数学不粗心秘诀:像侦探一样“分情况讨论”(附万能口诀):典型例题精讲
适用年级
五年级
难度等级
⭐⭐⭐
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最近更新
2025-12-20
分类讨论:搞定数学中的“选择题困难症”
💡 阿星起步:分类讨论的底层逻辑
想象一下,朋友问你:“明天天气怎么样?”你会怎么回答?“看情况”,对吧?如果阴天,可能下雨;如果晴天,就出去玩。这种“看情况回答”的思维,就是分类讨论的雏形。
在数学里,很多问题就像“6可能是腰也可能是底”。一个等腰三角形,两边长是 \(6\) 和 \(4\),周长是多少?如果你只按 \(6\) 是腰算一遍,得到 \(16\),就急匆匆交卷——那你就掉坑里了!因为 \(6\) 也可能是底,那样周长是 \(17\)。少算一种情况,答案就错了。
所以,分类讨论的本质不是炫技,而是严谨。它强迫我们停下脚步,把所有“可能的路”都走一遍,检查一遍,最后才能理直气壮地说:“答案就是它们!” 学它,就是为了治好我们粗心大意、想当然的“数学老毛病”。
🔥 三级跳挑战:从入门到大神
【入门例题】一个等腰三角形的两条边长分别是 \(6\) 和 \(4\),求它的周长。
阿星拆解:
第1步:识别“不确定”身份。 题目没说 \(6\) 和 \(4\) 谁是腰、谁是底,所以它们俩的身份都可能互换。这就是需要分类的信号。
第2步:画出第一种情况。 假设 \(6\) 是腰,\(4\) 是底。
那么三条边是:腰 \(=6\),腰 \(=6\),底 \(=4\)。
周长 \(= 6 + 6 + 4 = 16\)。
第3步:画出第二种情况。 假设 \(4\) 是腰,\(6\) 是底。
那么三条边是:腰 \(=4\),腰 \(=4\),底 \(=6\)。
周长 \(= 4 + 4 + 6 = 14\)。
第4步:检查合法性! 三角形要能成立,必须满足“两边之和大于第三边”。
✅ 情况一 (\(6, 6, 4\)):\(6+4>6\) ✓, \(6+6>4\) ✓。
✅ 情况二 (\(4, 4, 6\)):\(4+4>6\)吗?\(8>6\) ✓, \(4+6>4\) ✓。
两种都合法!所以答案有两个。
第5步:给出最终答案。 这个等腰三角形的周长是 \(16\) 或 \(14\)。
【进阶例题】一个等腰三角形的两条边长分别是 \(3\) 和 \(7\),求它的周长。
阿星敲黑板:
陷阱预警! 这道题和上一题长得像,但数字变了。如果你按部就班分类计算,就会踩到一个大坑:有一种情况拼出来的不是三角形,是“不可能图形”!
第1步:老规矩,分类。
情况一:腰 \(=3\),底 \(=7\)。三边为 \(3, 3, 7\)。
情况二:腰 \(=7\),底 \(=3\)。三边为 \(7, 7, 3\)。
第2步:计算周长。
情况一:周长 \(= 3+3+7=13\)。
情况二:周长 \(= 7+7+3=17\)。
第3步:关键检查!—— 挖出陷阱。
检查三角形三边关系:
✅ 情况二 (\(7, 7, 3\)):\(7+3>7\) ✓, \(7+7>3\) ✓。合法!
❌ 情况一 (\(3, 3, 7\)):\(3+3>7\)吗?\(6>7\)?不成立! 两条短边加起来还没长边长,这根本围不成三角形。
第4步:果断舍去,得出结论。 情况一不合法,要扔掉。所以周长只能是情况二的 \(17\)。
看,这就是分类讨论的严谨性!算出结果不算完,必须逐一验收,把“纸片三角形”踢出去。
【拔高例题】解方程:\( |x - 2| = 5 \)。(“| |”是绝对值符号,表示距离)
思维迁移:
这题看起来和三角形没关系了,但核心思想一模一样!\(|x-2|\) 意思是“数 \(x\) 到 \(2\) 的距离”。这个距离等于 \(5\)。那么 \(x\) 在哪?
“可能情况”出现了: \(x\) 可能在 \(2\) 的右边 \(5\) 个单位,也可能在 \(2\) 的左边 \(5\) 个单位!这不就是“\(6\) 可能是腰也可能是底”的翻版吗?
第1步:根据定义分类。
绝对值里面的 \(x-2\),可能是正数或零,也可能是负数。
👉 情况一(非负): 当 \(x - 2 \geq 0\),即 \(x \geq 2\) 时,\(|x-2| = x-2\)。
原方程变为:\(x - 2 = 5\),解得 \(x = 7\)。
检查:\(7 \geq 2\),满足情况一的前提条件。✅ 保留。
👉 情况二(负): 当 \(x - 2 < 0\),即 \(x < 2\) 时,\(|x-2| = -(x-2) = 2 - x\)。
原方程变为:\(2 - x = 5\),解得 \(x = -3\)。
检查:\(-3 < 2\),满足情况二的前提条件。✅ 保留。
第2步:汇总答案。 所以方程的解是 \(x = 7\) 或 \(x = -3\)。
看,虽然从“几何图形”跳到了“代数方程”,但“身份不确定,必须分情况”的灵魂一点没变!
📝 阿星必背口诀:
遇到问题先别慌,有无可能不一样?
分好情况慢慢算,每个结果验验看。
不合条件要舍弃,答案齐全最漂亮!
🚀 举一反三:变式挑战
等腰三角形两边长为 \(5\) 和 \(2\),求周长。
已知等腰三角形周长为 \(15\),其中一边长为 \(4\),求其他两边的长。(提示:\(4\) 可能是腰还是底?)
解方程:\( |2x + 1| = 7 \)。
解析与答案
【详尽解析】
变式一:
情况一:腰 \(=5\),底 \(=2\),三边 \(5,5,2\),周长 \(12\)。验证:\(5+2>5\) ✓。
情况二:腰 \(=2\),底 \(=5\),三边 \(2,2,5\),周长 \(9\)。验证:\(2+2>5\)?\(4>5\) ✘,舍去。
答案:周长是 \(12\)。
变式二:
设腰长为 \(a\),底为 \(b\)。已知 \(2a + b = 15\)。
分类1: 已知边 \(4\) 是腰。则 \(a=4, b=15-2\times4=7\)。三边为 \(4,4,7\)。验证:\(4+4>7\) ✓。
分类2: 已知边 \(4\) 是底。则 \(b=4, a=(15-4)/2=5.5\)。三边为 \(5.5, 5.5, 4\)。验证:\(5.5+4>5.5\) ✓。
答案:另外两边长为 \(4\) 和 \(7\), 或 \(5.5\) 和 \(5.5\)。
变式三:
情况一:当 \(2x+1 \geq 0\),即 \(x \geq -0.5\) 时,\(2x+1=7\),解得 \(x=3\)(满足条件)。
情况二:当 \(2x+1 < 0\),即 \(x < -0.5\) 时,\(-(2x+1)=7\),即 \(-2x-1=7\),解得 \(x=-4\)(满足条件)。
答案:\(x = 3\) 或 \(x = -4\)。
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