走进多函数几何,方法探究总结
2024-06-28曹玉利
曹玉利
[ 摘 要 ]多函数几何综合是中考的重点和难点问题,常作为压轴题出现,可综合考查学生的基础知识与综合能力.探究解析时需要把握知识关联点,数形结合解析函数与图象,提取模型转化条件.多函数综合题的解析思路十分重要,文章结合实例开展探究总结.
[ 关键词 ]多函数;数形结合;图象
问题探究
1.问题呈现
(1)求直线BD的解析式;
(2)E是线段BD上的一个动点,过点E作x轴的垂线交抛物线于点F,当折线EF+BE最大时,在抛物线对称轴上找一点P,在y轴上找一点Q,连接QE,OP,PQ,求OP+PQ+QE的最小值;
(3)如图2,连接BC,把△OBC沿x轴翻折,翻折后的△OBC记为△OBC′,现将△OBC′沿着x轴平移,平移后△OBC′记为△O′B′C″,连接DO′,C″B,记C″B与x轴形成的较小夹角度数为α,当∠O′DB=α时,求出此时点C″的坐标.
2.考点解析
上述为抛物线综合题,涉及函数与几何的相关知识,可归为多函数几何综合题,即包括了二次函数与一次函数的相关知识.题设三问,每问各自独立又具有一定的关联,探究解析时要深入解读条件,结合图象分析.
第(1)问求解直线BD的解析式,考查待定系数法.
第(2)问求解线段和的最小值,为线段最值问题.题干设定动点,构建折线,涉及点的对称,考查对称转化、动点模型构建等知识.
第(3)问求解点的坐标,涉及三角形翻折、平移等知识,属于几何动态问题,考查几何翻折、平移特性,函数背景下的几何动态分析转化是破题的关键.
3.思路突破
对于多函数几何综合题,可以采用分步突破的策略,即对特定问题条件进行针对性解析,把握关键信息,构建模型,逐步突破,下面具体探究.
第一步,待定系数求解析式
第(1)问求解直线BD的解析式,可先求出点B,D的坐标,假设出直线BD的解析式,再分别代入即可求解.
②线段和最值求解:如图4所示,作点E关于y轴的对称点N,EM⊥AB于点M,连接MN,交对称轴于点P,交y轴于点Q.由于点M,O关于对称轴对称,可得OP=PM.又知点E和点N关于y轴对称,则QE= QN,所以有OP + PQ + QE = PM + PQ + QN.
解后探究
上述基于一道函数与几何综合题开展解题探究,其中问题涉及多函数,主要探究二次函数与一次函数的图象,分析抛物线与直线的位置关系.其中后两问是问题的核心之问,解析过程与探究思路具有一定的参考价值,下面进一步探究解法.
1.关于第(2)问的解法探究
问题的第(2)问探究线段和最值,涉及三条线段,解题的核心知识是“两点之间,线段最短”,即构建线段共线,确定最值情形.上述解析的关键有两点:一是推导关键点的坐标,构建三角函数模型,借助三角函数来推导几何角,求出两线段和的最值,确定关键点的坐标;二是开展对称转化,构建线段共线,确定最值情形.
后续对于与线段和相关的最值问题,可按照如下步骤进行思路构建:
第一步,数形结合分析函数图象之间的位置关系,把握其中的几何特性;
第二步,充分提取图象中的几何模型,如相似模型、直角三角形模型、全等模型,进行线段关系转化;
第三步,把握线段的位置关系,开展对称转化,分析共线条件,构建共线模型,确定线段最值情形,完成求解.
2.关于第(3)问的解法探究
问题的第(3)问探究几何运动中点的坐标,其中三角形经历了翻折与平移,需要从“数”与“形”双重视角解读其中的几何运动.即翻折与平移过程中图形的形状并未发生变化,同时函数的解析式存在一定的关联.上述解析的关键有两点:一是把握翻折与平移的几何特性,推导几何条件;二是提取其中的相似模型,基于相似三角形对应边成比例构建方程,解方程求点的坐标.
后续对于与几何运动相关的综合问题,可按如下步骤进行思路构建:
第一步,理解几何运动过程,基于运动规律推导几何条件;
第二步,整合几何条件,提取其中的几何模型,挖掘隐含条件;
第三步,数形结合分析和转化条件,构建思路解题.
3.关于多函数综合题的解题策略总结
多函数综合常作为压轴题在中考中出现,通常融合一次函数、反比例函数与二次函数中的两种或三种,具体解析时要把握函数的图象和性质,逐步推理解析,有如下三种破解策略.
策略1:数形结合解析.对于多函数几何问题,可采用数形结合的分析策略,即审题、读题、理解图象,把握图象挖掘隐含条件,利用图象模型来转化条件.
策略2:把握对应关系.函数解析式与图象之间存在一定的关联,探究解析时可从“数”与“形”两个视角来解读.如联立函数解析式构建方程,所求点的坐标即为函数图象的交点,解的个数即为交点的个数.也可反向利用交点个数来解析方程解的个数.
策略3:提取模型简化.多函数几何问题的综合性强,解题时可以采用模型提取的方式,即简化图象,提取特殊模型,利用模型来转化条件.如提取图象中的全等或相似模型,直角三角形或等边三角形模型,利用模型特性来分析与转化条件.
拓展探究
上述总结了多函数问题的解题策略,以及典型问题的解题方法,下面结合实例进一步探究,强化解法,积累解题方法.