夏中仁
数学“学”什么?方法和思想。在初中数学学习过程中,通过对所学知识的掌握、理解以及应用,处处体现了数学的基本方法和思想。
数学分类思想,就是根据数学对象本质属性的相同点与不同点,将其分成几个不同种类的一种数学思想。它既是一种重要的数学思想,又是一种重要的数学逻辑方法。有关分类讨论思想的数学问题具有明显的逻辑性、综合性、探索性,能训练人的思维条理性和概括性。教学中可以从以下几个方面,让学生形成对分类思想的主动应用。
一、渗透分类思想,养成分类的意识
每个学生在日常中都具有一定的分类知识,如人群的分类、文具的分类等,我们利用学生的这一认识基础,把生活中的分类迁移到数学中来,在教学中进行数学分类思想的渗透,挖掘教材提供的机会,把握渗透的契机。如数的分类,绝对值的意义,不等式的性质等,都是渗透分类思想的很好机会。
学习了负数的概念后,及时引导学生对有理数进行分类,让学生了解到按不同的标准,有不同的分类方法,认识数a可表示任意数后,让学生对数a 进行分类,得出正数、零、负数三类。讲解绝对值的意义时,引导学生得到如下分类:正数的绝对值是它本身,零的绝对值是零,负数的绝对值是它的相反数。通过对正数、零、负数的绝对值的认识,了解如何用分类讨论的方法学习理解数学概念。
又如,两个有理数的比较大小,可分为:正数和正数、正数和零、正数和负数、负数和零、负数和负数几类情况来比较,而负数和负数的大小比较是新的知识点,这就突出了学习的重点。
结合“有理数”这一章的教学,反复渗透,强化数学分类思想,使学生逐步形成数学学习中的分类的意识。并能在分类讨论的时候注意一些基本原则,如分类的对象是确定的,标准是统一的,各子项是互相排斥的。如若不然,对象混杂,就会出现遗漏、重复等错误。如把有理数分为:正数、负数、整数,就是分类标准不统一的体现。
二、学习分类方法,增强思维的缜密性
掌握用分类讨论思想解题的关键,在于搞清楚哪些情况下会引起分类讨论。下面就引起分类讨论的一些常见情况作一归纳:
1.根据数学的概念进行分类。有些数学概念是分类给出的,解答此类题,一般按概念的分类形式进行分类。
如:①按绝对值的意义进行分类。在化简|a-b|时,须分为a>b、a=b、a
2.根据图形的位置关系或形状的变化分类。三角形按角分类,有锐角三角形、直角三角形、钝角三角形。根据直线与圆的交点个数可分为:直线与圆相离、相切、相交三种位置关系等。例:①已知等腰三角形一腰上的高与另一腰的夹角为30°,底边长为a,求腰上的高。
分析:本题根据图形的特征,把等腰三角形分为锐角三角形和钝角三角形两类作高,可得两解。
②证明圆周角定理。圆心的位置有三种情况:角的边上、角的内部,角的外部。先证明第一种,然后通过作过圆周角顶点的直径,分别证明了另外两种情况,从而包含了所有位置情形的圆周角。它是根据图形的点和线出现不同位置的情况逐一解决的方法。
3.根据条件的开放分类。有些题目中的条件开放,致使求解结果不唯一,若对这类问题考虑不全面,时常发生漏解现象。
例:甲、乙两人在环形跑道上练习跑步,已知环形跑道一圈长400米,乙每秒钟跑6米,甲的速度是乙的4/3倍。现在甲、乙两人在跑道上相距8米处同时出发,问经过多少秒钟后,两人首次相遇?
分析:①本题不明确甲、乙两人是同向还是反向跑步。②如果同向未知谁在前谁在后,如果反向也未确定两人是相向还是相背,所以解题时应分类讨论,逐一求解。
三、引导分类讨论,提高合理解题的能力
课本中有不少定理、法则、公式、习题,都需要分类讨论,在教授这些内容时,应不断强化学生分类讨论的意识,让学生认识到这些问题,只有通过分类讨论后,得到的结论才是完整的、正确的。在解题教学中,通过分类讨论还有利于帮助学生概括,总结出规律性的东西,从而加强学生思维的条理性,缜密性。
一般来讲,利用分类讨论思想和方法解决的问题有两大类:一是涉及代数式、函数或方程中,根据字母在不同的取值范围内讨论解决问题。二是根据图形的点和线出现不同位置的情况,逐一讨论解决问题。
例:已知函救y=(m-1)x2+(m-2)x-1(m是实数)。如果函数的图象和x轴只有一个交点,求m的值。
分析:这里从函数分类的角度讨论,分m-1=0 和m-1≠0 两种情况来研究解决问题。
解:当m=l 时函数就是一个一次函数y=-x-1,它与x轴只有一个交点(-1,0)。
当m≠1 时,函数就是一个二次函数y=(m-1)x2+(m-2)x-1。
当△=(m-2)2+4(m-1)=0,得m=0。
抛物线y=-x2-2x-1,的顶点(-1,0)在x轴上。
综上所述:m的值为0或1。
由以上几例,我们可以看出分类讨论往往能使一些错综复杂的问题变得简单、解题思路清晰、步骤明了,有利于提高学生对学习数学的兴趣,培养学生思维的缜密性、科学性,这种优良的思维品质对学生的未来将产生深刻和久远的影响。