专题2 分类讨论思想
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分类讨论思想、转化与化归思想
高考定位分类讨论思想、转化与化归思想近几年高考每年必考,一般体现在解析几何、函数与导数及数列解答题中,难度较大.
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,偶次方根被开方数为非负数,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{an}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.常见的转化与化归的方法
转化与化归思想方法用在研究、解决数学问题时,思维受阻或寻求简单方法或从一种状况转化到另一种情形,也就是转化到另一种情境使问题得到解决,这种转化是解决问题的有效策略,同时也是获取成功的思维方式.常见的转化方法有:
(1)直接转化法:把原问题直接转化为基本定理、基本公式或基本图形问题.
(2)换元法:运用“换元”把式子转化为有理式或使整式降幂等,把较复杂的函数、方程、不等式问题转化为易于解决的基本问题.
(3)数形结合法:研究原问题中数量关系(解析式)与空间形式(图形)关系,通过互相变换获得转化途径.
(4)等价转化法:把原问题转化为一个易于解决的等价命题,达到化归的目的.
(5)特殊化方法:把原问题的形式向特殊化形式转化,并证明特殊化后的问题、结论适合原问题.
(6)构造法:“构造”一个合适的数学模型,把问题变为易于解决的问题.
(7)坐标法:以坐标系为工具,用计算方法解决几何问题是转化方法的一个重要途径.
找规律方法专题
一、基本方法——看增幅
(一)如增幅相等(此实为等差数列):对每个数和它的前一个数进行比较,如增幅相等,则
第n个数可以表示为:a+(n-1)b,其中a为数列的第一位数,b为增幅,(n-1)b为第一位数
到第n位的总增幅。然后再简化代数式a+(n-1)b。
例:4、10、16、22、28……,求第n位数。
分析:第二位数起,每位数都比前一位数增加6,增幅相都是6,所以,第n位数是:4+(n-1)
×6=6n-2
(二)如增幅不相等,但是,增幅以同等幅度增加(即增幅的增幅相等,也即增幅为等差数列)。如增幅分别为3、5、7、9,说明增幅以同等幅度增加。此种数列第n位的数也有一种
通用求法。
基本思路是:1、求出数列的第n-1位到第n位的增幅;
2、求出第1位到第第n位的总增幅;
3、数列的第1位数加上总增幅即是第n位数。
举例说明:2、5、10、17……,求第n位数。
分析:数列的增幅分别为:3、5、7,增幅以同等幅度增加。那么,数列的第n-1位到第n
位的增幅是:3+2×(n-2)=2n-1,总增幅为:
〔3+(2n-1)〕×(n-1)÷2=(n+1)×(n-1)=n2-1
所以,第n位数是:2+ n2-1= n2+1
此解法虽然较烦,但是此类题的通用解法,当然此题也可用其它技巧,或用分析观察凑的方
法求出,方法就简单的多了。
(三)增幅不相等,但是,增幅同比增加,即增幅为等比数列,如:2、3、5、9,17增幅为1、
2、4、8.
(三)增幅不相等,且增幅也不以同等幅度增加(即增幅的增幅也不相等)。此类题大概没有通用解法,只用分析观察的方法,但是,此类题包括第二类的题,如用分析观察法,也有一
些技巧。
二、基本技巧
(一)标出序列号:找规律的题目,通常按照一定的顺序给出一系列量,要求我们根据这些
已知的量找出一般规律。找出的规律,通常包序列号。所以,把变量和序列号放在一起加以
比较,就比较容易发现其中的奥秘。
分类讨论思想
第1页,共3页 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; 分类讨论思想
第2页,共3页 2.一元二次方程根的判别式与根的情况;
3.二次函数二次项系数的正负与抛物线的开口方向;
4.反比例函数0xxky的反比例系数k,正比例函数kxy的比例系数k,一次函数bkxy的斜率k与图像位置及函数单调性的关系;
5.幂函数axy的幂指数a的正、负与定义域、单调性、奇偶性的关系;
6.指数函数xay及其反函数xyalog中底数a>1及0
7.等比数列前n项和公式中q=1与q≠1的区别;
8.不等式性质中两边同乘(除)以正数或负数时对不等号方向的影响;
1 课 题: 分类讨论思想的应用
简略分析:
1、分类讨论思想是根据数学本质属性的相同点和不同点,把数学的研究对象区分为不同种类的一种数学思想。正确地使用分类思想,可将一个复杂的问题大大的简化,达到化繁为简,化难为易,分而治之的目的。
2、针对中考常用的分类原则有同一性原则和层次性原则。
3、分类讨论关键是要弄清楚引起分类的原因(定义、概念、性质等),明确分类讨论的对象和标准,按可能出现的情况做出既不重复,又不遗漏,分门别类加以讨论求解,再将不同结论综合归纳,从而得出正确答案。
教学过程:
一、与方程概念有关
练习:已知关于x的方程(k+1)x2+(3k-1)x+2k-2=0.
(1)讨论此方程根的情况;
(2)若方程有两个整数根,求正整数k的值;
二、三角形概念有关:(腰和底不确定或顶角和底角不确定)
例1:有同学将三角形这样分类:锐角三角形、直角三角形、钝角三角形、不等边三角形和等腰三角形。这样的分类是否正确?问题出在哪了?
例2:已知在△ABC中,∠A=80°,当∠B= 度时,△ABC是等腰三角形?
例3、抛物线与x轴交于A(1,0),B(3,0)两点,与y轴交于点C(0,3).
(1)求此抛物线的解析式;
(2)在x轴上找一点D,使得以点A、C、D为顶点的三角形是直角三角形,
求点D的坐标.
例4、半径为1的⊙M经过直角坐标系的原点O,且分别与x轴正半轴、y轴正半轴交于点A、B,∠OMA=60º,过点B的切线交x轴负半轴于点C,抛物线经过点A、B、C.
2 A B
O C -1 1 y
x
M (1)求点A、B的坐标;
(2)求抛物线的函数关系式;
(3)在抛物线的对称轴上是否存在这样的点D,使得△BCD是等腰三角形?若存在,求出符合条件的点D的坐标;若不存在,请说明理由.
课后练习
1、如图11所示,在梯形ABCD中,已知AB∥CD, AD⊥DB,AD=DC=CB,AB=4.以AB所在直线为x轴,过D且垂直于AB的直线为y轴建立平面直角坐标系.