题意中存在着一些不确定因素,进而导致无法解答出来,这样的情况下,就可以将题目分为若干个小问题,对其进行分类讨论,使相对复杂的问题变得简单化,方便对其进行解答。 二、分类讨论思想在初中数学解题的应用 1.在不等式中的运用 不等式在初中数学中是一种比较基础和普遍的内容。因为不等式要涉及到绝对值,所以就要进行转换符号,同时一个不等式可能会存在不止一个绝对值问题,遇到这样的情况,学生往往会变得无所适从,这也就影响着学生的学习成绩的提升,运用分类谈论思想,就能够对不等式进行很好的解答。因此,教师要注重在课堂上教授学生如何运用分类讨论来解答难题,例如:解方程 | x - 5| +| x + 4 | = 9 ,这个题目就要求对 x 的值进行求解.为了更好的对学生进行引导,培养学生运用分类谈论的良好习惯,在学生的心里树立这样一种观点:在解答关于绝对值的数学题时,应该要把绝对值符号里的数分为正数、零和负数三种情况来进行分类讨论。教师也应该抓住好时机,可以向学生提出相关的问题,对学生进行引导,加深学生对问题的印象,进而使学生的学习效率得到提升。对于这个方程来说可以分为当x>4、-5x《4和x<-5这三种情况,若当x>4时,原方程就可以表示为x - 4 + 5 + x = 9,通过计算可以求出x=4,所以它与假设是互相矛盾的,故不成立;若当x <-5时,原方程可以被看为- x + 4

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