【摘要】中考數學中與二次函數有關的最值問題包括多種類型,其中,與二次函數有關的線段最值問題便是重要的考點之一.在這個問題上有兩種考法,一是運用“化斜為直+解析式”思想,二是求線段和的最值.本文通過一道例題對“化斜為直+解析式”這一解題思想進行分析,梳理此類問題的解題思路.
【關鍵詞】二次函數;線段最值;初中數學
1"引言
與二次函數有關的線段最值問題是中考數學中較為復雜的一種題型,易出現于壓軸題中,學生在解題時,不僅需要明確題目中所給的條件,更要找出題中的隱含條件,從而發現解決問題的關鍵,找到解題的突破口.針對本類型題目,學生需進行深度剖析,認真探索,理清解題思路,進而舉一反三.
2"中考數學中的“化斜為直+解析式”思想
例題"已知拋物線y=-x2+bx+c與x軸交于A,B兩點,與y軸交于點C(0,4),其對稱軸為x=-3/2.
(1)求拋物線的解析式;
(2)如圖1,動點P在直線AC上方的拋物線上,過點P作直線AC的垂線,分別交直線AC,線段BC于點E,F,交x軸于點Q,過點F作FG⊥x軸,垂足為G,求FG+√2FP的最大值.
解題指導
(1)因為拋物線y=-x2+bx+c上有一點C(0,4),故c=4.
又因為此拋物線的對稱軸為x=-3/2,
則有x=-b/2a=-b/-2=-3/2,
可得b=-3.
所以拋物線的解析式為y=-x2-3x+4.
分析"此題求解的關鍵是將點C代入解析式,求出c的值,再根據所給的對稱軸解析式求出b的值,從而解出拋物線的解析式.本問較為基礎,設置此問,一方面,可以增強學生的計算能力;另一方面,為下一小題作鋪墊,使學生可以更好地體會兩問之間的聯系.
(2)令-x2-3x+4=0,
解得x1=1,x2=-4,
故A(-4,0),B(1,0).
設直線BC的解析式為y1=k1x+b1,
分別代入B,C的坐標得k1+b1=0b1=4,
解得k1=-4b1=4,
所以y1=-4x+4.
在△AOC中,因為OA=OC=4,∠AOC=90°,
所以∠CAO=45°.
在△AEQ中,因為PQ⊥AC,∠CAO=45°,
所以∠PQA=45°,故直線PQ的解析式為y2=-x+b2.
設P(m,-m2-3m+4),
代入上式得b2=-m2-2m+4,
則y2=-x-m2-2m+4.
令y1=y2,
則有-4x+4=-x-m2-2m+4,
解得xF=m2+2m/3,
將xF代入y1=-4x+4中,
可得yF=-4(m2+2m)/3+4,
即可得出F(m2+2m/3,-4(m2+2m)/3+4),從而可以分別求出FG以及√2FP的長度:FG=yF=-4(m2+2m)/3+4,
√2FP=√2·xF-xP/cos45°=2(xF-xP)=2(m2+2m/3-m)=2/3(m2-m),
FG+√2FP=-4(m2+2m)/3+4+2/3(m2-m)=-2/3(m+5/2)2+49/6.
由題意知,點P在直線AC上方的拋物線上,故-4lt;mlt;0.
當m=-5/2時,此時-2/3(m+5/2)2+49/6有最大值,且符合m的取值范圍,故FG+√2FP的最大值為49/6.
分析"本題中運用了“化斜為直+解析式”的思想,首先根據拋物線的解析式求出拋物線與x軸的2個交點,其次根據已知坐標設出直線BC的解析式,根據拋物線的解析式用變量m表示點P,設出直線PQ的解析式,當y1=y2時,所得坐標即為點F,從而分別求得FG,√2FP的長度,將兩者相加,最終利用函數的性質即可得出結果.
本題的突破點主要有兩個:一是根據兩個直角三角形得出∠PQA=45°,從而得出直線PQ的斜率;二是明確解決本題的關鍵是用字母表示出點F的坐標,再根據函數的性質求最值.
3"結語
求解與二次函數有關的線段最值問題時,通常需要用到轉化的思想,通過將復雜的問題轉化為簡單的問題,將線段長表示為關于某個變量的函數,從而求出最值.學生在探究此類問題的過程中需要不斷嘗試,在解題前,認真審題,在解題過程中,仔細尋找題目條件,在解題后,回顧反思,發現解題的突破口,找出解題的關鍵,最后總結出同類型問題的一般解法,并進行變式訓練,探究新型二次函數與線段最值問題的解法,提高思維邏輯能力.