【摘要】雙圖關(guān)聯(lián)題是指在問題背景中,圍繞同一個(gè)主題呈現(xiàn)兩個(gè)圖形,一個(gè)圖形提供問題的實(shí)際情境,另一個(gè)圖形以函數(shù)圖象的形式提供動(dòng)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)變化的數(shù)據(jù)信息,兩圖相互依存,形成整體.解雙圖關(guān)聯(lián)題時(shí)需要捕捉雙圖的關(guān)聯(lián)信息,融合相關(guān)知識(shí):一是觀察雙圖理解問題背景,從函數(shù)圖象中捕捉對(duì)解題有效的關(guān)鍵數(shù)據(jù);二是對(duì)獲取的信息加工處理,分清變量之間的關(guān)系;三是處理信息,做出合理的判斷并加以解決.
【關(guān)鍵詞】動(dòng)點(diǎn);初中數(shù)學(xué);雙圖關(guān)聯(lián)
雙圖關(guān)聯(lián)題是中考的熱點(diǎn)題.在雙圖問題中,兩個(gè)圖形圍繞同一個(gè)主題,一個(gè)圖形提供問題的實(shí)際情境,另一個(gè)圖形用函數(shù)的圖象提供動(dòng)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)變化的數(shù)據(jù)信息,而已知的條件不再由題目的文字語言提供,解題時(shí)需要捕捉雙圖的關(guān)聯(lián)信息,融合相關(guān)知識(shí)解決.雙圖在選擇題、填空題、解答題三大題型中均出現(xiàn).
例1 (2023·河南)如圖1,點(diǎn)P從等邊三角形ABC的頂點(diǎn)A出發(fā),沿直線運(yùn)動(dòng)到三角形內(nèi)部一點(diǎn),再從該點(diǎn)沿直線運(yùn)動(dòng)到頂點(diǎn)B.設(shè)點(diǎn)P運(yùn)動(dòng)的路程為x,PBPC=y(tǒng),圖2是點(diǎn)P運(yùn)動(dòng)時(shí)y隨x變化的關(guān)系圖象,則等邊三角形ABC的邊長為( )
(A)6. (B)3. (C)43. (D)23.
分析與解 問題情境是點(diǎn)P從等邊三角形ABC的頂點(diǎn)A出發(fā),沿某直線運(yùn)動(dòng)到三角形內(nèi)部一點(diǎn),再從該點(diǎn)沿直線運(yùn)動(dòng)到頂點(diǎn)B.但運(yùn)動(dòng)路徑是什么,圖1沒有明示,如圖3,我們假設(shè)點(diǎn)P從頂點(diǎn)A出發(fā),沿直線運(yùn)動(dòng)到三角形內(nèi)部一點(diǎn)O,再從點(diǎn)O沿直線運(yùn)動(dòng)到頂點(diǎn)B,接著從圖2的函數(shù)圖象中獲取有效信息,由函數(shù)圖象可知,當(dāng)0≤x≤2EQR(,3)時(shí),y=1,也就是說PBPC=1,所以PB=PC,即點(diǎn)P在BC的垂直平分線上運(yùn)動(dòng),等邊三角形的三線合一,知點(diǎn)P在∠BAC的平分線AO上運(yùn)動(dòng),且AO=2EQR(,3).接著,再從點(diǎn)O沿直線運(yùn)動(dòng)到頂點(diǎn)B,還是從圖2的函數(shù)圖象中獲取有效信息,由函數(shù)圖象可知,OB=2EQR(,3),即AO=OB=2EQR(,3),所以∠BAO=∠ABO=30°,過點(diǎn)O作OD⊥AB,垂足為D,所以AD=BD,則AD=AO·cos30°=3,所以AB=AD+BD=6,即等邊三角形ABC的邊長為6.故選(A).
點(diǎn)評(píng) 解答本題的難點(diǎn)是點(diǎn)P沿某直線運(yùn)動(dòng)到三角形內(nèi)部一點(diǎn),再從該點(diǎn)沿直線運(yùn)動(dòng)到頂點(diǎn)B.但運(yùn)動(dòng)路徑是什么,圖1沒有明示,需要結(jié)合問題情境,從圖2的函數(shù)圖象中獲取有效信息,雙圖關(guān)聯(lián),綜合利用,發(fā)現(xiàn)底角等于30°的等腰△OAB,解決問題.
例2 (2023·江西)綜合與實(shí)踐.
問題提出 某興趣小組開展綜合實(shí)踐活動(dòng):在Rt△ABC中,∠C=90°,D為AC上一點(diǎn),CD=2,動(dòng)點(diǎn)P以每秒1個(gè)單位的速度從C點(diǎn)出發(fā),在三角形邊上沿C→B→A勻速運(yùn)動(dòng),到達(dá)點(diǎn)A時(shí)停止,以DP為邊作正方形DPEF.設(shè)點(diǎn)P的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t s,正方形DPEF的面積為S,探究S與t的關(guān)系.
(1)初步感知:如圖4,當(dāng)點(diǎn)P由點(diǎn)C運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)B時(shí),
①當(dāng)t=1時(shí),S= ;
②S關(guān)于t的函數(shù)解析式為 .
(2)當(dāng)點(diǎn)P由點(diǎn)B運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)A時(shí),經(jīng)探究發(fā)現(xiàn)S是關(guān)于t的二次函數(shù),并繪制成如圖5所示的圖象.請(qǐng)根據(jù)圖象信息,求S關(guān)于t的函數(shù)解析式及線段AB的長.
解答 (1)①當(dāng)t=1時(shí),CP=1,
又因?yàn)椤螩=90°,CD=2,
運(yùn)用勾股定理有DP2=CP2+CD2,S=DP2=3,
故答案為:3;
②當(dāng)點(diǎn)P由點(diǎn)C運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)B時(shí),CP=t,
因?yàn)椤螩=90°,CD=2,
運(yùn)用勾股定理,S=DP2=CP2+CD2=t2+2.
故答案為:S=t2+2.
(2)觀察圖象,由圖5知:當(dāng)點(diǎn)P運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)B處時(shí),PD2=BD2=6,
當(dāng)點(diǎn)P運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)A處時(shí),PD2=AD2=18,拋物線的頂點(diǎn)坐標(biāo)為(4,2),
由勾股定理得BC=2,
AD=32,所以M(2,6),
設(shè)S=a(t-4)2+2,將M(2,6)代入,
得4a+2=6,解得:a=1,
所以S=(t-4)2+2=t2-8t+18,
所以AC=AD+CD=42,
在Rt△ABC中,由勾股定理得AB=6,
所以拋物線的解析式為S=t2-8t+18(2≤t≤8);線段AB的長為6.
點(diǎn)評(píng) 本題是二次函數(shù)綜合題,考查待定系數(shù)法、二次函數(shù)的圖象和性質(zhì)、勾股定理、全等三角形的判定和性質(zhì)、相似三角形的判定和性質(zhì)、三角形面積等,解題的關(guān)鍵是讀懂關(guān)聯(lián)圖,從函數(shù)圖象獲取有效信息.
結(jié)語
借助上面各題的研究,我們從中獲取雙圖關(guān)聯(lián)問題的解題策略:一是觀察雙圖理解問題背景,從函數(shù)圖象中捕捉對(duì)解題有效的關(guān)鍵數(shù)據(jù);二是對(duì)獲取的信息加工處理,分清變量之間的關(guān)系;三是處理信息,做出合理的判斷并加以解決.
雙圖關(guān)聯(lián)問題是中考的熱點(diǎn)也是難點(diǎn),需要學(xué)生自己不斷地練習(xí),在練習(xí)中反思小結(jié),形成自己的認(rèn)識(shí),相信學(xué)生會(huì)順利地完成雙圖關(guān)聯(lián)題的挑戰(zhàn),迎接中考.