【摘要】在當(dāng)前的初中數(shù)學(xué)教學(xué)中,圖象題尤其是動(dòng)點(diǎn)問(wèn)題,由于其獨(dú)特的解題思路和技巧,往往成為學(xué)生學(xué)習(xí)的難點(diǎn).本文以初中數(shù)學(xué)圖象題中的動(dòng)點(diǎn)問(wèn)題為研究對(duì)象,旨在探討其解題步驟.通過(guò)具體例題,詳細(xì)講解動(dòng)點(diǎn)問(wèn)題的解題步驟,探討在解題過(guò)程中可能遇到的一些困難和挑戰(zhàn),以及如何克服這些困難,從而幫助學(xué)生在面對(duì)動(dòng)點(diǎn)問(wèn)題時(shí),能夠有一個(gè)清晰的解題思路,提高解題的準(zhǔn)確性和效率.
【關(guān)鍵詞】動(dòng)點(diǎn)問(wèn)題;初中數(shù)學(xué);解題方法
1 引言
在初中數(shù)學(xué)教學(xué)過(guò)程中,動(dòng)點(diǎn)問(wèn)題作為圖象題的重要組成部分,一直以來(lái)都是學(xué)生學(xué)習(xí)的重點(diǎn)和難點(diǎn).本文將從動(dòng)點(diǎn)問(wèn)題的解題思路出發(fā),并通過(guò)具體例題,詳細(xì)講解解題步驟.同時(shí),還將探討如何運(yùn)用這些解題步驟,解決實(shí)際問(wèn)題,從而提高學(xué)生的數(shù)學(xué)思維能力和解題技巧.
2 試題呈現(xiàn)
如圖1,在平面直角坐標(biāo)系xOy中,已知二次函數(shù)y=ax2+bxa≠0的圖象經(jīng)過(guò)點(diǎn)A2,4,與x軸交于點(diǎn)B6,0,一次函數(shù)y=kx+nk≠0的圖象經(jīng)過(guò)A,B兩點(diǎn).
(1)求二次函數(shù)和一次函數(shù)的函數(shù)表達(dá)式;
(2)若點(diǎn)P是二次函數(shù)圖象對(duì)稱軸上的點(diǎn),且PA=PB,如圖2,求點(diǎn)P的坐標(biāo);
(3)點(diǎn)M是二次函數(shù)圖象位于第一象限部分上的一動(dòng)點(diǎn),過(guò)點(diǎn)M作x軸的垂線交直線AB于點(diǎn)N,若點(diǎn)M的橫坐標(biāo)為m.試探究:是否存在常數(shù)m,使得MN的長(zhǎng)為4?若存在,求出m的值,若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
3 思路分析
圖象題(不僅僅是動(dòng)點(diǎn)問(wèn)題)第一問(wèn)往往是求函數(shù)解析式,這時(shí)候把已知條件中的坐標(biāo)代入,求未知量即可.因此第(1)問(wèn)中,只需要把點(diǎn)A、B的坐標(biāo)代入拋物線和直線表達(dá)式,即可求解.涉及距離問(wèn)題,必須掌握的是坐標(biāo)系中兩點(diǎn)之間的距離公式,這對(duì)解決動(dòng)點(diǎn)問(wèn)題非常重要.第(2)問(wèn)中,P為定點(diǎn),難度較低,只需要先求出二次函數(shù)的對(duì)稱軸,設(shè)P3,t,再用兩點(diǎn)間距離公式列方程即可求解.第(3)問(wèn)是動(dòng)點(diǎn)問(wèn)題中經(jīng)典的求“距離或長(zhǎng)度”的問(wèn)題,該類問(wèn)題的解題思路一般為:①將動(dòng)點(diǎn)坐標(biāo)設(shè)為未知量;②用距離公式和坐標(biāo),表示出含未知量的距離表達(dá)式;③根據(jù)未知量的取值范圍,求解長(zhǎng)度的取值范圍;④在長(zhǎng)度取值范圍中篩選滿足條件的具體值.因此該問(wèn)可以先設(shè)點(diǎn)M的坐標(biāo)為m,-12m2+3m,且0<m<6,再根據(jù)MN的長(zhǎng)為4列出方程-12m2+3m--m+6=4求解即可.
4 解法探究
(1)利用待定系數(shù)法,把點(diǎn)A2,4,B6,0代入拋物線y=ax2+bxa≠0,
得4a+2b=436a+6b=0,
解得a=-12b=3,
故二次函數(shù)的表達(dá)式為:y=-12x2+3x;
把A2,4,B6,0代入一次函數(shù)表達(dá)式y(tǒng)=kx+nk≠0,
得2k+n=46k+n=0,
解得k=-1n=6,
故一次函數(shù)的表達(dá)式為:y=-x+6;
(2)二次函數(shù)y=-12x2+3x的對(duì)稱軸為直線x=-32×-12=3,
由點(diǎn)P是二次函數(shù)圖象對(duì)稱軸上的點(diǎn),可設(shè)P3,t,這樣的設(shè)定可以用未知量t來(lái)表示待求點(diǎn)的坐標(biāo),從而簡(jiǎn)化問(wèn)題.然后將待求點(diǎn)坐標(biāo)根據(jù)已知條件構(gòu)建含參等式,求解未知量即可.步驟如下:
因?yàn)镻A=PB(已知條件),
所以PA2=PB2(等式雛形),
所以(3-2)2+(t-4)2=(3-6)2+t2(含參等式),
解得:t=1,
所以P3,1;
(3)在前兩問(wèn)的基礎(chǔ)上,易想到該題需要根據(jù)點(diǎn)的坐標(biāo)和已知條件來(lái)構(gòu)建含參等式.至此已經(jīng)知道二次函數(shù)和一次函數(shù)的具體形式,可以通過(guò)將點(diǎn)M、N的坐標(biāo)代入二次函數(shù)和一次函數(shù)的方程中,得到兩個(gè)關(guān)于m的坐標(biāo).然后就可以通過(guò)構(gòu)建方程來(lái)求出m的值,從而得到待求點(diǎn)的坐標(biāo).
因?yàn)榈谝幌笙撄c(diǎn)M的橫坐標(biāo)為m.
所以點(diǎn)M坐標(biāo)為m,-12m2+3m(0<m<6),
所以點(diǎn)N坐標(biāo)為m,-m+6,
因?yàn)镸N的長(zhǎng)為4,
所以-12m2+3m--m+6=4,
所以-12m2+4m-6=4 ①,
或-12m2+4m-6=-4 ②,
解方程①,無(wú)解;
解方程②有m1=4-23,m2=4+23(舍去),
所以m的值為4-23.
5 結(jié)語(yǔ)
本題是二次函數(shù)的綜合題,熟練掌握二次函數(shù)的圖象及性質(zhì),兩點(diǎn)間距離公式是解題的關(guān)鍵,在最后一步中,通過(guò)m的取值范圍進(jìn)行得數(shù)的舍去,是非常重要的難點(diǎn),也是“討論思維”的重點(diǎn).解決圖象動(dòng)點(diǎn)問(wèn)題的關(guān)鍵在于將待求點(diǎn)的坐標(biāo)用未知量表示,然后根據(jù)坐標(biāo)和已知條件構(gòu)建含參等式,最后求解未知量即可.這種方法不僅適用于本文中二次函數(shù)的圖象題,也適用于其他類型的圖象題.通過(guò)掌握這種方法,學(xué)生可以提高解決動(dòng)點(diǎn)問(wèn)題的能力,提高數(shù)學(xué)思維和解題技巧.通過(guò)本文的探究,學(xué)生深入了解了初中數(shù)學(xué)圖象題中的動(dòng)點(diǎn)問(wèn)題的解題步驟.從問(wèn)題的解題思路,再到具體的解題步驟,筆者都進(jìn)行了詳細(xì)的闡述和講解,主要強(qiáng)調(diào)了理解動(dòng)點(diǎn)問(wèn)題的關(guān)鍵在于理解點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,以及如何運(yùn)用這些規(guī)律解決問(wèn)題.
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