黃江泉
【摘要】函數(shù)型綜合題是各地中考試題中最基本、最常見的綜合題,它不僅是知識的綜合,一道題目中往往綜合考查函數(shù)、幾何等知識,而且是方法的綜合,同一道題目往往綜合考查初中數(shù)學(xué)的各種方法。函數(shù)型中考綜合題的常見解題策略有巧妙轉(zhuǎn)化、合理分類、數(shù)形結(jié)合、方程為橋等。
【關(guān)鍵詞】函數(shù);綜合題;解題策略
函數(shù)型綜合題是各地中考試題中最基本、最常見的綜合題,它不僅是知識的綜合,一道題目中往往綜合考查函數(shù)、幾何等知識,而且是方法的綜合,同一道題目往往綜合考查初中數(shù)學(xué)的各種方法。因此,探索函數(shù)型綜合題的解題策略,對提高學(xué)生的綜合解題能力和義務(wù)教育質(zhì)量有著十分重要的意義。
下面結(jié)合近年各地中考,具體分析函數(shù)型綜合題的基本解題策略。
一、巧妙轉(zhuǎn)化,化難為易
轉(zhuǎn)化思想是初中數(shù)學(xué)最基本的思想,復(fù)雜問題向簡單問題轉(zhuǎn)化,陌生問題向熟悉問題轉(zhuǎn)化,是數(shù)學(xué)解題的基本策略和方法。函數(shù)型綜合題的解題策略更是如此,不僅要善于把問題轉(zhuǎn)化,如面積最大值問題轉(zhuǎn)化為底邊(即線段)的最大值問題,周長最小值問題轉(zhuǎn)化為最短路程,全等或相似問題轉(zhuǎn)化為角的相等問題進(jìn)而轉(zhuǎn)化為邊的比問題等;而且要善于把方法轉(zhuǎn)化,如把點(diǎn)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)化為線段的長度,再把線段的長度轉(zhuǎn)化為方程,這些都是解決函數(shù)型綜合題的基本方法。
例1(2015廣西貴港):如圖1,拋物線與軸交于點(diǎn) 和點(diǎn),與軸交于點(diǎn)C,其對稱軸為.
(1)求拋物線的解析式并寫出其頂點(diǎn)坐標(biāo).
(2)若動點(diǎn)在第二象限內(nèi)的拋物線上,動點(diǎn)在對稱軸上:
①當(dāng),且時,求此時點(diǎn)的坐標(biāo).
②當(dāng)四邊形的面積最大時,求四邊形面積的最大值及此時點(diǎn)的坐標(biāo).
思路分析:問題②的基本思路是把求四邊形面積的最大值轉(zhuǎn)化為求一條線段的最大值,即過作軸的平行線與相交所得線段的最大值即可。
例2(2016廣西貴港):如圖2,拋物線與軸交于點(diǎn)和點(diǎn),與軸交于點(diǎn).
(1)求該拋物線的解析式.
(2)若點(diǎn)為軸下方拋物線上的一動點(diǎn),當(dāng)時,求點(diǎn)的坐標(biāo).
(3)在(2)的條件下,拋物線上是否存在點(diǎn),使?若存在,求出點(diǎn)的橫坐標(biāo);若不存在,請說明理由.
思路分析:問題(3)的基本思路是把角相等的問題轉(zhuǎn)化為線段的比,即過作于,過作軸于,要使,只需要引入點(diǎn)坐標(biāo)并轉(zhuǎn)化為相關(guān)線段的長度代入,即可把問題解決。
例3(2017江蘇鹽城改編):如圖3,在平面直角坐標(biāo)系中,直線與軸交于點(diǎn),與軸交于點(diǎn),拋物線經(jīng)過、兩點(diǎn),與軸的另一交點(diǎn)為點(diǎn).
(1)求拋物線的函數(shù)表達(dá)式.
(2)點(diǎn)為直線上方拋物線上一動點(diǎn):
①連接、,設(shè)直線交線段于點(diǎn),△CDE的面積為,△BCE的面積為,求的最大值.
②拋物線上是否存在點(diǎn),使得?若存在,求點(diǎn)的橫坐標(biāo);若不存在,請說明理由.
思路分析:問題(2)①中,△CDE和△BCE是等高三角形,因而首先要把面積比轉(zhuǎn)化為對應(yīng)底邊的比,即,觀察發(fā)現(xiàn),過作軸的平行線交于,則為定值,故想到過作軸的平行線交于,則;于是,求的最大值就轉(zhuǎn)化成了求DM的最大值了,這就是我們比較熟悉的問題了。
在(2)②中,要使得,過作軸的平行線交拋物線于,則,故只要,就有.設(shè)點(diǎn)坐標(biāo)為,則問題轉(zhuǎn)化為,問題即可解決。
解題中,能否一步步實(shí)現(xiàn)這樣的轉(zhuǎn)化,就是解題的突破口和關(guān)鍵了。
二、合理分類,逐一擊破
分類討論思想也是初中數(shù)學(xué)最重要的思想,很多問題都同時存在多個不同的情況,這個時候就要對各種情況進(jìn)行分類并逐類解決,才能得出問題的全部結(jié)果。很多函數(shù)型綜合題都包含多個未知情況,因此,分類討論是解決函數(shù)型綜合題的關(guān)鍵。
如例3中,“△BCD是直角三角形”就有三種情況:或或,只有進(jìn)行分類討論、排除,才能得出正確、完整的答案。
例4(2018廣西貴港):如圖4,已知二次函數(shù)的圖象與軸相交于、兩點(diǎn),與軸相交于點(diǎn).
(1)求這個二次函數(shù)的表達(dá)式.
(2)若是第四象限內(nèi)這個二次函數(shù)的圖象上任意一點(diǎn),軸于點(diǎn),與交于點(diǎn),連接.
①求線段的最大值.
②當(dāng)△PCM是以為一腰的等腰三角形時,求點(diǎn)的坐標(biāo).
思路分析:問題(2)②中,“△PCM是以為一腰的等腰三角形”包含了兩種情況:和,如果不進(jìn)行分類討論,就無法得出結(jié)果。
例5(2019廣西貴港):如圖5,已知拋物線的頂點(diǎn)為,與軸相交于點(diǎn),對稱軸為直線,點(diǎn)是線段的中點(diǎn).
(1)求拋物線的表達(dá)式.
(2)寫出點(diǎn)的坐標(biāo)并求直線的表達(dá)式.
(3)設(shè)動點(diǎn)、分別在拋物線和對稱軸上,當(dāng)以、、、為頂點(diǎn)的四邊形是平行四邊形時,求、兩點(diǎn)的坐標(biāo).
思路分析:問題(3)中,“以、、、為頂點(diǎn)的四邊形是平行四邊形”也有兩種可能:是平行四邊形的一條邊和是平行四邊形的對角線,必須進(jìn)行分類討論。
三、數(shù)形結(jié)合,避繁就簡
數(shù)形結(jié)合是在解決數(shù)學(xué)問題的過程中,把圖形性質(zhì)轉(zhuǎn)化成數(shù)量關(guān)系或者把數(shù)量關(guān)系用圖形的性質(zhì)來表示,使問題更簡單更直觀,以利于問題的解決。數(shù)形結(jié)合往往可以將問題簡單化,因而是解決函數(shù)型綜合題的重要橋梁。
如例2中,在求的長度時,充分運(yùn)用圖中隱含的等腰直角三角形的性質(zhì)就比較簡單。
例4中,在求的長度時,固然可以用代數(shù)方法解決:先設(shè)點(diǎn)坐標(biāo)為,然后求出的解析式,再求出點(diǎn)坐標(biāo),進(jìn)而求出。但充分利用圖中的幾何性質(zhì),問題就會更簡單。事實(shí)上,△BOC是等腰直角三角形,因而,而,這樣求就更簡單了。
例5中,當(dāng)是平行四邊形的一條邊時有,但如果直接用這個條件列方程解決,問題就比較復(fù)雜;而充分利用圖形平移的性質(zhì)來考慮,點(diǎn)向左平移2個單位、向下平移4個單位得到,同樣,點(diǎn)向左平移2個單位、向下平移4個單位得到,即,,這樣問題就簡單了。
例6(2013四川):如圖6,在平面直角坐標(biāo)系中,點(diǎn)、在軸上,點(diǎn)、在軸上,且,,拋物線經(jīng)過、、三點(diǎn),直線與拋物線交于另一點(diǎn).
(1)求這條拋物線的解析式.
(2)為拋物線上一動點(diǎn),為直線上一動點(diǎn),是否存在點(diǎn),使以點(diǎn)、、為頂點(diǎn)的三角形為等腰直角三角形?若存在,請求出所有點(diǎn)的坐標(biāo);若不存在,請說明理由.
思路分析:問題(2)中,充分運(yùn)用特殊圖形的性質(zhì),問題也異常簡單。先分類,當(dāng)為直角頂點(diǎn)時,設(shè)與軸交于,則△AOF為等腰直角三角形,故點(diǎn)坐標(biāo)為,的解析式為,聯(lián)合方程組即可求得點(diǎn)坐標(biāo);當(dāng)為直角頂點(diǎn)時,則,此時只能與重合;當(dāng)為直角頂點(diǎn)時,很容易看出也只能與重合。
【參考文獻(xiàn)】
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余麗,朱昌寶.中考二次函數(shù)綜合題賞析[J] .數(shù)理化學(xué)習(xí)(初中版),2007(11):28-30.