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初中生学好数学的方法

2024-06-26姚沁依

中学数学·初中版 2024年6期
关键词:二次函数学习方法中学生

姚沁依

摘要:函数主要是研究两个变量之间的对应关系,可以通过解析式法、列表法和图象法进行研究,从这个角度入手,二次函数的学习只要牢记表达式,记住一些特殊点、特殊直线,学会画函数图象,会求函数表达式,即掌握了二次函数学习方法.本文中从正确认识二次函数入手,进而在二次函数解题技巧中一步步理解概念,掌握学习方法.

关键词:中学生;学习方法;二次函数

新课标提出核心理念“人人都能获得良好的数学教育,不同的人在数学上得到不同的发展”,并要求将“数学学习”和“数学教学”合成一体,实现学生学和教师教的统一,发挥学生的主体性,调动学生的学习积极性,引导学生进行数学思考,掌握恰当的数学学习方法.

在中考中,二次函数知识所占比重较大,约为25%~40%,很多压轴题都是围绕二次函数出题,而且二次函数的专题较多,如相似三角形的存在性问题、最值问题、等腰三角形的存在性问题等.对于初中生而言,二次函数具有一定的抽象性,学习难度偏大,常常感到困惑和无从下手.再加上很多教师不太注重概念的讲解,对概念学习一带而过,未做深入剖析,导致学生极易出现概念理解不深刻、死记硬背、解题正确率偏低的情况.在这种情况下,学生需要进一步掌握二次函数的学习方法,改变思维,提高对基础知识的掌握程度,深入理解二次函数的基本概念、形式等内容,发展数形结合能力.

1 正确认识二次函数

根据二次函数的三种解析式全面正确地认识二次函数.

1.1 一般式

二次函数的一般式:y=ax2+bx+c(a≠0).

对称轴:直线x=-b2a.

顶点坐标:-b2a,4ac-b24a.

开口方向和最大值、最小值:a>0时,开口向上,函数值y在对称轴处取最小值4ac-b24a;a<0时,开口向下,函数值y在对称轴处取最大值4ac-b24a.

1.2 顶点式

二次函数的顶点式:y=a(x-h)2+k(a≠0).

需要注意的是,顶点式需要明确顶点坐标(h,k)或者已知对称轴时才可以应用.此外,要求学生会将一般式利用配方法进行配方,然后得到顶点式.

对称轴:直线x=h.

顶点坐标:(h,k).

开口方向和最大值、最小值:a>0时,开口向上,函数值y在对称轴处取最小值k;a<0时,开口向下,函数值y在对称轴处取最大值k.

1.3 交点式

二次函数的交点式:y=a(x-x1)(x-x2)(a≠0,且x1,x2为常数).

这里x1,x2是二次函数图象与x轴交点的横坐标,已知抛物线和x轴的交点及抛物线上另一点坐标时,通常先将函数解析式设为y=a(x-x1)(x-x2),然后将另一点坐标代入求出待定系数a.

对称轴:直线x=x1+x22.

顶点坐标:x1+x22,-a(x1-x2)24.

开口方向和最大值、最小值:a>0时,开口向上,函数值y在对称轴处取最小值-a(x1-x2)24;a<0时,开口向下,函数值y在对称轴处取最大值-a(x1-x2)24.

2 二次函数解题技巧

2.1 二次函数的图象和性质

二次函数的图象和性质的学习体现了数形结合的思想,对学生形成基本数学思想具有良好推动效果.尽管这是解题的关键,但是不能死记硬背,而应利用观察法、比较法,根据图象研究其性质,并分析不同图象之间的关系.对于二次函数,首先要求能够熟练画出函数图象,其次是了解顶点坐标、对称轴、开口方向及增减性.

画二次函数图象时,首先运

用配方法将二次函数解析式化为顶点式,明确图象开口方向、对称轴和顶点坐标,然后在对称轴两侧利用对称性和描点的方式画出y=ax2+bx+c的草图.画图时要抓住五个要点:开口方向、对称轴、顶点、与x轴交点、与y轴交点.但是实际上,这个“五要点法”在解题过程中没有太大作用.如何正确画出二次函数的图象才有用?这就需要先了解二次函数表达式中a,b,c和抛物线之间的关系.

在二次函数中,二次项系数a决定抛物线的开口方向与开口大小.

(1)a>0时,抛物线开口向上(与y轴正向一致).

(2)a<0时,抛物线开口向下(与y轴负向一致).

(3)|a|越大,抛物线开口越小.

(4)|a|越小,抛物线开口越大.

系数a与b共同决定对称轴的位置,简称为“同左异右”,b=0时对称轴为y轴.

系数c决定抛物线与y轴的交点.

解题时,求出抛物线的顶点坐标和与坐标轴的交点坐标,然后结合a,b的取值范围就可以画出对解题有帮助的函数图象.

例1在平面直角坐标系xOy中,抛物线与x轴交于点A,B(其中点A在点B的左侧),顶点为C(0,2),直线DB交y轴于点D,交抛物线于点P(43,-6).求抛物线的表达式和点D的坐标.

解:画出草图,如图1所示.

因为抛物线顶点为C(0,2),所以

设抛物线解析式为y=ax2+2(a≠0).

由点P(43,-6)在抛物线上,得

a(43)2+2=-6,解得a=-16.

所以,抛物线的解析式为

y=-16x2+2.

令y=0,得-16x2+2=0,解得

x1=-23,x2=23.

所以点A(-23,0),B(23,0).

设直线DP解析式为y=kx+b,则有

23k+b=0,43k+b=-6,解得k=-3,b=6.

所以直线DP的解析式为y=-3x+6,令x=0,则y=6.

故点D的坐标为(0,6).

2.2 二次函数的应用

在二次函数解析式的求解中,待定系数法是必考点,一般可分为四个小步骤:(1)设解析式,(2)找点坐标,(3)代入解析式解方程,(4)还原.

由于二次函数解析式有三种形式,因此设解析式时需要注意,已知顶点可设顶点式,已知与x轴的两个交点设交点式,其余情况设一般式.如果不能理解这四个步骤,解题就会漫无目的,必定“山重水复疑无路”;如果能够理解这四点,就可以熟练应用,思路也越来越清晰,必定“柳暗花明又一村”.

例2王经理到老李的果园内一次性采购苹果,俩人商量:王经理的采购价y(单位:元/t)和采购量x(单位:t)之间的函数关系图象如图2中折线段ABC所示(不包含端点A,但是包含端点C).

(1)求y与x之间的函数关系式;

(2)已知老李种植苹果的成本是2 800元/t,那么王经理的采购量是多少时,老李在这次买卖中所获利润w最大?最大为多少?

解:(1)根据图象可知,当0<x≤20时,y=8 000.

当20

将B(20,8 000),C(40,4 000)代入y=kx+b,得

8 000=20k+b,4 000=40k+b,

解得k=-200,b=12 000,则y=-200x+12 000.

所以y=8 000(0<x≤20),

-200x+12 000(20

(2)根据以上解析式式以及老李种植苹果的成本为2 800元/t,当20<x≤40时,

w=(-200x+12 000-28 00)x

=-200x2+9 200x

=-200(x-23)2+105 8000,

当x=23时,w最大=105 800(元).

故王经理的采购量为23 t时,老李在这次买卖中所获利润最大,且最大利润为105 800元.

反思:这道题考查了二次函数的应用,首先结合图象分段求出解析式,然后根据二次函数解析式求最值.

总之,在二次函数的学习中,需要先了解二次函数的概念与性质,掌握定义、图象、顶点、轴对称等,学会观察图象和利用方程来解题.

参考文献:

牛徐进.六步法提升初中数学二次函数图像的有效教学.科学咨询(教育科研),2021(2):276277.

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