内容正文:
分类讨论思想
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.
考点1 由概念、公式、法则、性质引起
的分类讨论
【例1】 (1)设等比数列{an}的前n项和为Sn,若S3+S6=2S9,则数列{an}的公比q是( )
A.- B.
C.- D.
(2)已知函数f (x)=若f (1)+f (a)=2,则a的取值集合是________.
【点评】 (1)由数学概念引起的讨论要正确理解概念的内涵与外延,合理进行分类.
(2)由公式引起的讨论要注意公式的限制条件.
考点2 由图形的不确定性引起的
分类讨论
【例2】 (1)已知正三棱柱的侧面展开图是边长分别为6和4的矩形,则它的体积为________.
(2)(2022·全国乙卷改编)双曲线C的两个焦点为F1,F2,以C的实轴为直径的圆记为D,过F1作D的切线与C交于M,N两点,且cos ∠F1NF2=,则C的离心率为________.
【点评】 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.
考点3 由参数变化引起的分类讨论
【例3】 已知函数f (x)=x2-(2m+1)x+ln x(m∈R).
(1)当m=-时,若函数g(x)=f (x)+(a-1)ln x恰有一个零点,求a的取值范围;
(2)当x>1时,f (x)<(1-m)x2恒成立,求m的取值范围.
【点评】 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.
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第3讲 分类讨论思想
例1 (1)C (2) [(1)若q=1,则有S3=3a1,S6=6a1,S9=9a1,
但a1≠0,即得S3+S6≠2S9,
与题设矛盾,故q≠1.
又S3+S6=2S9,①
根据等比数列的性质S3,S6-S3,S9-S6成等比数列,得(S6-S3)2=S3(S9-S6),②
由①②可得S3=2S6,
所以q3==-,所以q=-.
(2)f (1)=e0=1,即f (1)=1.
由f (1)+f (a)=2,得f (a)=1.
当a≥0时,f (a)=ea-1=1,所以a=1.
当-1<a<0时,f (a)=sin (πa2)=1,
所以πa2=2kπ+(k∈Z).
所以a2=2k+(k∈Z),k只能取0,此时a2=,
因为-1<a<0,所以a=-.
则实数a的取值集合为.]
例2 (1)或4 (2)或 [(1)当6是下底面周长,4是三棱柱的高时,
体积V=2××4=4;
当4是下底面周长,6是三棱柱的高时,
体积V=×6=.
故体积为或4.
(2)若M,N在双曲线的同一支,依题意不妨设双曲线焦点在x轴,过F1作圆D的切线,切点为B,过F2作AF2⊥MN于点A.
所以OB⊥F1N,因为cos ∠F1NF2=>0,
所以N在双曲线的左支.
|OB|=a,|OF1|=c,|F1B|=b,设∠F1NF2=α,
即cos α=,则sin α=,
|NA|=a,|NF2|=a,
|NF2|-|NF1|=2a,
a-=2a,
2b=a,所以e=.
若M,N在双曲线的两支,因为cos ∠F1NF2=>0,所以N在双曲线的右支.
所以|OB|=a,|OF1|=c,|F1B|=b,设∠F1NF2=α,
由cos ∠F1NF2=,即cos α=,则sin α=,
|NA|=a,|N