摘 要: 初中數(shù)學(xué)應(yīng)用分類討論數(shù)學(xué)思想方法的關(guān)鍵是提高學(xué)生對分類討論數(shù)學(xué)思想重要性的認(rèn)識、弄清楚引起分類的原因、明確分類討論的標(biāo)準(zhǔn)、遵循分類討論的步驟、掌握分類討論的方法,按可能出現(xiàn)的情況做到既不重復(fù),又不遺漏,分門別類加以討論求解,再將不同結(jié)論綜合歸納,得出正確答案。
關(guān)鍵詞: 初中數(shù)學(xué) 分類討論 應(yīng)用
我們在研究數(shù)學(xué)問題時,由于受到各種限制條件的制約和變化因素的影響,往往是根據(jù)數(shù)學(xué)本質(zhì)屬性的相同點和不同點將其分成不同種類進行討論,這就是數(shù)學(xué)分類思想方法。這種思想方法在初中數(shù)學(xué)中得到廣泛應(yīng)用。它不僅是解決數(shù)學(xué)問題的一種策略,還是訓(xùn)練學(xué)生思維方法培養(yǎng)思維能力的重要手段。那么,如何才能使學(xué)生形成分類討論的數(shù)學(xué)思想呢?下面我結(jié)合自己多年的學(xué)習(xí)心得和經(jīng)驗教訓(xùn)談?wù)勥@個問題。
一、提高一種認(rèn)識
初中數(shù)學(xué)的分類思想最初見于有理數(shù)的引入,并在以后各章節(jié)內(nèi)容中不斷加強。如絕對值性質(zhì)的討論,二次根式的化簡,一元二次方程根的討論,三角形、四邊形的分類,點、線、圓與圓的位置關(guān)系等。在教學(xué)過程中,不僅要充分利用這些知識,讓學(xué)生明白分類討論是清晰、完整、嚴(yán)密地解答復(fù)雜數(shù)學(xué)問題的方法,還必須讓學(xué)生認(rèn)識到,這對提高全面分析問題的思維能力及養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃季S品質(zhì)是大有益處的。通過這種策略形成學(xué)生對分類討論數(shù)學(xué)思想重要性的認(rèn)識,激發(fā)他們形成這種思想的積極性和主動性。
二、突破兩個難點
關(guān)于分類討論思想的運用,學(xué)生常出現(xiàn)的問題有兩個方面:一是對于某些應(yīng)該討論的問題,因思維不嚴(yán)謹(jǐn),發(fā)現(xiàn)不了可能出現(xiàn)的不同情況,想不到需要討論;二是發(fā)現(xiàn)需要討論的問題時,劃分情況又難做到不重不漏,以及不善安排討論時機。這是教學(xué)過程中必須突破的兩個難點。一般地,確定一個題目是否需要討論,可看該題條件或結(jié)論所述對象是否唯一確定;何時進行討論,要看將要進行的步驟是否有足夠的條件。如解答某些問題時,若遇到需要用某一個含字母的式子作除式時,如果問題的條件中缺少判定此式非零的條件,則應(yīng)據(jù)此式能否作除式分情況討論。再如從二次根式內(nèi)開出因式前,則應(yīng)考慮已知條件中是否具備判定此式非負(fù)的條件,若不具備,則應(yīng)討論。
三、遵循三個步驟
應(yīng)用分類討論思想方法解決數(shù)學(xué)問題的一般分為三步:第一步是確定分類對象,統(tǒng)一分類標(biāo)準(zhǔn);第二步是逐類討論,分級進行;第三步是歸納總結(jié),做出結(jié)論。如,某問題中涉及關(guān)于x的方程ax+bx+c=0,若已知它是“一元二次方程”或“有兩根”,則隱含a≠0,不需討論;若已知它“有根”或“是方程”,則由于不能保證a≠0,故需分a=0和a≠0兩種情況解答。
四、掌握四種形式
1.由數(shù)學(xué)概念引起的分類討論,如a的絕對值就要按a>0,a=0,a<0進行分類,才能去掉絕對值符號;遇到會有多個絕對值的問題,一般要用定零點(令各絕對值符號內(nèi)的多項式為零求出相應(yīng)的未知數(shù)的位),劃區(qū)間,去絕對值符號的方法來處理。
2.由定理、公式、運算性質(zhì)的適用范圍引起的分類討論。如,一次函數(shù)y=kx+b的自變量取值范圍是-3≤x≤6,相應(yīng)函數(shù)值的取值范圍是-5≤y≤-2,則這個一次函數(shù)的解析式為?搖?搖?搖?搖.
本題的自變量x的取值和函數(shù)值的取值的對應(yīng)關(guān)系不明確,因此當(dāng)x=-3時y=-5,x=6時y=-2;也可以當(dāng)x=6時y=-5,x=-3時y=-2;于是有:-5=-3k+b-2=6k+b或-5=6k+b-2=-3k+b∴k=b=-4或k=-b=-3,所求的函數(shù)解析式是:y=x-4或y=-x-3.
3.由圖形的不確定性引起的分類討論,如平面幾何中線與線、線與面、面與面的位置關(guān)系均有多種可能,研究各元素間的位置關(guān)系時,要注意每一個位置關(guān)系都不可遺漏,對于多種可能的情況必須分開來進行研究。例如,已知圓O、圓O外切,半徑分別為1cm和3cm,那么半徑為5cm且與圓O、圓O都相切的圓一共可以作出多少個。此題也有兩個層次的分類,首先分三種情況:(1)都內(nèi)切;(2)都外切;(3)一個內(nèi)切,一個外切。而每種情況又都有兩種情形,所以共有6個這樣的圓。幾何分類討論問題,通常是按幾何圖形的特征或幾何圖形的位置進行分類。它以分析、觀察、比較為基礎(chǔ),通過找出共同點和不同點,從而提出分類依據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)。正確的分類符合兩條原則:(1)分類應(yīng)按同一標(biāo)準(zhǔn)進行;(2)分類應(yīng)該不重復(fù),不遺漏。如把三角形分成斜三角形和等邊三角形兩大類就是錯誤的,因為既有重復(fù)(等邊三角形是斜三角形),又有遺漏(不包括直角三角形)。分類降低了問題的難度,是一種“分而治之”的解題策略。
4.由參數(shù)值的“量變”導(dǎo)致結(jié)果發(fā)生“質(zhì)變”,而引起的分類討論。在研究含參數(shù)的函數(shù)、方程、不等式等問題時,如(m+1)x+4x+1≤0,需對二次項系數(shù)m+1是否等于0進行討論.又如,關(guān)于x的方程kx-4x-3=0有實數(shù)根,求k的值.本題首先要考慮到的x系數(shù)是字母k,因此要對字母k進行討論:(1)當(dāng)k=0時,原方程為一元一次方程,它有實數(shù)根,所以k=0;(2)當(dāng)k≠0時,原方程為一元二次方程,要使它有實數(shù)根,則△≥0,得到k≥-,所以k≥-且k≠0.綜合①、②得到k的取值范圍為k≥-.
應(yīng)注意的是:一道題目是否需要討論,什么時候討論,并不是看題目中是否含有參數(shù),而是看它是否影響繼續(xù)解題。有些題目一開始就要進行分類討論,有些題目則是在解題過程中進行討論,甚至可以回避討論。
總之,分類討論涉及全部初中數(shù)學(xué)的知識點,其關(guān)鍵是弄清楚引起分類的原因,明確分類討論的標(biāo)準(zhǔn),應(yīng)該按可能出現(xiàn)的情況做到既不重復(fù)又不遺漏,分門別類加以討論求解,再將不同結(jié)論綜合歸納,得出正確答案。數(shù)學(xué)分類思想是以數(shù)學(xué)知識為載體,以基本的數(shù)學(xué)方法為工具,以數(shù)學(xué)問題為背景,通過解決具體的數(shù)學(xué)問題來形成的。我們必須在認(rèn)真學(xué)習(xí)新課標(biāo),研究新教材的基礎(chǔ)上,使學(xué)生逐步形成分類討論的數(shù)學(xué)思想,以達到培養(yǎng)學(xué)生靈活的思維品質(zhì),提高綜合能力的目的。