浅析函数型综合题的解题策略
2020-05-14黄江泉
黄江泉
【摘要】函数型综合题是各地中考试题中最基本、最常见的综合题,它不仅是知识的综合,一道题目中往往综合考查函数、几何等知识,而且是方法的综合,同一道题目往往综合考查初中数学的各种方法。函数型中考综合题的常见解题策略有巧妙转化、合理分类、数形结合、方程为桥等。
【关键词】函数;综合题;解题策略
函数型综合题是各地中考试题中最基本、最常见的综合题,它不仅是知识的综合,一道题目中往往综合考查函数、几何等知识,而且是方法的综合,同一道题目往往综合考查初中数学的各种方法。因此,探索函数型综合题的解题策略,对提高学生的综合解题能力和义务教育质量有着十分重要的意义。
下面结合近年各地中考,具体分析函数型综合题的基本解题策略。
一、巧妙转化,化难为易
转化思想是初中数学最基本的思想,复杂问题向简单问题转化,陌生问题向熟悉问题转化,是数学解题的基本策略和方法。函数型综合题的解题策略更是如此,不仅要善于把问题转化,如面积最大值问题转化为底边(即线段)的最大值问题,周长最小值问题转化为最短路程,全等或相似问题转化为角的相等问题进而转化为边的比问题等;而且要善于把方法转化,如把点的坐标转化为线段的长度,再把线段的长度转化为方程,这些都是解决函数型综合题的基本方法。
例1(2015广西贵港):如图1,抛物线与轴交于点 和点,与轴交于点C,其对称轴为.
(1)求抛物线的解析式并写出其顶点坐标.
(2)若动点在第二象限内的抛物线上,动点在对称轴上:
①当,且时,求此时点的坐标.
②当四边形的面积最大时,求四边形面积的最大值及此时点的坐标.
思路分析:问题②的基本思路是把求四边形面积的最大值转化为求一条线段的最大值,即过作轴的平行线与相交所得线段的最大值即可。
例2(2016广西贵港):如图2,抛物线与轴交于点和点,与轴交于点.
(1)求该抛物线的解析式.
(2)若点为轴下方抛物线上的一动点,当时,求点的坐标.
(3)在(2)的条件下,抛物线上是否存在点,使?若存在,求出点的横坐标;若不存在,请说明理由.
思路分析:問题(3)的基本思路是把角相等的问题转化为线段的比,即过作于,过作轴于,要使,只需要引入点坐标并转化为相关线段的长度代入,即可把问题解决。
例3(2017江苏盐城改编):如图3,在平面直角坐标系中,直线与轴交于点,与轴交于点,抛物线经过、两点,与轴的另一交点为点.
(1)求抛物线的函数表达式.
(2)点为直线上方抛物线上一动点:
①连接、,设直线交线段于点,△CDE的面积为,△BCE的面积为,求的最大值.
②抛物线上是否存在点,使得?若存在,求点的横坐标;若不存在,请说明理由.
思路分析:问题(2)①中,△CDE和△BCE是等高三角形,因而首先要把面积比转化为对应底边的比,即,观察发现,过作轴的平行线交于,则为定值,故想到过作轴的平行线交于,则;于是,求的最大值就转化成了求DM的最大值了,这就是我们比较熟悉的问题了。
在(2)②中,要使得,过作轴的平行线交抛物线于,则,故只要,就有.设点坐标为,则问题转化为,问题即可解决。
解题中,能否一步步实现这样的转化,就是解题的突破口和关键了。
二、合理分类,逐一击破
分类讨论思想也是初中数学最重要的思想,很多问题都同时存在多个不同的情况,这个时候就要对各种情况进行分类并逐类解决,才能得出问题的全部结果。很多函数型综合题都包含多个未知情况,因此,分类讨论是解决函数型综合题的关键。
如例3中,“△BCD是直角三角形”就有三种情况:或或,只有进行分类讨论、排除,才能得出正确、完整的答案。
例4(2018广西贵港):如图4,已知二次函数的图象与轴相交于、两点,与轴相交于点.
(1)求这个二次函数的表达式.
(2)若是第四象限内这个二次函数的图象上任意一点,轴于点,与交于点,连接.
①求线段的最大值.
②当△PCM是以为一腰的等腰三角形时,求点的坐标.
思路分析:问题(2)②中,“△PCM是以为一腰的等腰三角形”包含了两种情况:和,如果不进行分类讨论,就无法得出结果。
例5(2019广西贵港):如图5,已知抛物线的顶点为,与轴相交于点,对称轴为直线,点是线段的中点.
(1)求抛物线的表达式.
(2)写出点的坐标并求直线的表达式.
(3)设动点、分别在抛物线和对称轴上,当以、、、为顶点的四边形是平行四边形时,求、两点的坐标.
思路分析:问题(3)中,“以、、、为顶点的四边形是平行四边形”也有两种可能:是平行四边形的一条边和是平行四边形的对角线,必须进行分类讨论。
三、数形结合,避繁就简
数形结合是在解决数学问题的过程中,把图形性质转化成数量关系或者把数量关系用图形的性质来表示,使问题更简单更直观,以利于问题的解决。数形结合往往可以将问题简单化,因而是解决函数型综合题的重要桥梁。
如例2中,在求的长度时,充分运用图中隐含的等腰直角三角形的性质就比较简单。
例4中,在求的长度时,固然可以用代数方法解决:先设点坐标为,然后求出的解析式,再求出点坐标,进而求出。但充分利用图中的几何性质,问题就会更简单。事实上,△BOC是等腰直角三角形,因而,而,这样求就更简单了。
例5中,当是平行四边形的一条边时有,但如果直接用这个条件列方程解决,问题就比较复杂;而充分利用图形平移的性质来考虑,点向左平移2个单位、向下平移4个单位得到,同样,点向左平移2个单位、向下平移4个单位得到,即,,这样问题就简单了。
例6(2013四川):如图6,在平面直角坐标系中,点、在轴上,点、在轴上,且,,抛物线经过、、三点,直线与抛物线交于另一点.
(1)求这条抛物线的解析式.
(2)为抛物线上一动点,为直线上一动点,是否存在点,使以点、、为顶点的三角形为等腰直角三角形?若存在,请求出所有点的坐标;若不存在,请说明理由.
思路分析:问题(2)中,充分运用特殊图形的性质,问题也异常简单。先分类,当为直角顶点时,设与轴交于,则△AOF为等腰直角三角形,故点坐标为,的解析式为,联合方程组即可求得点坐标;当为直角顶点时,则,此时只能与重合;当为直角顶点时,很容易看出也只能与重合。
【参考文献】
冯玺.挖掘数学本质 凸显育人价值——对近年宁夏中考试卷中二次函数综合题的几点思考[J] .初中数学教与学,2018(16):34-36.
余丽,朱昌宝.中考二次函数综合题赏析[J] .数理化学习(初中版),2007(11):28-30.