在數學中,當被研究的問題存在多種情況,不能一概而論時,就需要按照可能出現的各種情況分類討論,從而得出各種情況下的結論,這種處理問題的思維方法叫分類討論思想,它不僅是一種重要的數學思想,同時也是一種重要的解題策略.在研究問題時,要認真審題,思考全面,根據其數量差異或位置差異進行分類,注意分類應不重不漏,從而得到完美答案.
一、分類討論應遵循的原則: 1、分類應按同一標準進行; 2、分類討論應逐級進行; 3、分類應當不重複,不遺漏。
二、分類討論的主要因素:1、題設本身為分類定義;2、部分性質、公式在不同條件下有不同的結論;3、部分定義、定理、公式和法則本身有範圍或條件限制;4、題目的條件或結論不唯一時;5、含引數(字母係數)時,須根據引數(字母係數)的不同取值範圍進行討論;6、推理過程中,未知量的值,圖形的位置或形狀不確定。
三、分類類討論的步驟:1、確定分類物件;2、進行合理分類;3、逐類討論,分級進行;4、歸納並作出結論。
四、分類討論的幾種型別:
型別一、與數與式有關的分類討論
熱點1.在實數中帶有絕對值號,二次根式的化簡中,應注意討論絕對值號內的數、被開方數中的字母的正負性,在保證各式有意義的前提下進行化簡求解。
例1.。
分析:因,故原題可轉化為絕對值的問題進行討論。
解:∵;∴x5;∴x= ,
故應填小結:二次根式的化簡往往可轉化為與絕對值相關的問題。而去絕對值時一般要根據絕對值的概念進行分類討論。
【練習】 1. 化簡:①︱x
2. 已知│x│= 4,│y│=,且xy<0,則= .
【點評】由xy<0知x,y異與應分x>0,y<0,及x<0,y>0兩類.
3.若a.5或-1 b.-5或1; c.5或1d.-5或-1
4.在數軸上,到-2的點的距離為3的點表示的數是
熱點2:與函式及圖象有關的分類討論
一次函式的增減性(k有正負之分):
【例1】已知直線y=kx+3與座標軸圍成的三角形的面積為2,則k的值等於
【例2】若一次函式當自變數x的取值範圍是-1≤x≤3時,函式y的範圍為-2≤y≤6,則此函式的解析式為
熱點3:不等式中的分類討論
在根據不等式的基本性質解不等式時,當遇到含字母係數的一元一次不等式時,要根據係數的正負性,決定不等號的方向變化,此時需要討論其正負性;在分式的值大於零或小於零時計算分式中某字母的取值範圍,也要討論分子分母的正負性,以此建立不等式或不等式組求解.
【例1】不等式mx>n(m、n是常數且m≠0)的解是
思路分析:x前的係數m的正負性不確定,故要對其討論,再依據不等式基本性質求x的取值.
【例2】已知分式的值為負數,則x的取值範圍是
思路分析:欲求x的取值範圍,需要建立關於x的不等式(組),由「兩數相除,異號得負」知4-x與2x-3異號,因此得或.分別解這兩個不等式組即可.
【練習】1.關於x的一元一次不等式(2m+3)x>2m+3的解是
解析:分2m+3>0和2m+3<0兩種情況討論.
2.若分式的值大於零,則x的取值範圍是
3.解不等式 (a+1)x>a2-1.
熱點4:涉及問題中待定引數的變化範圍的分類討論。
【例1】?
分析:方程有實數根,即方程有兩個或乙個實數根,相應的方程為一元二次方程或一元一次方程,所以對未知數最高次項的係數要分類討論。
解:此方程為一元一次方程
方法小結:方程中最高次項的係數是含字母的不確定代數式,決定了它的取值的多種可能性,不能看到項就簡單地認為是一元二次方程。
型別二:三角形中的分類討論。
熱點3. 與等腰三角形有關的分類討論:在等腰三角形中,無論邊還是頂角、底角不確定的情況下,要分情況求解,有時要分鈍角三角形、直角三角形、銳角三角形分別討論解決.
(1)與角有關的分類討論
【例1】已知等腰三角形的乙個內角為75°,則其頂角為
【思路點撥】對於乙個等腰三角形,若條件中並沒有確定頂角或底角時,應注意分情況討論,先確定這個已知角是頂角還是底角,再運用三角形內角和定理求解.
(2)與邊有關的分類討論
【例2】已知等腰三角形的一邊等於5,另一邊等於6,則它的周長等於
【思路點撥】對於底和腰不等的等腰三角形,若條件中沒有明確哪是底哪是腰時,應在符合三角形三邊關係的前提下分類討論.
(3)與高有關的分類討論
【例3】一等腰三角形的一腰上的高與另一腰成35°,則此等腰三角形的頂角是度.
【思路點撥】因不知此等腰三角形的頂角是鈍角、直角、銳角,應分情況討論.
解:(1)當頂角為銳角時,(如圖1)則頂角為90°-35°=55°.(2)當頂角為直角時,不符合題意(如圖2),應捨去.
(3)當頂角為鈍角時(如圖3),頂角為180°-(90°-35°)=125°。故此等腰三角形的頂角為 。
【例4】若等腰三角形一腰上的高等於腰長的一半,則這個等腰三角形的底角為( )
a.75°或15b.36°或60°
c.75d.30°
思路分析:由於不確定等腰三角形的頂角是銳角還是鈍角,三角形的腰上的高在該三角形內或外,因此應分兩種情況討論,先畫出草圖如圖2-1所示:
熱點4. 與直角三角形有關的分類討論:在直角三角形中,如果沒有指明哪條邊是直角邊、斜邊,這需要根據實際情況討論;當然,在不知哪個角是直角時,有關角的問題也需要先討論後求解.
【例1】已知直角三角形的兩條邊長分別為6和8,那麼斜邊上的高為
【練習】
1.三角形兩邊的長分別是8和6,第三邊的長是一元二次方程x2-16x+60=0的乙個實數根,則該三角形的面積是( )
a.24 b.24或8 c.48 d.8
2.若直角三角形abc的三邊長分別為4,2,m,則m的取值為
熱點5.與相似三角形有關的分類討論
(1)對應邊不確定
【例1】如圖,已知矩形abcd的邊長ab=3cm,bc=6cm..某一時刻,動點m從a點出發沿ab方向以1cm/s的速度向b點勻速運動;同時,動點從d點出發沿da方向以2cm/s的速度向a點勻速運動,問:是否存在時刻t,使以a,m,n為頂點的三角形與δacd相似?
若存在,求t的值;若不存在,請說明理由.
【答案】經過秒時,以為頂點的三角形與相似
(2)對應角不確定
【例2】 如圖1,∠a=500,∠b=600,一直線l與△abc的邊ac、ab邊相交於點d、e兩點,當∠ade為度時,△abc與△ade相似.
【思路點撥】顯然∠c=700,∠a是△abc和△ade的公共角,如果∠ade等於∠c或∠b,那麼△abc與△ade相似.
解:(1)當∠ade=∠c=700時,△abc∽△aed.(2)當∠ade=∠b=600時,△abc∽△ade.所以當∠ade等於時,△abc與△ade相似.
【例3】如圖2-2,在△abc中,ab=8,ac=6,d為ac上一點且ad=2,點e是ab上一點,連線de,若以a、d、e為頂點的三角形與△abc相似,則ae的長是 .
思路分析:由於沒確定e點位置,所以兩個三角形對應頂點、對應邊不確定,只有a點為公共頂點確定,所以要分兩種情況討論:(1)當△abc∽△ade時,得=,代入數值,可求得ae; (2)當△abc∽△aed時,得=,又可求得另乙個ae.。
【練習】1.在矩形abcd中,ab=12cm,bc=6cm,點p沿ab邊從點a出發向b以2cm秒的速度移動;點q沿da邊從點d開始向a以1cm/秒的速度移動。如果p、q同時出發,用t秒表示移動的時間(0<x<6)那麼:
(1)當t為何值時,△qap為等腰直角三角形?
(2)求四邊形qapc的面積;提出乙個與計算結果有關的結論;
(3)當t為何值時,以點q、a、p為頂點的三角形與△ abc相似?
2. a. 第
一、二象限 b. 第
二、三象限 c. 第
三、四象限 d. 第
一、二、三象限
分析:分兩種情況討論。
解:分兩種情況討論:(1)當a+b+c≠0時,由等比性質,得
。(2)當a+b+c=0時,a+b=-c,
, 綜合(1)(2),直線y=kx+k一定經過第象限,故選
方法小結:部分定義、定理、公式和法則本身有範圍或條件限制,在解答這類題時應引起充分注意!
熱點6.綜合題中的分類討論
在一些綜合性計算、證明題中,由於條件可能發生一些變化,這時,我們需要利用變化的條件考慮多種情況來解答問題,多數情況下應關注字母的正負性,未知數的取值範圍,圖形形狀的改變等.
【例1】如圖2-5,在梯形abcd中,dc∥ab,∠a=90°,ad=6cm,dc=4cm,bc=10,動點p從a出發以2cm/秒的速度沿ab方向向點b運動,動點q從點b出發以3cm/秒的速度沿b→c→d方向向點d運動,兩個動點同時出發,當其中乙個動點到達終點時,另乙個動點也隨之停止.設動點運動的時間為ts. 當t為何值時,pc與bq相互平分;
思路分析:由於q運動路線為b→c→d,所以應分點q在bc上和點q在cd上兩種情況討論解決.
【鞏固試題】1.若x2+4(m-2)x+16是完全平方式,則m等於 。2.已知(2012-x)2=1,則x=____
3.若等腰三角形的乙個內角為500,則其他兩個內角為___
4.等腰三角形的一邊長為3cm,周長是13cm,那麼這個等腰三角形的腰長是___。
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