分类讨论思想在高中数学解题中的应用

发表时间:2020/10/28   来源:《中小学教育》2020年4月10期   作者:黄迎春
[导读] 在高中数学课堂教学中,分类讨论思想是一种常见的数学思想,
        黄迎春

        安徽省黄山市屯溪第一中学  安徽省  黄山市  245000

        摘要:在高中数学课堂教学中,分类讨论思想是一种常见的数学思想,学生在解题中要经常用到。实际上,分类讨论思想贯穿于整个高中数学教学,学生在学习中要予以应用,利用分类讨论思想和方法,把复杂知识进行分解,使整个解题过程变得更有条理,从而正确解答数学问题。下面,笔者从函数、排列组合、数列三种方向来探讨分类讨论思想在其中应用,希望对大家有所帮助。
        关键词:分类讨论;高中数学;解题
        所谓分类讨论思想是在数学解题过程中,明确其中存在的变化条件,对数学问题中存在的情况进行分析和讨论,分类来解答数学问题。在高中数学学习中,很多内容较为抽象、题目难度较大,这就要求高中生具备灵活数学思维能力,积极应用数学知识和方法来提升解题效率。
        一、在函数中的应用
        函数是高中数学的重要内容,在数学解题中占有较大比例。在解答函数试题过程中,正确应用数学思想非常重要,分类讨论思想在解题中起到了关键作用。在实际解题过程中,函数问题中存在着变量,函数结果会因变量变化而出现变化。解题中借助分类讨论思想来讨论函数的参数变化,对研究对象进行深入剖析,从而提升解题正确率,发展自身解答函数试题综合能力。
        一次课堂讲解完成后,笔者为班级学生布置了一道试题:设0<x<1,a>0,且a≠1,请比较|loga(1-x)|和|loga(1+x)|的大小。根据已知条件0<x<1,得到0<1-x<1,1+x>1,设t=|loga(1-x)|-|loga(1+x)|。分析函数式,发现要对a进行分类,探讨0<a<1和a>1时的函数式大小,分别求得问题结果。本问题主要从对数函数概念入手,分类讨论来求解问题,顺利解答出答案。在上述求解过程中,学生结合函数概念来对问题进行分类讨论,求解问题答案,在分类中发散数学思维,发展数学综合能力。
        二、在排列组合中的应用
        在高中数学学习中,排列组合是数学学习中难点,也是高中生在求解中感到非常头痛的一类试题。面对着排列组合类试题,教师不妨以问题为基础,结合问题实际要求来活学活用数学知识,从而求解得到问题答案。求解过程中,审题和解题都非常重要,审题是为例挖掘题目信息并进行整合,分析问题求解方式,选择合适的方式来解答问题。

数学教学中,教师引导学生深入审题、挖掘题干中的信息,在解答过程中学会总结归纳,再进行分类讨论和求解。
        一次知识讲解完后,笔者为学生布置了以下两道试题:(1)在1-9中选出3个数的和是3的倍数,那么,合适的选法有_____种。1-9中按除以3的余数的不同分为3组:余数为1:1、3、7;余数为2:2、5、8;整出除:3、6、9。要选出3个数的和是3的倍数,要么在同组选3个,要么在3组各选一个。同组选3个选法有3种,要么在3组各选一个选法有3*3*3=27。选出3个数的和是3的倍数,总计有30种选法。(2)在一个四面体上,顶点和各棱中点总计有10个点,在其中任取4个点,那么不同的取法有_____种。分析本题时,学生发现10个点取4个点分为同面和不同面,那么四点共面情况分为三类:第一类位于四面体同一个面内有40种;第二类取一条棱上3点及该棱对棱中点有6种;第三类由中位线构成平行四边形有3种。总的取点数减去上述三类不符合题干要求取法,总计有141种取法。上述试题,乍一看很难找到思路,但深入挖掘题干信息背后隐藏内容,找到求解方法,正确解答出问题答案。
        三、在数列求解中的应用
        在高中数学学习中,数列问题题型变化多,学生求解起来感到非常困难,借助于分类讨论思想来解答数列问题是一种常用方法。课堂教学中,教师要重视培养学生数学思维能力,避免以枯燥题海战术来讲解试题,有效发展个体数学兴趣。在设计和求解试题时,教师要依据班级实际学情来讲解教材内容,体现出分类讨论思想,重视数学知识体系构建,加强学生对知识理解能力。
        数列试题求解应用分类讨论思想能够有效降低试题难度,发散数学思维。在课堂练习中,笔者曾经布置过这样一道试题:等比数列{an}公比为q,前n项和Sn>0,(n=1,2,3,…),求q的实际取值范围。在本题中,并没有明确规定q的取值范围,讨论中发现数列为等比数列,要考虑到运用分类讨论思想来进行研究,将q分为q=1和q≠1两种情况,从而写出Sn表达式。在求解过程中,学生在q≠1情况下还要再进行细分,讨论出Sn的取值范围。借助于分类讨论思想,班级学生求解问题变得更加方便,能够灵活应用所学教材内容。
        总之,分类讨论思想在高中数学试题求解中有着广泛应用,教师在日常教学中要引导学生挖掘题干中隐藏数学信息,多角度来进行分类讨论,提升他们分析和解决问题能力,灵活运用所学数学知识,发展数学思维能力,发展数学综合素养。
        参考文献
        [1]张一丹.高中数学解题中应用分类讨论思想的实践尝试[J].高考,2018(12).
        [2]孟阔.关于分类讨论思想在高中数学解题中的应用[J].中华少年,2018(12).




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