【摘要】本文主要探討了初中數學函數題的解題技巧與思路,并通過具體的例題分析,提出了有效的解題策略,通過這些技巧和思路,學生能夠在解答函數題時更加高效和靈活,全面提升數學解題能力.
【關鍵詞】初中數學;函數問題;解題技巧
1注重類比分析,把握解題細節
例1某企業生產一種零件,單個零件的生產成本為40元,零件的售價為60元.為了促進顧客購買,企業決定,如果顧客購買零件數量超過100個,那么從第101個開始,每增加一個零件,所有零件的單價就會下降0.02元,但降到一定程度后,單價不再低于51元.
(1)在購買多少個零件時,單價會恰好降到51元?
(2)假設顧客購買了x個零件,對應的售價為y元,請列出y與x之間的數學關系式.
(3)如果顧客一次購買500個零件,企業的利潤為多少?如果顧客購買1000個零件,企業的利潤是多少?(利潤計算公式:利潤=銷售收入-成本)
解答(1)假設購買零件的數量為n,當銷售單價恰好降到51元時,根據定價規則可以得到公式:
(n-100)×0.02=60-51,
經過計算,得出n=550.
結論在購買550個零件時,單價會恰好降到51元.
(2)當顧客購買的零件數量為x時,單價y與x之間存在一定的關系式.根據題目中的降價規則,可以得出以下函數關系:
當0<x≤100時,y=60;
當100<x≤550時,y=62-0.02x;
當x>550時,y=51.
(3)在顧客分別購買500個和1000個零件的情況下,企業的利潤分別為:
對于500個零件,利潤為:
(62-0.02×500)×500-40×500=6000元.
對于1000個零件,利潤為:
1000×(51-40)=11000元.
結論如果顧客購買500個零件,企業的利潤為6000元;如果顧客購買1000個零件,企業的利潤為11000元.
經驗總結
在解決此類函數題時,類比分析和細節把握至關重要.首先,通過類比其他簡單的函數題,學生可以將零件購買和銷售單價的關系轉化為函數問題,并從實際情境出發進行建模.其次,解答過程中需要特別注重解題細節,尤其是分段函數的處理.在第二問中,銷售單價隨著購買數量的變化而變化,分段定義幫助學生理清函數關系.第三,解利潤問題時,應明確利潤的計算公式,并結合函數關系式逐步代入求解,避免計算錯誤.通過這些細節的處理,學生能更高效地應對類似的實際應用題.
2注重數形結合,高效應用圖象
例2已知正實數x,求y=x2+4+(2-x)2+1的最小值(如圖1).
解析可以把x2+4+(2-x)2+1整理為(x-0)2+(0-2)2+(x-2)2+(0-1)2,即看作是坐標系中一動點(x,0)到兩點(0,2)和(2,1)的距離之和,于是本問題轉化為求最短距離問題.
解y=(x-0)2+(0-2)2+
(x-2)2+(0-1)2,
令P(x,0)、A(0,2)和,則y=PA+PB.
作B點關于x軸的對稱點B′(2,-1),則y的最小值為AB′=32+22=13.
經驗總結
在解決此類最優化問題時,數形結合能夠大大提高解題效率.通過將代數表達式轉化為幾何圖形,可以直觀地理解問題的本質.在本題中,通過將代數式轉化為坐標系中的點到兩點距離之和,問題變成了求最短距離的問題.此時,圖形的幾何性質有助于更清晰地確定最小值的位置.通過對稱性原理,問題得到簡化,最終能夠高效地求得最小值.數形結合不僅幫助大家清晰地看到問題結構,還能借助幾何工具(如對稱性)進行有效簡化,減少不必要的計算步驟.因此,注重數形結合是解答此類函數優化問題的關鍵.
3把握圖象特征,尋找解題密碼
例3拋物線y=ax2+bx+c(a≠0)與x軸交于點(-3,0),其對稱軸為直線x=-12,結合圖象分析:(1)abcgt;0;(2)3a+cgt;0;(3)當xlt;0時,y隨x的增大而增大;(4)一元二次方程cx2+bx+a=0的兩個根分別為x1=-13,x2=12;(5)b2-4ac4alt;0;(6)若m,n(mlt;n)為方程a(x+3)(x-2)+3=0的兩個根,則mlt;-3且 .其中正確的結論有幾個?(如圖2)
解析(1)觀察圖形可見,拋物線的開口朝下.根據圖形,可以看到該函數的圖象與y軸交點位于y軸的正上方.可知alt;0.
根據函數與y軸的交點,可以得出相應的表達式.根據對稱軸的特性,可以進一步推導出該關系式.由于對稱性原理,cgt;0,由對稱軸x=-12可知-12=-b2a,得出b=a,alt;0,所以blt;0.
所以(1)abcgt;0正確.
(2)由函數與x軸交于(-3,0),因此有9a-3b+c=0.
由對稱軸關系可知b=a,所以9a-3a+c=0,可得6a+c=0,c=-6a.
所以3a+c=-3a,又因為alt;0,所以-3agt;0,因此(2)正確.
(3)因為函數開口向下,對稱軸為x=-12,因此,當xgt;-12時,y隨x的增大而減
小,因此(3)錯誤.
(4)因為6a+c=0,有c=-6a,又有b=a,代入方程cx2+bx+a=0,有-6ax2+ax+a=0,化簡有-6x2+x+1=0,解得x1=-13,x2=12.
因此(4)正確.
(5)由圖象可知,方程有兩個根,因此b2-4acgt;0,又alt;0,所以b2-4ac4alt;0正確.
(6)根據題意得b=a,c=-6a,則y=ax2+bx+c=ax2+ax-6a=a(x-3)(x+2)(a≠0),函數與x軸交于點(-3,0)和(2,0),則a(x+3)(x-2)+3=0的兩個根即為函數y=a(x+3)(x-2)與直線y=-3的兩個交點的橫坐標,結合圖象得,m<-3,n>2,因此(6)正確.
綜上,正確的結論有5個.
4結語
在解答拋物線相關題目時,把握圖象特征是至關重要的.通過分析拋物線的開口方向、對稱軸位置以及與坐標軸的交點,可以有效地推斷函數的性質并得出結論.首先,通過觀察拋物線開口方向,可以確定函數的增減性;其次,利用對稱軸的性質,可以推斷函數在特定區間內的變化趨勢.此外,圖象上的交點和根的關系可以幫助直接識別方程的解,避免復雜的計算.通過這種圖象與代數的結合,不僅能夠準確解答問題,還能提高解題速度和準確性.因此,把握圖象特征,尋找解題的圖象密碼,是解決此類問題的關鍵.