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1、分类讨论思想分类讨论思想就是依据一定的标准,对问题分类、求解,要特别注意分类必须满足互斥、无漏、最简的原则。有关分类讨论的数学问题需要运用分类讨论思想来解决,引起分类讨论的原因大致可归纳为如下几种:(1)涉及的数学概念是分类讨论的;如绝对值
2、a
3、的定义分a>0、a=0、a<0三种情况。这种分类讨论题型可以称为概念型。再有:直线的斜率、指数对数函数、直线与平面的夹角等定义包含了分类;(2)运用的数学定理、公式、或运算性质、法则是分类给出的;如等比数列的前n项和的公式,分q=1和q≠1两种情况。这种分类讨论题型可以称为性质型。再有,圆锥曲线的统一定义中图形
4、的分类等;(3)由实际意义分类。如排列、组合、概率中较常见,但不明显、有些应用问题也需分类讨论;(4)数学问题中含有参变量,这些参变量的不同取值导致不同的结果的;如解不等式ax>2时分a>0、a=0和a<0三种情况讨论。这称为含参型。(5)较复杂或非常规的数学问题,需要采取分类讨论的解题策略来解决的。在学习中也要注意优化策略,有时利用转化策略,如反证法、补集法、变更多元法、数形结合法等简化甚至避开讨论。2.分类讨论是一种逻辑方法,在中学数学中有极广泛的应用。根据不同标准可以有不同的分类方法,但分类必须从同一标准出发,做到不重复,不遗漏,包含各种情况,同
5、时要有利于问题研究;3.分类原则:(1)对所讨论的全域分类要“即不重复,也不遗漏”(2)在同一次讨论中只能按所确定的一个标准进行(3)对多级讨论,应逐级进行,不能越级;4.分类方法:(1)概念和性质是分类的依据(2)按区域(定义域或值域)进行分类是基本方法(3)不定因素(条件或结论不唯一,数值大小的不确定,图形位置的不确定)是分类的突破口(4)二分发是分类讨论的利器(4)层次分明是分类讨论的基本要求;5.讨论的基本步骤:(1)明确讨论的对象:即对哪个参数进行讨论;(2)对所讨论的对象进行合理分类(分类时要做到不重复、不遗漏、标准要统一、分层不越级);(
6、3)逐类讨论:即对各类问题详细讨论,逐步解决。(4)归纳总结:将各类情况总结归纳;6.简化和避免分类讨论的优化策略:(1)直接回避。如运用反证法、求补法、消参法等方法有时可以避开烦琐讨论;(2)变更主元。如分离参数、变参置换,构造以讨论对象为变量的函数得便感形式解题时可避开讨论;(3)合理运算。如利用函数奇偶性、变量的对称轮换以及公式的合理选用等有时可以简化甚至避开讨论;(4)数形结合。利用函数图象、几何图形的直观性和对称特点有时可以简化甚至避开讨论。题型1:集合中分类讨论问题例1.已知集合M={a2,a+1,-3},N={a-3,2a-1,a2+1}
7、,若M∩N={-3},则a的值为____________解析:M∩N={-3},N={a-3,2a-1,a2+1},若a-3=-3,则a=0,此时M={0,1,-3},N={-3,-1,1},则M∩N={-3,1},舍去若2a-1=-3,则a=-1,此时M={1,0,-3},N={-4,-3,2},若a2+1=-3,此方程无实数解。答案a=—1例2.记实数,,……中的最大数为max,最小数为min。已知ABC的三边长位a,b,c(),定义它的亲倾斜度为则“=1”是“ABC为等边三角形”的____________条件(填必要不充分条件或充分不必要条件或充
8、要条件或既不充分也不必要条件)解析:若△ABC为等边三角形时,即a=b=c,则则l=1;若△ABC为等腰三角形,如a=2,b=2,c=3时,则,此时l=1仍成立但△ABC不为等边三角形答案:必要而不充分的条件题型2:函数、方程中分类讨论问题例3.(2011天津文16)设函数.对任意,恒成立,则实数的取值范围是;答案:【解析】解法1.显然,由于函数对是增函数,则当时,不恒成立,因此.当时,函数在是减函数,因此当时,取得最大值,于是恒成立等价于的最大值,即,解得.于是实数的取值范围是.解法2.然,由于函数对是增函数,则当时,不成立,因此.,因为,,则,设函
9、数,则当时为增函数,于是时,取得最小值.解得.于是实数的取值范围是.解法3.因为对任意,恒成立,所以对,不等式也成立,于是,即,解得.于是实数的取值范围是.例4.已知函数,.(Ⅰ)设函数F(x)=f(x)-h(x),求F(x)的单调区间与极值;(Ⅱ)设,解关于x的方程;(Ⅲ)试比较与的大小.解:(Ⅰ)由()知,,令,得.当时,;当时,.故当时,是减函数;时,是增函数.函数在处有得极小值.(Ⅱ)方法一:原方程可化为,即为,且①当时,,则,即,,此时,∵,此时方程仅有一解.②当时,,由,得,,若,则,方程有两解;若时,则,方程有一解;若或,原方程无解.方法
10、二:原方程可化为,即,①当时,原方程有一解;②当时,原方程有二解;③当时,原方程有一解;④当或