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第 3 讲 分类讨论思想
思想概述 分类讨论思想是当问题的对象不能进行统一研究时,需对研究的对象按某个标准进行分类,
然后对每一类分别研究,给出每一类的结论,最终综合各类结果得到整个问题的解答.实质上分类讨论就是
“化整为零,各个击破,再集零为整”的数学思想.
方法一 由概念、公式、法则、计算性质引起的分类讨论
概念、定理分类整合即利用数学中的基本概念、定理对研究对象进行分类,如绝对值的定义、不等式
的转化、等比数列{a }的前n项和公式等,然后分别对每类问题进行解决.
n
例1 (1)直线l过点(0,3)与圆C:x2+y2-2x-2y-2=0交于A,B两点,且|AB|=2√3,则直线l的方程为(
)
A.3x+4y-12=0
B.3x+4y-12=0或4x+2y+1=0
C.x=0
D.x=0或3x+4y-12=0
(2)已知数列{a }满足a =-2,a =2,a -2a =1-(-1)n,则下列选项不正确的是( )
n 1 2 n+2 n
A.{a }是等比数列
2n-1
5
B. Σ (a +2)=-10
2i-1
i=1
C.{a }是等比数列
2n
10
D. Σ a=52
i
i=1
[规律方法] 解题时应准确把握数学概念的本质,根据需要对所有情形分类.设直线方程需分斜率存在和不
存在两种情况,数列中含(-1)n需分奇、偶两种情况,要注意分类讨论,要有理有据、不重不漏.
方法二 由图形位置或形状引起的分类讨论
图形位置、形状分类整合是指由几何图形的不确定性而引起的分类讨论,这种方法适用于对几何图形
中点、线、面的位置关系以及解析几何中直线与圆锥曲线的位置关系的研究.
例2 (多选)已知P是圆O:x2+y2=4上任意一点,定点A在x轴上,线段AP的垂直平分线与直线OP相
交于点Q,当P在圆O上运动时,Q的轨迹可以是( )
A.圆 B.椭圆
C.双曲线 D.抛物线[规律方法] 圆锥曲线的形状、焦点位置不确定时要分类讨论;立体几何中点、线、面的位置变化,三角
形和平行四边形的不确定性都要进行分类讨论.
方法三 由参数变化引起的分类讨论
某些含有参数的问题,由于参数的取值不同会导致所得的结果不同,需对参数进行讨论,如含参数的
方程、不等式、函数等.解决这类问题要根据需要合理确定分类标准,讨论中做到不重不漏,结论整合要周
全.
a
例3 已知函数f(x)=ln x+ ,a∈R.
x
3
(1)若函数f(x)在[1,e]上的最小值是 ,求a的值;
2
(2)讨论f(x)在[1,e]上的最大值.
[规律方法] 若遇到题目中含有参数的问题,常常结合参数的意义和对结果的影响进行分类讨论,此类题
目为含参型,应全面分析参数变化引起的结论的变化情况,在分类讨论时要遵循分类的原则:一是分类的
标准要一致,二是分类时要做到不重不漏,三是能不分类的要尽量避免分类,杜绝无原则的分类讨论.答案精析
例1 (1)D (2)B
例2 ABC [当点A在圆外时,如图(1),(2)所示,设AP的中点为B,过B作AP的垂线交直线OP于Q,
连接AQ,则|QP|=|QA|,
则||QO|-|QA||=|OP|=2,
又|AO|>2,则此时Q的轨迹为以O,A为焦点的双曲线;
当点A在圆内(非原点)时,如图(3)所示,此时|QA|+|QO|=|QO|+|QP|=2,又|AO|<2,则此时Q的轨迹为以
O,A为焦点的椭圆;
当A在坐标原点时,如图(4)所示,此时B,Q重合,|QO|=1,则此时Q的轨迹为以O为原点,半径为1的
圆;
当点A在圆上时,如图(5)所示,由垂径定理,可知Q与O重合,此时Q的轨迹为点O.]
批注 点A在x轴上,但没明确是在圆内、圆外,还是圆上,所以需分类讨论,仔细审题,理解题意是关
键.
1 a x-a
例3 解 (1)f'(x)= - = ,x>0,若a≤1,
x x2 x2
则f'(x)≥0在[1,e]上恒成立,所以f(x)在[1,e]上单调递增,
3
所以f(x) =f(1)=a= ,不满足题意;
min 2
若10,解得a0,解得a 时,f(x) =f(1)=a.
e-1 max