(x?a)(x?a2)?0.
因为a和a2无法确定大小,该不等式没办法继续解下去,所以要对a进行讨论,讨论的标准是a和a的大小上.
解: ⑴ 当0?a?1时,a?a2,不等式的解集为
2?xx?a.or.x?a?;
2 ⑵ 当a?0时,a?a2,不等式解集为
?xx?R.and.x?0?;
⑶ 当a?1时,a?a2,不等式解集为
?xx?R.and.x?1?;
⑷ 当a?1或a?0时,a?a2,不等式解集为
x0?x?a.and.x?a2.
??3.4 分类讨论思想在排列组合中的使用
分类讨论思想在排列组合十分广泛,尤其是在解决有约束条件的排列组合问题时,分类讨论的方法可以把复杂的问题转化为简单的问题.
例3.6 在正方体的八个顶点,12条棱的中点,六个面的中心及正方体的中心一共二十七个点,共线的三点组的个数是多少?
解:依题意,共线的三点组可以分为三类: ⑴ 两端点皆为顶点的共线三点组,共有
8?7; ?28(组)
2⑵ 两端点皆为面的中心的共线三点组,共有
6?1; ?3(组)
2⑶ 两端点皆为各棱中点的共线三点组,共有
12?3; ?18(组)
2所以总共有28?3?18?49(组).
例3.7 甲 、乙、丙3位志愿者安排在周一至周五的5天中参加某项志愿者活动,要求每人参加一天且每天至多安排一个人,并要求安排甲在另外两位前面,不同的安排共有多少方法?
解:本题考查排列组合,按甲参加的日期分类:
2⑴ 甲周一参加,丙和乙在剩下的4天中选两天参加,共有A4种; 2⑵ 甲周二参加,同理可知有A3种;
2⑶ 甲周三参加,有A2种;
222根据加法原理可知,总共有A4?A3?A2?20种.
3.5 分类讨论思想在数列中的使用
在某些数列问题中也存在不确定的因素,比如等比数列的公比q是否为1;数列的项的个数为偶数还是奇数等等,就那样的数列问题,我们要进行分类讨论.
2x,3x2,4x3,?求它的前n项和. 例3.8 已知数列1,分析:本题未指明数列为等比数列,所以分类讨论时还要考虑x?0这一情况. 解:设Sn?1?2x?3x2???nxn?1, ⑴ 当x?0时,
Sn?1;
⑵ 当x?1时,
Sn?1?2?3???n?⑶ 当x?0且x?1时, 由
n?n?1?;
2Sn?1?2x?3x2???nxn?1,
得
xSn?x?2x2?3x3????n?1?xn?1?nxn,
两式相减:
?1?x?Sn?1?x?x2???xn?11?xn?nx??nxn,
1?xn1?xn?nxn?1?x?. ?Sn?2?1?x?综上所述
??1,?x?0??n?n?1??. ?x?1?sn??2?nn?1?x?nx?1?x?,?x?0,x?1???1?x?2?3.6 分类讨论思想在圆锥曲线中的使用
例3.10 如图(3-2)所示,给定点A?a,0??a?0?和直线l上的动点AB,?BOA的角平分线交AB于点C,求点C的轨迹方程,并说什么曲线.
图3-2
分析:因为动点因点在直线l上的位置的变动而变化,故设出点的坐标??1,b?,b为参数;由题意知C点应为b的表达式,消去参数,即得C点的轨迹方程.本体的关键是如何求C点的坐标,方法有多种,如利用角平分线的定义,性质可得.
解:依题意,记B(1,b),(b?R),则直线OA和OB的方程分别为y?0和y??bx. 设点C?x,y?,则有
0?x?a,
由点到直线的距离公式得
y?点C在直线AB上,故
y?bx1?b2 ①
y??由x?a?0得
b??将②代入①得
b?x?a?, 1?a?1?a?y ②
x?a
22y2???1?a?x?2ax??1?a?y???0.
⑴ 若y?0,则
?1?a?x2?2ax??1?a?y2?0?0?x?a?;
⑵ 若y?0,则b?0,?AOB??,点C的坐标为?0,0?,满足上式. 综上得点C的轨迹方程为
?1?a?x2?2ax??1?a?y2?0?0?x?a?
此轨迹方程里含有参数a,因参数a的值的不同而导致曲线的形状不同,从而需要对参数a分情况讨论.
Ⅰ当a?1时,方程化为
y2?x?0?x?a? ③ 此时,方程③表示为抛物线弧段; Ⅱ 当a?1时,轨迹方程为
a???x??y21?a?? ??1?0?x?a? ④ 22aa1?a21?a2所以,当0?a?1时,方程④表示椭圆弧段, 当a?1时,方程④表示双曲线支的弧段.
23.7 分类讨论思想在立体几何中的使用
点,线,面是组成几何图形的三个要素,有些立体几何题中,这三者的位置关系是不确定的,因此要对每种情况进行分类讨论求解,这样防止漏解.下面一题是涉及点和线的位置关系不确定的分类讨论.
例3.11 线段AB和平面?平行,平面?的斜线A1A,B1A和平面?所称的角分别
30?和60?且?A1AB??B1BA?90?,AB?a,A1B1?b(b?0),求AB和平面?的距离.
分析:作AC??,垂足为C,则AC即为所求距离.作BD??,垂足为D,
AB//??AB//CD,由已知可证AB?面A1AC,同理可证AB?面B1BD,
?面A1AC//面B1BD,由面面平行的性质定理可知A1C//B1D.考虑到A1,B1在CD的同
侧或CD异侧,所以分两种情况讨论.
解:⑴ 如图(3-3),A1,B1在CD的同侧时,过点B1作B1E?A1C,垂足为E,由已
00知?AA1C?30,?BB1D?60
设AC?x,则可用x表示,在Rt?A1EB1中,利用勾股定理列方程,解得
x?32b?a2. 2
图3-3 图3-4
⑵ 如图(3-4),A1B1在CD异侧时,在平面α内作A1E?B1D,交其延长线于E,同理可
得AC?32b?a2 43.8 分类讨论思想在实际问题中的使用
近几年来,高、中考的测试命题从知识转向能力测试,出现了许多有鲜活背景的实际使用题。这种实际使用问题,常常需要有分类讨论的思想才能顺利解决.其解题思路是:用数学的语言加以表达和交流,敏捷的接受试题所提供的信息,并和所学的有关知识相结合,确定适当的分类标准,把一个复杂的使用题分解成几个较简单的问题,从而使问题获解.
例3.12 有一批货物,如在本月初出售,可获利10万元,然后将本利都存入银行,每月利率为2.4%,如在下月出售,可获利12万元,但要付0.5万元货物保管费,试问这批货物在本月初出售合算还是下月初出售合算?
解:设这批货物的成本a万元.
⑴ 若这批货物在本月初出售,将本利存入银行,到下月初货主有金额
m??a?10??1?2.4%?;
⑵ 若这批货物在下月初出售,货主有金额为
n?a?12?0.5;
⑶ m?n?0.024a?1.26?0.024?a?52.5?,
?当成本a?52.5时,应该本月初出售合算;
当成本a?52.5时,在本月初出售或下月初出售都一样; 当成本a?52.5时,在下月初出售合算.