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关于二次函数综合题的探究与思考

2018-03-04程艳

数学教学通讯·初中版 2018年12期
关键词:平移几何综合题

程艳

[摘  要] 以二次函数为背景的综合题,一般借助函数图像上点的坐标建立与几何图形、图形运动的关系,使问题形式多样化. 掌握学习方法,参透函数知识,总结解题策略是突破综合题的关键,本文以一道二次函数综合题为例,进行解题探析.

[关键词] 二次函数;综合题;数形结合;平移;几何;策略

问题背景解读

二次函数是一次函数与反比例函數的延伸学习,也是代数与几何相结合的代表性内容,对于该内容的学习从两个方面进行:一是函数表达式,二是函数的图像. 二次函数的表达式可以视为二元二次方程,求解函数参数的过程可以视为是解方程组的过程;而二次函数的图像具有自身的特性,如开口方向和单调性,并且其性质与函数的参数有着直接的关系,也是初中阶段研究的重点.

中考对于二次函数的考查通常以综合题的形式进行,并且紧抓其几何与代数的相融性,以直角坐标系为载体,借助点的坐标构建两大知识领域的联系. 近几年的中考二次函数综合题涉及的几何图形有三角形、圆、矩形、菱形、平行四边形等,融合了平移、旋转、翻折等内容,考查坐标求值、线段比例、面积构建、图形构造等问题,对其进行深入探究具有十分重要的意义.

考题解例示范

二次函数综合题的复杂不仅在于其计算过程的复杂,更在于解题的分析过程,以涉及平移并结合几何图形的二次函数题为例,需要把握函数解析式与图形之间的坐标联系,紧抓平移特性开展解题探索,下面对2018年上海市的二次函数压轴题进行分析.

(2018年上海市中考卷第24题)如图1所示,在平面直角坐标系中,抛物线y= -1/2x2+bx+c经过点A(-1,0)与B(0,5/2),点C是抛物线的顶点,点D在抛物线的对称轴上且位于点C的下方,将线段CD绕点D顺时针旋转90°,点C正好落在抛物线的点P处.

(1)求抛物线的表达式;

(2)求线段CD的长;

(3)将抛物线平移,使得点C与原点O相重合,此时点P落在点E处,点M落在y轴上,如果以四点O,M,E,D为顶点的四边形面积为8,试求点M的坐标.

破题第一招——细致读题,标画提炼

一般函数压轴题的题干文字叙述较多,关键的条件均隐含在其中,因此在读题时需要放平心态,集中注意力. 读题可以分两步进行:第一步是全题通读,标注其中的关键词语;第二步是条件提炼,即关注题干描述函数图像的词语,从中提炼抛物线的特征,如开口方向、顶点坐标和对称轴等,通过这样的细致读题来构建二次函数的框架.

破题第二招——构建模型,理清思路

求解二次函数最为有效的方法是构建特定的模型,问题的分析应建立在具体模型上. 如求解二次函数的表达式应根据待定系数法,构建“点坐标——方程组——函数参数”的模型;求解线段长应把握几何与代数的联系性,构建“几何性质——点坐标——线段长”的模型,或者基于方程思想构建求解几何线段的函数方程;而求解图形面积问题时,则需要构建研究图形的面积模型,将问题转化为求解关键点的坐标.

破题第三招——有理有据,有序全面

数学解题过程讲求“有理有据,有序全面”八字原则,“有理有据”即分析时必须依据基本的数学原理和性质,所进行的推导必须在教材中有出处,尤其是解函数综合题,对题干条件进行转化时都必须有依据. 而“有序全面”则指的是在对问题进行拆解、结论推演时必须按照一定的次序,遵循一定的逻辑,并且问题分析要全面,做到不遗漏不重复. 这与命题的过程和原则是一致的,必要时可以采用分类讨论的方法,确保所获得的答案全面准确.

考题解后思考

上述考题以旋转、平移作为载体,主要考查了二次函数表达式、平移性质、求解线段长和几何面积模型等内容. 从解题过程的思想方法来看,考查了方程思想、数形结合思想,理顺几何与函数之间的联系是突破考题的关键,下面进一步反思解题,总结学习经验.

1. 透视函数知识,数形角度思考

二次函数知识是初中数学的重难点知识,其几何与代数的双重性质往往是中考压轴题的命题素材,对于二次函数知识应该从几何与代数两个视角进行概念、性质透视. 如对于二次函数的表达式学习应结合代数的多元方程,而对于函数性质特征的学习则需要结合对应的图像,可根据图像的变化理解二次函数的顶点坐标、开口方向、单调性和最值. 同时,对于二次函数的学习还需要进行数形对照,如结合图像理解参数a的大小和符号,根据图像理解顶点坐标与对称轴的关系等. 二次函数学习的关键是建立一个完善的研究体系,然后采用合理的方法透视内容.

2. 紧抓知识联系,构建分析策略

二次函数综合题是中考的重点题型,上述题目将平面几何、图形运动相结合只是其中较为常见的形式,求解这类综合问题的关键是抓住知识之间的纽带,从知识联系性角度突破. 如函数与平移、旋转问题则需要结合图形运动的不变性,从动态问题中提炼不变条件和变化规律,建立函数运动的模型,探究点运动的规律;而对于函数与几何图形结合问题,则应基于数形结合研究方法,依据“图像←→特征←→线段←→点坐标←→函数表达式”的解题策略进行单向或多向探究,充分利用“点坐标”的衔接作用对问题进行转化. 对于函数中的几何问题,可以结合点坐标,基于方程思想构建研究模型,通过解方程的方式实现求解. 解决函数综合题实际上就是策略运用和模型构建的过程,掌握解题策略即可显著提升解题能力.

写在最后

任何知识都不是孤立存在的,这也是函数综合问题命制的背景,因此我们在学习二次函数知识时要将其放在整个知识体系中,把握二次函数的特性进行多视角的知识透视梳理,只有这样才有利于后续的知识迁移、拓展学习,也有利于构建二次函数综合题的解题策略.

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