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:
- 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……)。
- 不重:任何一种情况只落在一类里。
- 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 y=x2−2x−3 的对称轴是 x=1。求它在区间 [p, p+3] 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。
✓ 猜对了!✗ 和你想的不一样——这正是值得停一下的地方。
3 种:对称轴在区间右边、在区间里面、在区间左边。每一种情况下,最小值取到的位置不一样。
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 -
先定标准 配方:y=(x−1)2−4,对称轴 x=1,开口向上。最小值在哪里取到,只看对称轴在区间的哪一边。
y=(x−1)2−4
-
第一类:轴在区间右边
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第二类:轴在区间里面
-
第三类:轴在区间左边
-
检查:不重不漏
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 ax=b 时,“除以 a”这一步只有 a=0 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 -
整理成 ax = b 含 x 的移到左边,其余移到右边,两边分解因式。
(m2−1)x=m+1 ⟺ (m−1)(m+1)x=m+1
-
定标准:x 的系数是不是 0
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第一类:m ≠ ±1
-
第二类:m = −1
-
第三类:m = 1
同样是“系数为 0”,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 15 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 -
先排序,防止重复 约定 a≤b≤c。这样 (3,5,7) 和 (7,3,5) 只会被数一次——这是“不重”。
a≤b≤c, a+b+c=15
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定标准:最长边 c
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c = 5
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c = 6
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c = 7
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加起来
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 5 的余数分类,所有整数只有 5 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 -
定标准:n 除以 5 的余数 任何整数 n 都能写成 5k+r,其中 r=0,1,2,3,4。不重不漏,正好五类。
n=5k+r
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只看余数就够了
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五类逐一算
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结论
练一练
三边长都是整数、周长为 13 的三角形有多少个?
提示 · 方向先约定 a≤b≤c,再选一个分类标准。
提示 · 方法按最长边 c 分类。由 3c≥13 和 13−c>c 定出 c 的范围。
提示 · 第一步c≥313 且 c<6.5,所以 c=5 或 6。
完整解答c=5:a+b=8,b≤5,有 (3,5,5),(4,4,5),2 个。c=6:a+b=7,b≤6,有 (1,6,6),(2,5,6),(3,4,6),3 个。共 2+3=5 个。
关于 x 的方程 (m2−4)x=m+2 无解。求 m 的值。
提示 · 方法无解需要 a=0 而 b=0。先找出让系数为 0 的 m,再分别检查右边。
提示 · 第一步m2−4=0 得 m=2 或 m=−2。两个都要代回去看。
完整解答m=2:方程是 0⋅x=4,无解。m=−2:方程是 0⋅x=0,任何数都是解。所以 m=2。
已知 y=x2−4x+5 在区间 [t, t+1] 上的最小值是 2。求 t 的所有可能值(用逗号隔开)。
提示 · 方向配方,找出对称轴。然后按对称轴和区间的位置分三类。
提示 · 方法y=(x−2)2+1。轴在区间右边(t≤1)时最小值是 f(t+1);在区间里面(1<t<2)时是 1;在左边(t≥2)时是 f(t)。
提示 · 第一步t≤1:(t−1)2+1=2,得 t=0 或 t=2。别急着都收下,回头看这一类的条件。
完整解答t≤1 时 t=0 或 2,只有 t=0 符合 t≤1。1<t<2 时最小值是 1=2,没有。t≥2 时 (t−2)2+1=2,得 t=3 或 1,只有 t=3 符合。所以 t=0 或 t=3。