【摘要】隨著教育改革的深入,培養(yǎng)學生的數(shù)學思維能力成為初中數(shù)學教學的重要目標.在這一背景下,數(shù)形結合思想作為一種有效的教學策略,越來越受到教師的關注.數(shù)形結合思想不僅有助于學生深入理解二次函數(shù)的性質,還能提高他們的解題能力.本文以一道二次函數(shù)圖象性質題為例,探討數(shù)形結合思想在初中數(shù)學解題中的應用.同時,教師應注重培養(yǎng)學生的數(shù)形結合思想,提高學生的觀察力、想象力和創(chuàng)造力,從而促進學生更全面地掌握數(shù)學知識,為未來的學習和發(fā)展奠定基礎.
【關鍵詞】初中數(shù)學;數(shù)形結合;二次函數(shù)
1引言
在初中數(shù)學教學中,數(shù)形結合思想是一種重要的數(shù)學思想.它將數(shù)學的抽象性與形象性相結合,有助于學生更好地理解數(shù)學概念、公式和定理.二次函數(shù)是初中數(shù)學教學的重點內容之一,其圖象對于理解二次函數(shù)的性質具有重要意義.通過數(shù)形結合思想,學生可以將二次函數(shù)的公式與圖象相結合,從而更深入地理解二次函數(shù)的性質,例如二次函數(shù)的頂點、對稱軸和開口方向等性質可以通過觀察函數(shù)圖象來直觀地理解.本文將以一道二次函數(shù)圖象性質題為例,探討數(shù)形結合思想在初中數(shù)學解題中的應用.
2試題呈現(xiàn)
如圖1所示,拋物線y=ax2+bx-6交x軸于A2,0,B-6,0兩點,交y軸于點C,點Q為線段BC上的動點.
(1)求拋物線的解析式;
(2)求QA+QO的最小值;
(3)過點Q作QP∥AC交拋物線的第三象限部分于點P,連接PA,PB,記△PAQ與△PBQ的面積分別為S1,S2,設S=S1+S2,當S=152時,求點P的坐標.
3思路分析
(1)求拋物線解析式是常規(guī)題目,將A2,0,B-6,0代入y=ax2+bx-6,利用待定系數(shù)法解答即可.
(2)作點O關于直線BC的對稱點坐標為O′,求出O′的坐標,并證明O′A為QA+QO的最小值,求出Q′A即可.
(3)過點P作PM⊥x軸,交x軸于點M.連接PC.設點Pm,12m2+2m-6,由于QP∥AC,從而得到S△PAQ+S△PBQ=S△PBC=S梯形PCOM+SRt△PMB-SRt△BOC,用P點坐標將各項表示出來,從而求出m的值,進而求得P點坐標.
4解法探究
(1)將A2,0,B-6,0分別代入y=ax2+bx-6中,
得到方程組0=4a+2b-60=36a-6b-6,
解得a=12b=2.
所以拋物線的解析式為y=12x2+2x-6.
(2)作點O關于直線BC的對稱點坐標為O′.連接BO′、CO′、OO′,如圖2所示.
因為OB=OC,OO′⊥BC,
所以OO′垂直平分BC.
又因為BC垂直平分OO′,且∠BOC=90°,
所以四邊形OCO′B是正方形.
所以點O關于直線BC的對稱點坐標為O′-6,-6.
連接O′A,與BC交于點Q.
因為BC是OO′的垂直平分線,
所以QO=QO′,
所以QA+QO=QA+QO′=O′A.
在BC上任取異于點Q的點Q′,連接Q′O、Q′A、Q′O′(見圖2),
在三角形中,兩邊之和大于第三邊,
所以QA+QO的最小值為
O′A=(-6-2)2+(-6)2=10.
(3)過點P作PM⊥x軸,交x軸于點M.連接PC,如圖3所示.
因為QP∥AC,
所以S△PAQ=S△PCQ(同底等高,
所以S△PAQ+S△PBQ=S△PBC=S梯形PCOM+SRt△PMB-SRt△BOC,
設點Pm,12m2+2m-6,
所以S梯形PCOM=12MP+OC·OM
=12-12m2-2m+6+6-m
=-12m-12m2-2m+12,
SRt△PMB=12MP·BM
=12-12m2-2m+6m+6
=12m+6-12m2-2m+6,
SRt△BOC=12OB·OC=12×6×6=18.
所以S=S1+S2
=-12m-12m2-2m+12+12m+6
-12m2-2m+6-18=152,
解得m=-1或m=-5.
所以P-1,-152或-5,-72.
5結語
本文以具體的二次函數(shù)圖象性質題為例,探討了數(shù)形結合思想在初中數(shù)學解題中的應用.題目考查了二次函數(shù)的性質、圖象上的坐標特點和解析式的求法等內容,解答過程非常復雜,要求有較強的計算能力和思維能力.數(shù)形結合不僅能夠幫助學生建立起數(shù)學概念與直觀圖形之間的聯(lián)系,還能夠激發(fā)學生的學習興趣,提高他們的觀察力、想象力和創(chuàng)造力.通過觀察圖象,學生能夠更好地理解二次函數(shù)的性質,如頂點、對稱軸的位置以及函數(shù)的開口方向等.在未來的教學中,教師應當繼續(xù)強化數(shù)形結合思想的教學,設計更多富有啟發(fā)性的例題和練習,讓學生在實際操作中感受數(shù)學之美.同時,教師也應鼓勵學生主動探索,培養(yǎng)他們獨立思考和解決問題的能力.
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