36分類討論思想

2023-02-01 23:30:04 字數 2674 閱讀 2677

分類討論思想就是根據所研究物件的性質差異,分各種不同的情況予以分析解決.分類討論題覆蓋知識點較多,利於考查學生的知識面、分類思想和技巧;同時方式多樣,具有較高的邏輯性及很強的綜合性,樹立分類討論思想,應注重理解和掌握分類的原則、方法與技巧、做到「確定物件的全體,明確分類的標準,分層別類不重複、不遺漏的分析討論.」

●案例**

[例1]已知是首項為2,公比為的等比數列,sn為它的前n項和.

(1)用sn表示sn+1;

(2)是否存在自然數c和k,使得成立.

知識依託:解決本題依據不等式的分析法轉化,放縮、解簡單的分式不等式;數列的基本性質.

錯解分析:第2問中不等式的等價轉化為學生的易錯點,不能確定出.

技巧與方法:本題屬於探索性題型,是高考試題的熱點題型.在**第2問的解法時,採取優化結論的策略,並靈活運用分類討論的思想:即對雙引數k,c輪流分類討論,從而獲得答案.

解:(1)由sn=4(1–),得

,(n∈n*)

(2)要使,只要

因為所以,(k∈n*)

故只要sk–2<c<sk,(k∈n*)

因為sk+1>sk,(k∈n

所以sk–2≥s1–2=1.

又sk<4,故要使①成立,c只能取2或3.

當c=2時,因為s1=2,所以當k=1時,c<sk不成立,從而①不成立.

當k≥2時,因為,由sk<sk+1(k∈n*)得

sk–2<sk+1–2

故當k≥2時, sk–2>c,從而①不成立.

當c=3時,因為s1=2,s2=3,

所以當k=1,k=2時,c<sk不成立,從而①不成立

因為,又sk–2<sk+1–2

所以當k≥3時, sk–2>c,從而①成立.

綜上所述,不存在自然數c,k,使成立.

[例2]給出定點a(a,0)(a>0)和直線l:x=–1,b是直線l上的動點,∠boa的角平分線交ab於點c.求點c的軌跡方程,並討論方程表示的曲線型別與a值的關係.

知識依託:求動點軌跡的基本方法步驟.橢圓、雙曲線、拋物線標準方程的基本特點.

錯解分析:本題易錯點為考生不能巧妙借助題意條件,構建動點座標應滿足的關係式和分類討論軌跡方程表示曲線型別.

技巧與方法:精心思考,發散思維、多途徑、多角度的由題設條件出發,探尋動點應滿足的關係式.巧妙地利用角平分線的性質.

解法一:依題意,記b(–1,b),(b∈r),則直線oa和ob的方程分別為y=0和y=–bx.

設點c(x,y),則有0≤x<a,由oc平分∠aob,知點c到oa、ob距離相等.

根據點到直線的距離公式得|y

依題設,點c在直線ab上,故有

由x–a≠0,得 ②

將②式代入①式,得y2[(1–a)x2–2ax+(1+a)y2]=0

若y≠0,則

(1–a)x2–2ax+(1+a)y2=0(0<x<a)

若y=0則b=0,∠aob=π,點c的座標為(0,0)滿足上式.

綜上,得點c的軌跡方程為

(1–a)x2–2ax+(1+a)y2=0(0<x<a

(i)當a=1時,軌跡方程化為y2=x(0≤x<1 ③

此時方程③表示拋物線弧段;

(ii)當a≠1,軌跡方程化為

④所以當0<a<1時,方程④表示橢圓弧段;

當a>1時,方程④表示雙曲線一支的弧段.

解法二:如圖,設d是l與x軸的交點,過點c作ce⊥x軸,e是垂足.

(i)當|bd|≠0時,

設點c(x,y),則0<x<a,y≠0

由ce∥bd,得.

∵∠coa=∠cob=∠cod–∠bod=π–∠coa–∠bod

∴2∠coa=π–∠bod∴∵

∴整理,得

(1–a)x2–2ax+(1+a)y2=0(0<x<a)

(ii)當|bd|=0時,∠boa=π,則點c的座標為(0,0),滿足上式.

綜合(i)、(ii),得點c的軌跡方程為

(1–a)x2–2ax+(1+a)y2=0(0≤x<a)

以下同解法一.

解法三:設c(x,y)、b(–1,b),則bo的方程為y=–bx,直線ab的方程為

∵當b≠0時,oc平分∠aob,設∠aoc=θ,

∴直線oc的斜率為k=tanθ,oc的方程為y=kx於是

又tan2θ=–b

∴–b= ①

∵c點在ab上

∴ ②

由①、②消去b,得 ③

又,代入③,有

整理,得(a–1)x2–(1+a)y2+2ax=0 ④

當b=0時,即b點在x軸上時,c(0,0)滿足上式:

a≠1時,④式變為

當0<a<1時,④表示橢圓弧段;

當a>1時,④表示雙曲線一支的弧段;

當a=1時,④表示拋物線弧段.

●錦囊妙計

分類討論思想就是依據一定的標準,對問題分類、求解,要特別注意分類必須滿足互斥、無漏、最簡的原則.分類討論常見的依據是:

1.由概念內涵分類.如絕對值、直線的斜率、指數對數函式、直線與平面的夾角等定義包含了分類.

2.由公式條件分類.如等比數列的前n項和公式、極限的計算、圓錐曲線的統一定義中圖形的分類等.

3.由實際意義分類.如排列、組合、概率中較常見,但不明顯、有些應用問題也需分類討論.

在學習中也要注意優化策略,有時利用轉化策略,如反證法、補集法、變更多元法、數形結合法等簡化甚至避開討論.

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