白玫
[摘 要]二次函數(shù)題往往作為中考壓軸題出現(xiàn),文章對二次函數(shù)常見中考題型及解題策略進行了研究,以為中考復習提供幫助。
[關鍵詞]中考;二次函數(shù);壓軸題;策略
[中圖分類號]? ? G633.6? ? ? ? [文獻標識碼]? ? A? ? ? ? [文章編號]? ? 1674-6058(2022)08-0010-03
在初中,二次函數(shù)的概念主要是用變量來定義的,而在高中,二次函數(shù)的概念是用映射來定義的,這樣安排符合學生的認知特點。對初中生來說,僅記住二次函數(shù)的概念是不夠的,如果不能深刻理解,學習它的圖像和性質(zhì)就有困難。因此,我們要根據(jù)學生的認知狀況選擇教學策略,幫助學生總結(jié)和解決問題,提高學生分析和解決問題的能力,從而實現(xiàn)知識的正向遷移。
一、二次函數(shù)壓軸題呈現(xiàn)
[例1](2020年昆明市中考數(shù)學壓軸題)如圖1,兩條拋物線[y1=-x2+4],[y2=-15x2+bx+c]相交于A,B兩點,點A在x軸負半軸上,且為拋物線y2的最高點。
(1)求拋物線[y2]的解析式和點B的坐標;
(2)點C是拋物線[y1]上A,B之間的一點,過點C作x軸的垂線交[y2]于點D,當線段CD取最大值時,求[S△BCD]。
分析:(1)可先求出[A]點的坐標(-2,0),再求出[y2]的對稱軸[-b2a=-2],然后代入一元二次函數(shù)[y2=-15x2+bx+c],求出[y2]的解析式,將[y1]與[y2]聯(lián)立,求出點[B]坐標。(2)可以通過已知條件先將[S△BCD]表示出來,再通過點[C]和點[D]的橫坐標一樣,求出點[C]與點[D]間的距離[d], 過點[B]作[CD]的垂線,交點為[E],求出[BE]的距離,由[S△BCD=12CD·BE]即可求出[S△BCD]。
解答:(1)當[y1=0]時,即[-x2+4=0],解得[x=±2],
∵點[A]在[x]軸的負半軸上,∴A(-2,0),
∵[y2=-15x2+bx+c]的最高點為A(-2,0),
∴拋物線[y2]的解析式為[y2=-15x+22],
即[y2=-15x2-45x-45]。
當[y1=y2]時,[-x2+4=-15x2-45x-45],
解得[x1=3],[x2=-2](舍去),∴當[x=3]時,[y=-32+4=-5],
∴[B(3,-5)]。
(2)如圖2,設點[C(m,-m2+4)],則點[Dm,-15m2-45m-45],
∵點C是拋物線[y1]上A,B之間的一點,
∴[-2 ∴[CD=-m2+4--15m2-45m-45] [=-45m2+45m+245] 當 [m=-452×-45=12] 時,[CD]有最大值, [CD最大=-45×122+45×12+245=5], 過點[B]作[BE⊥CD],垂足為[E], ∵點[C]的橫坐標為[12] ,點[B]的橫坐標為3, ∴[BE=3-12=52], ∴[S△BCD=12CD?BE=12×5×52=254]。 [例2]如圖3,在平面直角坐標系中,二次函數(shù)的圖像交坐標軸于A(-1,0),B(4,0),C(0,-4)三點,點P是直線[BC]下方拋物線上一動點。 (1)求這個二次函數(shù)的解析式; (2)動點[P]運動到什么位置時,[△PBC]面積最大,求出此時[P]點坐標和[△PBC]的最大面積。 分析:(1)由題意可知三個坐標點,分別設一次函數(shù)的解析式為[y1=ax+b]和二次函數(shù)的解析式為[y2=ax?+bx+c],然后將坐標點代入解析式中,即可得到二次函數(shù)的解析式和一次函數(shù)的解析式。(2)過[P]點作垂直于[x]軸的直線,交[x]軸于點[E],交直線[BC]于點[F],[S△PCB=S△PFC+S△PFB=12PF·OB],所以只需要求出[PF],就可以求得[S△PCB], 設點[F]的坐標為[(t, t-4)],[PF]等于一次函數(shù)和二次函數(shù)之間的距離,求出[t]的取值就可以求出面積和坐標。 解答:(1)設拋物線的解析式為[y=ax2+bx+c],把[A]、[B]、[C]三點的坐標代入可得 [a-b+c=0,16a+4b+c=0,c=-4,]解得 [a=1,b=-3,c=-4,] 可得拋物線的解析式為[y=x2-3x-4]。 (2)點[P]在拋物線上,可設[P(t, t2-3t-4)],作[PE]∥y軸交[x]軸于點[E],交直線[BC]于點[F],如圖4,[B(4, 0)],[C(0,-4)],直線[BC]的解析式為[y=x-4],[F(t, t-4)],[PF=(t-4)-(t2-3t-4)=-t2+4t],[S△PBC=S△PFC+S△PFB=12PF·OE+12PF·BE=12PF·(OE+BE)=12PF·][OB=12(-t2+4t)×4=-2(t-2)2+8],當[t=2]時,[S△PBC]的最大值為8,此時[t2-3t-4=-6],當點[P]的坐標為(2,- 6)時,[△PBC]的最大面積為8。 [例3]如圖5,已知拋物線[y=ax2+c]過點(-2,2),(4,5),過定點[F(0, 2)]的直線[l]:[y=kx+2]與拋物線交于[A],[B]兩點,點[B]在點[A]的右側(cè),過點[B]作[x]軸的垂線,垂足為[C]。B07A3443-B1AE-46FA-961A-68D820A5AF29 (1)求拋物線的解析式; (2)若[k=1],在直線[l]下方的拋物線上是否存在點[Q],使得[△QBF]的面積最大?若存在,求出點[Q]的坐標及[△QBF]的最大面積;若不存在,請說明理由。 分析:(1)將(-2,2),(4,5)兩點坐標代入拋物線[y=ax2+c],可求出拋物線的解析式。 (2)由條件[k=1],可以知道一次函數(shù)的解析式,聯(lián)立二次函數(shù)解析式,可以知道點[A]和點[B]的坐標。為了求證在直線[l]下方的拋物線上是否存在點[Q],使得[△QBF]的面積最大,我們要先設點[Q]和點[E]的坐標。設點[Q]的坐標([t, 14x?+1]),過點[Q]作[x]軸的垂線,交[AB]于點[E],點[E]和點[Q]的橫坐標一樣,[S△QFB=S△QFE+S△QEB=12QE·OC],[QE]就是[x=t]時,一次函數(shù)和二次函數(shù)之間縱坐標之間的距離,求出[t]的取值,即可求出坐標和面積。 解答:(1)把點(-2,2),(4,5)代入[y=ax2+c]得 [4a+c=2,16a+c=5,]解得 [a=14,c=1,] 所以拋物線解析式為[y= 14 x2+1]。 (2)作[QE]∥y軸交[AB]于[E],如圖6,當[k=1]時,一次函數(shù)的解析式為[y=x+2],解方程組 [y=x+2,y=14x2+1,] 得 [x=2+22,y=4+22,]或 [x=2-22,y=4-22,]則[B2+22, 4+22 ]。設[Qt, 14t2+1],則[E(t, t+2)],[EQ=t+2-14t2+1=-14t2+t+1],[S△QBF=S△EQF+S△EQB=12×2+22×EQ=12×2+22? ][-14t2+t+1=] [-2+14(t-2)2+2+22],當[t=2]時,[S△QBF]有最大值,最大值為[2+22],此時[Q]點坐標為(2,2)。 [例4]已知在平面直角坐標系[xOy]中,[O]為坐標原點,二次函數(shù)[y=x2+bx]的圖像經(jīng)過點[A(-1, 4)],交[x]軸于點[B(a, 0)]。 (1)求[a]與[b]的值; (2)如圖7,點[M]為拋物線上的一個動點,且在直線[AB]下方,試求出[△ABM]面積的最大值及此時點[M]的坐標。 分析:(1)已知點[A]和點[B]的坐標,將點[A]坐標代入二次函數(shù)解析式[y=x2+bx]求出[b]的值,再將點[B]坐標代入求出來的二次函數(shù)解析式中可求出[a]。 (2)設點[M]的坐標為[(x, x2-3x)],作[MG∥y]軸交[AB]于點[G],而點[G]的坐標就是[(x,-x+3)],又因為點[M]和點[G]的橫坐標一樣,點[M]位于點[G]的下方,所以直線[MG]的距離可用點[G]的縱坐標減去點[M]的縱坐標,即[(-x+3)-(x2-3x)],化簡后便可以得到此函數(shù)為一個開口向上的二次函數(shù),因此在二次函數(shù)的對稱軸上值最大,那么A,B,M,G四點的坐標便都可以得到,從而可根據(jù)[S△ABM=S△AMG+S△BMG]計算出[S△ABM]的面積。 解答:(1)把[A(-1, 4)]代入[y=x2+bx]得到[4=1-b],[b=-3],[y=x2-3x];因為[B(a, 0)]在函數(shù)圖像上,所以將[B(a, 0)]代入[y=x2-3x]得[a2-3a=0],求得[a=3]或[a=0](舍棄),即[a=3]。 (2)如圖8,作[MG∥y]軸交[AB]于點[G]。 設直線[AB]的解析式為[y=kx+b],把[(-1, 4)],[(3, 0)]代入得 [-k+b=4,3k+b=0,]解得 [k=-1,b=3,]由此可得[y=-x+3]。設[M(x, x2-3x)],則[G(x,-x+3)],[S△ABM=S△AMG+S△BMG=12×4×(-x+3)-(x2-3x)=-2x2+4x+6=-2(x-1)2+8],當[x=1]時,[△ABM]的面積最大,最大值為8,此時[M(1 ,-2)]。 二、二次函數(shù)壓軸題解答的一般過程 解決問題分為三步:認真審視問題、探索解決問題的思路、正確解決問題。首先仔細閱讀題目的意思,其次在理解問題意思的基礎上,判斷給定的問題屬于哪一類型,最后利用常見的相關策略來解決問題。 (一)熟悉題目,理解問題情境 二次函數(shù)壓軸題一般由平面直角坐標系下的文本和圖形組成。因此,熟悉問題,了解問題的含義是解決問題的第一步。要掌握問題中的關鍵信息,剔除問題給出的干擾信息,分析問題的有用條件,確定問題的本質(zhì)。 (二)確定問題類型,找出解題思路 根據(jù)問題的性質(zhì),判斷該問題屬于哪種類型,判斷是否與某種類型一致,若一致,從中推導出共性問題的解決思路,為下一步解題提供明確的方向。 (三)將知識整合,求解答案 方向明確后,需要搜索出問題中涉及的所有知識點,根據(jù)之前的解決思路,整合知識,逐步探索問題的答案,判斷答案的合理性,進一步解決問題。 三、二次函數(shù)壓軸題教學的啟示 (一)培養(yǎng)學生靈活運用知識的能力 初中學生的知識要靠實踐來鞏固,因此,可讓學生反復練習相關的考試題,使學生能靈活運用相關知識解決問題。 (二)注重對知識的整理和歸納 教師要把解題過程中的知識點全部整理出來,總結(jié)所有知識點的共同點,加強學生對每個知識點的掌握,以便他們能靈活應用知識解決問題。 (三)注重學生數(shù)學運算能力的培養(yǎng) 數(shù)學運算能力是學生學習數(shù)學的基礎,在二次函數(shù)壓軸題的教學中,要重視培養(yǎng)學生的數(shù)學運算能力。通過分析,發(fā)現(xiàn)一些學生在解題過程中,雖然方法是正確的,但常因為計算能力弱導致計算出錯而失分。因此,在教學中教師要加強計算訓練,培養(yǎng)學生的運算能力,盡量讓學生正確、快速地計算,并形成檢查的習慣。 (四)注重滲透數(shù)學思想 數(shù)學思想可以理解為對數(shù)學科學研究及其本質(zhì)規(guī)律的理解和認識。在解題中,通常會應用多種數(shù)學思想,如轉(zhuǎn)化思想、數(shù)形結(jié)合思想、分類討論思想等。在教學中,教師應有目的地滲透各種數(shù)學思想,通過反思和總結(jié),引導學生厘清這些數(shù)學思想并學會靈活應用。 在新課標理念下,研究二次函數(shù)壓軸題的解題策略可以改善學生的學習習慣和思維方式,在一定程度上有效地改變教學方法,真正實現(xiàn)課程的教學目標。因此,中考前,教師要讓學生深入了解中考命題和數(shù)學課程改革的發(fā)展趨勢,使他們有足夠的信心去面對考試,同時要合理安排數(shù)學教學,鍛煉學生的實踐能力,提高學生運用數(shù)學知識解決問題的能力。 [? ?參? ?考? ?文? ?獻? ?] [1]? 安梅.中考數(shù)學二次函數(shù)壓軸題常見題型及解題策略研究:以畢節(jié)市中考數(shù)學試題為例[D].貴陽:貴州師范大學,2019. [2]? 蔣芳萍.中考二次函數(shù)壓軸題的三大常見題型探討[C]∥2020年南國博覽學術(shù)研討會論文集(一). [出版者不詳],2020:913-914. [3]? 王涵, 陳建學. 二次函數(shù)中考壓軸題研究:兼談動點三角形的面積解題策略[J].中學教學參考,2017(26):25. (責任編輯 黃桂堅)B07A3443-B1AE-46FA-961A-68D820A5AF29