例 求拋物線y2=2x上的動(dòng)點(diǎn)P到定點(diǎn)A(a,0)的距離PA的最小值.
錯(cuò)解: 設(shè)P(x,y),則PA2=(x-a)2+y2=x2-2ax+a2+2x=x2-2(a-1)x+a2=[x-(a-1)]2+2a-1.當(dāng)x=a-1時(shí),[x-(a-1)]2有最小值0,所以PA2min=2a-1,PAmin=.
錯(cuò)因分析 觀察答案,由題意可知a∈R,故2a-1≥0不一定成立,所以答案肯定有誤.再深入分析,由于P(x,y)在拋物線y2=2x上,所以x≥0.只有當(dāng)x=a-1≥0時(shí),[x-(a-1)]2=0才能成立,而a-1≥0卻未必成立. 所以我們要對(duì)參數(shù)a的取值范圍進(jìn)行討論.
正解: 由錯(cuò)解得PA2=[x-(a-1)]2+2a-1 (x≥0). 記f(x)=[x-(a-1)]2+2a-1 (x∈R).由二次函數(shù)性質(zhì)可知f(x)的圖象開口向上,對(duì)稱軸x=a-1.
當(dāng)a-1≥0即a≥1時(shí),由二次函數(shù)圖象性質(zhì)可知f(x)min=f(a-1)=2a-1>0,故PAmin=.
當(dāng)a-1<0即a<1時(shí),函數(shù)f(x) (x∈R)的圖象的對(duì)稱軸x=a-1<0,結(jié)合x≥0可知,當(dāng)x=0時(shí), f(x) (x≥0)有最小值a2>0,即PA2min=a2,故PAmin=a.
小結(jié) 根據(jù)題意可知x≥0,而a∈R,故a-1=x≥0不一定成立,因此我們有必要分“a-1≥0”與“a-1<0”兩種情況進(jìn)行討論.錯(cuò)解沒有進(jìn)行分類討論,所以造成了錯(cuò)誤.
一般來說,當(dāng)數(shù)學(xué)問題不能“一概而論”時(shí),均應(yīng)考慮分類討論. 分類討論是一種重要的解題策略,體現(xiàn)了化整為零、積零為整的思想與歸類整理的方法.所謂分類討論,就是先根據(jù)所求目標(biāo)的不同特點(diǎn),分為既不重復(fù)又不遺漏的幾類,分別進(jìn)行討論,再將各類情況加以綜合,得出結(jié)論.如果我們不清楚什么時(shí)候該進(jìn)行分類討論、如何進(jìn)行分類討論,就很容易導(dǎo)致出錯(cuò).
下面來總結(jié)一下引起分類討論的原因.
(1) 分類定義引起討論.
有些概念、性質(zhì)或公式是分類定義的,在不同的條件下有不同的情況.如果題目涉及這類概念、性質(zhì)和公式,就要進(jìn)行分類討論.分類定義的情況主要包括指數(shù)函數(shù)與對(duì)數(shù)函數(shù)的單調(diào)性、等比數(shù)列的前n項(xiàng)和、由數(shù)列的前n項(xiàng)和Sn求通項(xiàng)an、絕對(duì)值內(nèi)表達(dá)式的正負(fù)等.
比如,對(duì)于問題“函數(shù)……