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例说分类讨论方法在初中数学中的应用

时间:2023/11/9 作者: 速读·中旬 热度: 7687
陈军胜

  摘 要:在研究数学问题中常常需要通过分类讨论解决问题,本文从渗透在教材中的分类思想出发,结合例题阐述了分类讨论的思想方法中分类的原则、分类讨论的步骤和分类讨论的应用,体现分类讨论思想在初中数学解题中的作用和地位。

  关键词:分类讨论思想;原则;步骤;初中数学中的分类讨论;分析;评注

  在我们的数学学习中,常遇到同一问题出现不同情形的情况,处理此类问题,需要我们对问题按类别分出几种不同的情况,然后逐一加以解决.这种解决问题的方法体现的就是我们数学中的分类讨论思想.本文拟对初中数学分类讨论方法通过例题作一研究和分析,以飨读者。

  一、分类讨论的原则

  解决分类讨论问题,必须弄清楚分类的方法和原则,要考虑研究对象的特征,依据问题出现的不同情形,划分为不同类型加以分析和研究.一般来说,分类时必须遵循以下原则:一是分类中的每个分支是相互独立的,不能有重复情况出现;二是分类时标准要统一,不能有遗漏情况出现;三是分类讨论应逐级进行。

  二、分类讨论的步骤

  第一、确定研究对象的整体范围;第二、确定分类标准,合理地进行分类;第三、逐级对所分类别进行讨论,获取阶段性结果;第四、综合各级结果,得出最终结论。

  三、初中数学中的分类讨论

  初中数学分类讨论的知识点有三大类:一是代数类。如绝对值、方程及根的定义,函数的定义以及点(坐标不确定)所在象限等.二是几何类.如各种图形的位置关系,未明确对应关系的全等或相似的可能对应情况等.三是综合类:代数与几何类分类情况的综合运用。 下面通过一些例题来说明初中数学中常见的几种分类讨论思想。

  (一)根据绝对值的几何意义进行分类讨论

  例1.如果|x|=2015,|y|=4,且x
  分析:此题的问题是求x、y的值,但由于2015和-2015的绝对值都等于2015,4和-4的绝对值都等于4,所以要注意分类讨论,由限制条件x
  解:因为|x|=2015,所以x=2015或x=-2015;

  因为|y|=4,所以y=4或y=-4;

  由于x
  (二)根据等腰三角形中的隐含条件进行分类讨论

  1.在等腰三角形中求边:等腰三角形中,对给出的边可能是腰,也可能是底边,所以我们要进行分类讨论

  例2.已知等腰三角形的一边等于5,另一边等于6,则它的周长等于16或17.

  评注:此题是从等腰三角形中腰的不确定性进行分类的

  2.在等腰三角形中求角:等腰三角形的一个角可能指底角,也可能指顶角,所以必须分情况讨论

  例3.已知等腰三角形的一个内角为75°则其顶角为 30°或75

  评注:此题是从等腰三角形中顶角的不确定性进行分类的

  3.由于等腰三角形的腰与底不确定而进行的分类

  例4.在直角坐标系中,O为坐标原点,已知A(1,1)在坐标轴上确定点P,使得△AOP为等腰三角形,则符合条件的P点共有8个。

  分析:由于等腰三角形的腰与底不确定,往往存在三种情况,这里体现了分类讨论的思想,△AOP的三边两两分别相等,①OA=OP,②AO=AP,③PO=PA,这个过程需要在备用图中试画“两圆一线”。只有画出来才能求出来,所以这一步在整个问题中是相当关键的,注意不要重复和遗漏。

  (三)根据相似三角形中的隐含条件进行分类讨论

  1.针对对应边不确定而进行的分类

  例5.如果一个直角三角形的两条边长分别是6和8,另一个与它相似的直角三角形边长分别是3、4及x,那么x的值为

  解析:当直角边为6,8时,且另一个与它相似的直角三角形3,4也为直角边时,x的值为5,当8,4为对应边且为直角三角形的斜边时,x的值为,故x的值可以为5或.两种情况。

  2.针对应角不確定而进行的分类

  例6. 如图3,∠A=50°,∠B=60°,一直线l与△ABC的边AC、AB边相交于点D、E两点,当∠ADE为多少度时,△ABC与△ADE相似。

  分析:显然∠C=70°,∠A是△ABC和△ADE的公共角,如果∠ADE等于∠C或∠B,那么△ABC与△ADE相似.

  解:(1)当∠ADE=∠C=70°时,△ABC∽△AED.

  (2)当∠ADE=∠B=60°时,△ABC∽△ADE.

  所以当∠ADE等于70°或60°时△ABC与△ADE相似.

  3.针对图形的位置不确定而进行的分类

  例7、如图,Rt△ABC中,∠ACB=90°,∠ABC=60°,BC=2cm,D为BC的中点,若动点E以1cm/s的速度从A点出发,沿着A→B→A的方向运动,设E点的运动时间为t秒(0≤t<6),连接DE,当△BDE与△ABC相似时,t的值为2或3.5或4.5 。

  分析:由Rt△ABC中,∠ACB=90°,∠ABC=60°,BC=2cm,可求得AB的长,由D为BC的中点,可求得BD的长,然后分别从若∠DBE=90°与若∠EDB=90°时,去分析求解即可求得答案.

  (四)根据圆中的隐含条件进行分类讨论

  1.圆周角的顶点位置不确定需分类

  例8、在半径为5cm的⊙O中,弦AB=5cm,点C是⊙O上任意一点(不与A、B重合)。则∠ACB=30°或150°。

  解析:一般地,弦的两个端点分圆所成的两条弧一条为优弧,一条为劣弧。当点C在优弧AB上时,∠ACB=30°;当点C在劣弧AB上时,∠ACB=150°.

  2.两平行弦相对于圆心的位置不确定需分类

  例9、已知⊙O的直径为10cm,弦AB=8cm,弦CD=6cm,且AB∥CD,则AB和CD之间的距离为1cm或7cm .

  解析:分弦AB、CD在圆心O的同侧和异侧两种情况计算.

  解析:分两圆心在公共弦的同侧和异侧两种情况计算.

  值得一提的是,分类讨论思想涉及初中数学的全部知识点,关键是分清引起分类的原因,明确分类讨论的对象和标准,按可能出现的所有情况做到准确分类,再分别加以求解,最后将各类结论综合归纳,得出正确答案。

  


  


  
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