方法线路 M18 · 什么时候用?为什么用?

分类与枚举

情况不同就分开处理:选定一个标准,分得不重不漏,每一类都变成一道简单的小题。

📖 配合《解题方法与策略》§4.3阅读

一个想法,一张图推着宽度为 3 的窗口从左走到右。最小值 ● 先在哪里取到?后来换到了哪里?一共换了几次?

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一句话

一把尺子量到底,不重不漏。

有些题没法一口气做完,因为“情况不一样,做法就不一样”。那就分开做。分类只有三条纪律:

  1. 一个标准:每次只按一件事来分(按最长边、按余数、按对称轴的位置……)。
  2. 不重:任何一种情况只落在一类里。
  3. 不漏:所有的类合起来,正好是全部情况。

分好之后,每一类都比原题多了一个已知条件——题目就变简单了。

先猜后证

抛物线 的对称轴是 。求它在区间 上的最小值,按“对称轴和区间的位置关系”要分几种情况?

先选定答案,才能看到结论。

第 1 站 · 二次函数的最值(卷三)

例:求 y = x² − 2x − 3 在 [p, p + 3] 上的最小值

第 1 / 5 步
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  1. 先定标准

    配方:,对称轴 ,开口向上。最小值在哪里取到,只看对称轴在区间的哪一边。

交界点归哪一类都可以,但只能归一类;两边算出来的值在交界处应当相等——这是检查分类有没有出错的好办法。

第 2 站 · 含字母系数的方程(卷二)

解方程 时,“除以 ”这一步只有 才能做。字母系数的方程,天生就要分类。

例:解关于 x 的方程 m²x − 1 = x + m

第 1 / 5 步
  1. 整理成 ax = b

    含 的移到左边,其余移到右边,两边分解因式。

同样是“系数为 ”,一个有无穷多解,一个无解——所以它们不能并成一类。

第 3 站 · 计数(卷七)

数数最怕乱数。按一个标准把对象排好队,每一类就能一眼数清。

三边长都是整数、周长为 的三角形有多少个?(三边相同的算同一个。)

例:周长为 15 的整数边三角形

第 1 / 6 步
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  1. 先排序,防止重复

    约定 。这样 和 只会被数一次——这是“不重”。

第 4 站 · 不定方程(卷六)

整数有无穷多个,没法一个个试。但按除以 的余数分类,所有整数只有 类——无穷多种情况变成了五种。

例:证明 n² + n + 1 永远不是 5 的倍数

第 1 / 4 步
  1. 定标准:n 除以 5 的余数

    任何整数 都能写成 ,其中 。不重不漏,正好五类。

练一练

练习 1基础

三边长都是整数、周长为 的三角形有多少个?

练习 2提高

关于 的方程 无解。求 的值。

练习 3挑战

已知 在区间 上的最小值是 。求 的所有可能值(用逗号隔开)。

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没看是不是零就除过去

错误的做法:解关于 的方程 :两边同除以 ,得 。
错在哪里?先想一想,再打开

病因 当 时,,不能做除数。这时方程是 ,任何数都是解,不只是 。

正确的做法:先分类: 时,; 时, 可以是任意数。凡是要除以含字母的式子,先问它会不会等于 。

「除以字母之前,先问它是不是零」

展品

分完类,忘了每一类自己的“门槛”

错误的做法:周长为 的等腰三角形,三边都是整数。按腰长分类:腰可以是 ,所以共有 个。
错在哪里?先想一想,再打开

病因 每一类都要过两道门槛。底边 要是正数,所以腰 ;两腰之和要大于底边,,所以 。腰为 时根本围不成三角形(比如 )。

正确的做法:腰只能是 或 : 和 ,共 个。分类只是把题目切开,每一块里的条件还得逐条检查。

「每一类算完,回头对一遍这一类的条件」

这条线路经过的站

同一个想法,在不同的地方各用一次。

  1. 计数卷七《组合趣题》第 1 章
  2. 含字母系数的一次方程卷二《方程与方程组》第 3 章
  3. 函数的最值卷三《一次函数与二次函数》第 5 章
  4. 不定方程的常用解法卷六《整除、同余与不定方程》§3.2