數(shù)形結(jié)合思想方法解決二次函數(shù)問題論文
時(shí)間:2022-12-09 02:32:00
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內(nèi)容摘要:數(shù)形結(jié)合是數(shù)學(xué)中的重要思想方法之一。在初中數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中,二次函數(shù)是中考的必考內(nèi)容,但由于其綜合性較強(qiáng),使得學(xué)生難以理解和掌握。本文就近年來中考中有關(guān)二次函數(shù)試題如何運(yùn)用數(shù)形結(jié)合的方法予以解決作以簡單分類、歸納。
關(guān)鍵詞:數(shù)形結(jié)合二次函數(shù)
數(shù)學(xué)家華羅庚說的好:“數(shù)缺形時(shí)少直觀,形少數(shù)時(shí)難入微;數(shù)形結(jié)合百般好,隔離分家萬事休?!笨梢姅?shù)形結(jié)合是數(shù)學(xué)中的重要思想方法之一。
數(shù)量關(guān)系和空間圖形是數(shù)學(xué)研究的兩個(gè)主要方面,它們之間有密切的關(guān)系,在一定條件下,它們之間可以相互轉(zhuǎn)化,相互滲透。
在初中數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中,函數(shù)是一個(gè)難點(diǎn),尤其是二次函數(shù)的問題中,由于其綜合性較強(qiáng),更使部分同學(xué)覺得難以理解和掌握。其實(shí),只要掌握了正確的方法,解決問題便會(huì)事半功倍。而解決二次函數(shù)問題時(shí),數(shù)形結(jié)合便是一種重要方法。在這里,我們需要理解函數(shù)問題中x、y的雙重含義:
代值計(jì)算時(shí):x---自變量的值;y---函數(shù)值;(數(shù))
在函數(shù)圖像中:x---圖像上點(diǎn)的橫坐標(biāo);
y---圖像上點(diǎn)的縱坐標(biāo)。(形)
現(xiàn)就常見問題舉例如下:
一.根據(jù)二次函數(shù)圖像判斷系數(shù)a、b、c的符號(hào)及相關(guān)代數(shù)式的值:
例1.二次函數(shù)的圖象如圖1所示,則
,,,,a-b+c.這五個(gè)式子中,
O
x
y
-1
1
值為正數(shù)的有()
A.4個(gè)B.3個(gè)C.2個(gè)D.1個(gè)
解析:
∵拋物線開口向上
∴a>0①
∵拋物線的對(duì)稱軸x=-b/2a位于y軸右側(cè),
∴-b/2a>0又∵a>0∴b<0②
∵拋物線與y軸交點(diǎn)(0,c)位于y軸正半軸,
∴c>0③
∴abc<0⑴
由圖像可知,拋物線與x軸有兩個(gè)不同的交點(diǎn),
∴方程=0有兩個(gè)不相等的實(shí)數(shù)根
∴>0⑵
當(dāng)x=1時(shí),函數(shù)值y=a+b+c.
∴點(diǎn)(1,a+b+c)是拋物線上一點(diǎn).
由圖像可知,點(diǎn)(1,a+b+c)位于第四象限
∴a+b+c.<0⑶
當(dāng)x=-1時(shí),函數(shù)值y=a-b+c.
∴點(diǎn)(-1,a-b+c)是拋物線上一點(diǎn).
由圖像可知,點(diǎn)(-1,a-b+c)位于第二象限
∴a-b+c.>0(4)
由圖像可知,拋物線的對(duì)稱軸x=-b/2a位于數(shù)1的左側(cè),
∴-b/2a<1,
∵a>0
∴-b<2a,0<,即>0(5)
綜上所述,本題中符合要求的代數(shù)式共有三個(gè),故選B.
方法歸納:在拋物線中:
①、a的符號(hào)決定拋物線的開口方向;
②、a、b聯(lián)合決定拋物線對(duì)稱軸的位置:
當(dāng)a、b異號(hào)時(shí),-b/2a>0,對(duì)稱軸位于y軸的右側(cè),
當(dāng)a、b同號(hào)時(shí),-b/2a<0,對(duì)稱軸位于y軸的左側(cè),
當(dāng)b=0時(shí),-b/2a=0,對(duì)稱軸就是y軸;
為方便記憶,這一結(jié)論可簡稱為“左同右異”.
③、c的符號(hào)決定拋物線與y軸交點(diǎn)位置;
④、的符號(hào)決定拋物線與x軸交點(diǎn)個(gè)數(shù);
⑤、與a-b+c.分別是x=1、-1時(shí)的函數(shù)值,觀察x=1、-1時(shí)圖像上點(diǎn)的位置即可得與a-b+c.的符號(hào).
⑥、代數(shù)式、()符號(hào)判斷,可先觀察對(duì)稱軸x=-b/2a與1、-1的大小關(guān)系,再對(duì)不等式進(jìn)行變形就可得出。(去分母時(shí)要注意a的符號(hào),看不等式是否改變方向)
二、二次函數(shù)圖像的對(duì)稱性:
一般的,二次函數(shù)(a≠0)圖像關(guān)于直線x=-b/2a對(duì)稱
(1)若圖像上位于對(duì)稱軸兩側(cè)的兩點(diǎn)的縱坐標(biāo)相等,則這兩點(diǎn)關(guān)于拋物線的對(duì)稱軸x=-b/2a對(duì)稱,并且,這兩點(diǎn)到對(duì)稱軸的距離相等;
(2)若圖像上兩點(diǎn)關(guān)于對(duì)稱軸對(duì)稱,則其縱坐標(biāo)相等。
例2(2008蘇州)初三數(shù)學(xué)課本上,用“描點(diǎn)法”畫二次函數(shù)的圖象時(shí),列了如下表格:
…012…
……
根據(jù)表格上的信息回答問題:該二次函數(shù)在時(shí),.
答案:-4
解析:本題考查二次函數(shù)的對(duì)稱性.根據(jù)二次函數(shù)的對(duì)稱性可知,其對(duì)稱軸為直線x=1,所以時(shí)的函數(shù)值與x=-1時(shí)相等,為-4.
三、二次函數(shù)與一元二次方程、一元二次不等式的關(guān)系
例3(07貴陽)二次函數(shù)的圖象如下圖所示,根據(jù)圖象解答下列問題:
(1)寫出方程的兩個(gè)根.(2分)
(2)寫出不等式的解集.(2分)
(3)寫出隨的增大而減小的自變量的取值范圍.(2分)
圖2
(4)若方程有兩個(gè)不相等的實(shí)數(shù)根,求的取值范圍.(4分)
解析:(1)由圖像可知,拋物線與x軸交與點(diǎn)(1,0)、(3,0),即當(dāng)x=1或x=3時(shí),y=0.所以方程的兩根為x=1、x=3;
(2)即是y>0,也就是函數(shù)圖像上的點(diǎn)應(yīng)位于x軸的上方。由函數(shù)圖像知,此時(shí)相應(yīng)的x取值范圍是1<x<3,因此,不等式的解集是1<x<3;
(3)由圖像知,拋物線開口向下,其對(duì)稱軸為直線x=2,所以,當(dāng)x>2時(shí),y隨x的增大而減??;
(4)由已知,y=。在圖像上,y=k是與y軸交與點(diǎn)(0,k)且平行于x軸的直線。
所以,當(dāng)拋物線與直線有兩個(gè)交點(diǎn)時(shí),方程有兩個(gè)不相等的實(shí)數(shù)根。因此,k<2.
方法歸納:
(1)二次函數(shù)與一元二次方程:對(duì)二次函數(shù),當(dāng)y=0時(shí),函數(shù)轉(zhuǎn)化為一元二次方程。對(duì)函數(shù)圖像而言,即點(diǎn)在x軸上。因此上,一元二次方程是否有解就轉(zhuǎn)化為拋物線與x軸是否有交點(diǎn),方程的解就是拋物線與x軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo);
(2)若函數(shù)值y>0,即得一元二次不等式,此時(shí),確定不等式的解集就轉(zhuǎn)化為確定當(dāng)拋物線上的點(diǎn)位于x軸上方時(shí)橫坐標(biāo)x的相應(yīng)取值范圍。
在解決二次函數(shù)問題時(shí),只要掌握了正確的方法,就能正確、快速地進(jìn)行解答。例如:2006年陜西省中考試題的第8題如圖,拋物線的函數(shù)表達(dá)式是()。
A.B.
C.D.
本題若采用設(shè)解析式,再將圖像上三點(diǎn)坐標(biāo)代入的方法求解,運(yùn)算量很大;若根據(jù)圖像的位置來確定各項(xiàng)系數(shù)的符號(hào),則可以很快得出結(jié)論:
由于拋物線開口向下,所以a<0,故選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤;
又因?yàn)閽佄锞€的對(duì)稱軸位于y軸右側(cè),故a、b異號(hào),即b>0,
所以選項(xiàng)C錯(cuò)誤,選D.
數(shù)形結(jié)合方法是解決數(shù)學(xué)問題尤其是函數(shù)問題的一種重要方法。用圖形可以使抽象的數(shù)量關(guān)系變得直觀形象;而一些圖形的性質(zhì),又可以賦予其數(shù)量意義,通過數(shù)量的運(yùn)算使問題得到解決。希望大家在學(xué)習(xí)的過程中體會(huì)這一方法的應(yīng)用,以提高自己分析問題、解決問題的能力。