程艷



[摘? 要] 以二次函數為背景的綜合題,一般借助函數圖像上點的坐標建立與幾何圖形、圖形運動的關系,使問題形式多樣化. 掌握學習方法,參透函數知識,總結解題策略是突破綜合題的關鍵,本文以一道二次函數綜合題為例,進行解題探析.
[關鍵詞] 二次函數;綜合題;數形結合;平移;幾何;策略
問題背景解讀
二次函數是一次函數與反比例函數的延伸學習,也是代數與幾何相結合的代表性內容,對于該內容的學習從兩個方面進行:一是函數表達式,二是函數的圖像. 二次函數的表達式可以視為二元二次方程,求解函數參數的過程可以視為是解方程組的過程;而二次函數的圖像具有自身的特性,如開口方向和單調性,并且其性質與函數的參數有著直接的關系,也是初中階段研究的重點.
中考對于二次函數的考查通常以綜合題的形式進行,并且緊抓其幾何與代數的相融性,以直角坐標系為載體,借助點的坐標構建兩大知識領域的聯系. 近幾年的中考二次函數綜合題涉及的幾何圖形有三角形、圓、矩形、菱形、平行四邊形等,融合了平移、旋轉、翻折等內容,考查坐標求值、線段比例、面積構建、圖形構造等問題,對其進行深入探究具有十分重要的意義.
考題解例示范
二次函數綜合題的復雜不僅在于其計算過程的復雜,更在于解題的分析過程,以涉及平移并結合幾何圖形的二次函數題為例,需要把握函數解析式與圖形之間的坐標聯系,緊抓平移特性開展解題探索,下面對2018年上海市的二次函數壓軸題進行分析.
(2018年上海市中考卷第24題)如圖1所示,在平面直角坐標系中,拋物線y= -1/2x2+bx+c經過點A(-1,0)與B(0,5/2),點C是拋物線的頂點,點D在拋物線的對稱軸上且位于點C的下方,將線段CD繞點D順時針旋轉90°,點C正好落在拋物線的點P處.
(1)求拋物線的表達式;
(2)求線段CD的長;
(3)將拋物線平移,使得點C與原點O相重合,此時點P落在點E處,點M落在y軸上,如果以四點O,M,E,D為頂點的四邊形面積為8,試求點M的坐標.
破題第一招——細致讀題,標畫提煉
一般函數壓軸題的題干文字敘述較多,關鍵的條件均隱含在其中,因此在讀題時需要放平心態,集中注意力. 讀題可以分兩步進行:第一步是全題通讀,標注其中的關鍵詞語;第二步是條件提煉,即關注題干描述函數圖像的詞語,從中提煉拋物線的特征,如開口方向、頂點坐標和對稱軸等,通過這樣的細致讀題來構建二次函數的框架.
破題第二招——構建模型,理清思路
求解二次函數最為有效的方法是構建特定的模型,問題的分析應建立在具體模型上. 如求解二次函數的表達式應根據待定系數法,構建“點坐標——方程組——函數參數”的模型;求解線段長應把握幾何與代數的聯系性,構建“幾何性質——點坐標——線段長”的模型,或者基于方程思想構建求解幾何線段的函數方程;而求解圖形面積問題時,則需要構建研究圖形的面積模型,將問題轉化為求解關鍵點的坐標.
破題第三招——有理有據,有序全面
數學解題過程講求“有理有據,有序全面”八字原則,“有理有據”即分析時必須依據基本的數學原理和性質,所進行的推導必須在教材中有出處,尤其是解函數綜合題,對題干條件進行轉化時都必須有依據. 而“有序全面”則指的是在對問題進行拆解、結論推演時必須按照一定的次序,遵循一定的邏輯,并且問題分析要全面,做到不遺漏不重復. 這與命題的過程和原則是一致的,必要時可以采用分類討論的方法,確保所獲得的答案全面準確.
考題解后思考
上述考題以旋轉、平移作為載體,主要考查了二次函數表達式、平移性質、求解線段長和幾何面積模型等內容. 從解題過程的思想方法來看,考查了方程思想、數形結合思想,理順幾何與函數之間的聯系是突破考題的關鍵,下面進一步反思解題,總結學習經驗.
1. 透視函數知識,數形角度思考
二次函數知識是初中數學的重難點知識,其幾何與代數的雙重性質往往是中考壓軸題的命題素材,對于二次函數知識應該從幾何與代數兩個視角進行概念、性質透視. 如對于二次函數的表達式學習應結合代數的多元方程,而對于函數性質特征的學習則需要結合對應的圖像,可根據圖像的變化理解二次函數的頂點坐標、開口方向、單調性和最值. 同時,對于二次函數的學習還需要進行數形對照,如結合圖像理解參數a的大小和符號,根據圖像理解頂點坐標與對稱軸的關系等. 二次函數學習的關鍵是建立一個完善的研究體系,然后采用合理的方法透視內容.
2. 緊抓知識聯系,構建分析策略
二次函數綜合題是中考的重點題型,上述題目將平面幾何、圖形運動相結合只是其中較為常見的形式,求解這類綜合問題的關鍵是抓住知識之間的紐帶,從知識聯系性角度突破. 如函數與平移、旋轉問題則需要結合圖形運動的不變性,從動態問題中提煉不變條件和變化規律,建立函數運動的模型,探究點運動的規律;而對于函數與幾何圖形結合問題,則應基于數形結合研究方法,依據“圖像←→特征←→線段←→點坐標←→函數表達式”的解題策略進行單向或多向探究,充分利用“點坐標”的銜接作用對問題進行轉化. 對于函數中的幾何問題,可以結合點坐標,基于方程思想構建研究模型,通過解方程的方式實現求解. 解決函數綜合題實際上就是策略運用和模型構建的過程,掌握解題策略即可顯著提升解題能力.
寫在最后
任何知識都不是孤立存在的,這也是函數綜合問題命制的背景,因此我們在學習二次函數知識時要將其放在整個知識體系中,把握二次函數的特性進行多視角的知識透視梳理,只有這樣才有利于后續的知識遷移、拓展學習,也有利于構建二次函數綜合題的解題策略.