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数学里为神马有分类讨论这个东东?

 MrBOBFU 2018-04-27

前几天写了《函数思想缘来是这样的啊》,很多读者留言,希望我写写分类讨论思想.

1

全名:分类与整合思想


分类讨论思想的全称叫分类与整合思想.即先对复杂的情况进行分类,然后把各部分的结果整合在一起.


在生活中,大家有这样的体会,有人问你一个很笼统的问题,你无法给出明确的答案.


比如,有人知道我是教数学的老师,就想挑衅,问我:左老师,你每次数学考试都能考100分吗?


我应该如何回答呢?


我要说能,那就太狂了吧;我要说不能,正中提问者的下怀,人家心想:还数学老师呢,也不过如此吧.


在这样的情况下,我想到了——分类讨论思想.


于是,我回答:看情况吧.如果总分为150分,我能考100;如果总分为100分,那我考不到.


2

使用场景:无法给出统一的答案


刚才的场景就用到了分类讨论的思想.


解数学题也一样,当解到某一步时,无法用统一的方法,统一的表达式继续往下,就需要分类讨论,因为被研究的问题包含了多种情况.

初等数学中,哪些情况下要讨论呢?


1.有的定义、概念就是分类给出的.


比如分段函数根据自变量的不同范围有不同的解析式,比如绝对值的概念,对|x|分为x>0,x=0,x<>


2.有的公式、法则、规律、结论、定理就是分类给出的.


比如等比数列求和分为q等于1和q不等于1两种情况,直线的斜率可能存在也可能不存在,指数函数和对数函数的单调性分为a>1和0<><>


3.图形的相对位置关系不确定


比如二次函数的开口向上和向下、定义域与对称轴的关系都会影响最值取得的位置.


4.奇偶项的问题.


比如遇到(-1)^n的形式,需要对n的奇偶进行讨论,我在《奇偶项数列中多次提到过.


5.同余类问题.


当我们研究某个整数是否能被k(k为正整数)整除时,需要按照以k为模的同余类进行分类.


还有很多情况需要讨论,不一一列举了.



3

栗子1:复合函数的单调性


2006年天津高考数学卷出了这样一道选择题.




分析:如果把指数部分看作新的自变量,则函数可化为关于这个自变量的二次函数.




为研究整个函数的单调性,需要分别研究指数函数的单调性和二次函数的单调性,为此需要分类讨论.





4

栗子2:数列中的同余问题


2008年北京理科的一道填空题考到了同余类问题的分类讨论.





本题涉及到k是否能整除5的问题,需要按以5为模进行同余类讨论,即研究k为5的倍数呢,还是5的倍数加1,还是5的倍数加2,还是5的倍数加3,还是5的倍数加4呢?



是不是有点繁琐?


的确,可是考试比的就是谁不烦,谁不怕麻烦,谁就得分.





根据上述规律,我们来研究这个新数列的特点.




5

结语:分类讨论高考必考


高考必然要考到分类讨论思想.


而分类讨论的学习重在下面三点:


1.训练分类讨论的意识,即第一时间敏感地知道要讨论;


2.找到分类讨论的标准,即不仅要知道分类讨论,还知道怎样讨论,做到不重复,不遗漏;


3.如何简化讨论,即知道讨论的方法,也能避开讨论或缩短讨论的进程.


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