发现隐藏函数,为此豁然开朗

2013-04-29 00:44沈小亮
考试周刊 2013年66期
关键词:二次方程压轴解析

沈小亮

近几年,厦门的中考压轴题考查的都是初中数学的核心知识,如考数形结合思想,函数与方程的思想,转化的思想,以及良好的作图习惯等.涉及的基本解题方法和技能包括面积法、锐角三角函数的运算法、坐标法等.压轴总是难倒了很多学生,因为找不到解决问题的关键之处和突破口,更因为有畏难情绪.其实,厦门这几年中考压轴题的第(1)小题并没有为难学生,只是考查了数学的基本知识、基本方法和基本技能,体现了面向全体学生的指导思想.而所谓的压轴难题,似乎也都能找到题眼——隐藏函数.现解析厦门近三年中考压轴题,与大家分享.

1.函数隐藏于问题里

例1:(2011年厦门)已知抛物线y=-x+2mx-m+2的顶点A在第一象限,过点A作AB⊥y轴于点B,C是线段AB上一点(不与A、B重合),过点C作CD⊥x轴于点D并交抛物线于点P.(1)若点C(1,a)是线段AB的中点,求点P的坐标;(2)若直线AP交y轴的正半轴于点E,且AC=CP,求△OEP面积S的取值范围.

分析:(1)根据题意得顶点A的坐标为(2,a),然后设P(1,n)代入x=-,得A点的横坐标为m,求得函数的解析式,把P点的坐标代入得n=1,从而求得函数解析式;

(2)把抛物线化为顶点式:y=-(x-m)+2,求得其顶点坐标,设C(n,2),然后表示出P(n,-(n-m)+2),根据AC=CP求得m-n的值,然后表示出OB、OE的值,从而表示出△OPE的面积,进而求得面积的取值范围.

解答:(1)依题意得顶点A的坐标为(2,a),

设P(1,n),据x=-,得A点的横坐标为m,即m=2,

所以y=x+4x-2,把P点的坐标代入得n=1,

即P点的坐标为(1,1).

(2)把抛物线化为顶点式:y=-(x-m)+2,

可知A(m,2),设C(n,2),

把n代入y=-(x-m)+2得y=-(n-m)+2,

所以P(n,-(n-m)+2).

∵AC=CP,

∴m-n=2+(m-n)-2,

即m-n=(m-n),

m-n=0或m-n=1,

又∵C点不与端点A、B重合,

∴m≠n,

即m-n=1,

则A(m,2),P(m-1,1).

由AC=CP可得BE=AB,

∵OB=2,

∴OE=2-m,

∴△OPE的面积S=(2-m)(m-1)=-(m-)+(1

∴0

點评:第(1)小题抓住中点,由C(1,a)→A(2,a)是十分重要的,而点P横坐标为1,根据“点在线上就代入,半个坐标也代入”的方法,还要先求抛物线的解析式,根据点A是顶点求得.一切水到渠成.而真正的压轴第(2)小题,思维的突破口就在问题中“△OEP面积S的取值范围”,由此可见S是有范围的,说明S是会变的,那么从函数观点看它是一个变量,而S的范围说明它是随着某个变量变化而变化的,所以它是函数.目标就是写出S的解析式,至于如何由已知条件从形到数、数形沟通等,都是为达到这个目标服务的.

2.函数隐藏于条件中

例2:(2012年厦门)已知点A(1,c)和点B(3,d)是直线y=kx+b与双曲线y=(k>0)的交点.(1)过点A作AM⊥x轴,垂足为M,连接BM.若AM=BM,求点B的坐标;

(2)设点P线段AB上,过点P作PE⊥x轴,垂足为E,并交双曲线y=(k>0)于点N.当取最大值时,若PN=,求此时双曲线的解析式.

分析:(1)过B作BQ⊥x轴,由点A(1,c)和点B(3,d)都在双曲线(k>0)上,得到即c=3d,则A点坐标为(1,3d),根据勾股定理计算出MB=,然后利用AM=BM得到(3d)=2+d,求出d的值,即可确定B点坐标.

(2)由B(3,d)可得到反比例函数的解析式y=,然后利用待定系数法求出直线AB的解析式为y=-dx+4d,则可设P(t,-dt+4d),则N(t,),表示出PN=-dt+4d-,NE=,再计算==t+t-1,配方得-(t-2)+,由于取最大值,所以t=2,此时PN=-dt+4d-=,解方程得到d的值,即可确定双曲线的解析式.

解答:(1)如图,过B做BQ⊥x轴,

∵点A(1,c)和点B(3,d)都在双曲线y=(k>0)上,

∴1·c=3·d,即c=3d,

∴则A点坐标为(1,3d),

∴AM=3d,

∵MN=3-2=1,BN=d,

∴MB=,

而AM=BM,

∴(3d)+2+d,

∴d=,

∴B点坐标为(3,).

(2)如图,把B(3,d)代入y=得k=3d,

∴反比例函数的解析式为y=,

把A(1,3d)、B(3,d)代入y=kx+b得

k+b=3d

3k+b=d,

解得

k=-d

b=4d,

∴直线AB的解析式为y=-dx+4d.

设P(t,-dt+4d),则N(t,),

∴PN=-dt+4d-,NE=,

∴==-t+t-1=-(t-2)+,

当取最大值时,t=2,

此时PN=-dt+4d-=,

∴-2d+4d-=,

∴d=1,

∴反比例函数的解析式为y=.

点评:第(1)小题以反比例函数为载体,“点在函数图像上,则点的横纵坐标满足其解析式”,发现数量关系,秉着未知量越少越好的原则,用正确的字母表示点坐标,再利用勾股定理计算有关线段长度.

第(2)小题解题的关键在于条件“当取最大值时”,事实上它就是一个隐藏函数,是存在最大值的隐藏函数.如何用含有字母的代数式表示,是解决本题的关键也是难点.这就对较繁运算提出了更高的要求.除了要有全面的观念及对问题的整体把握外,同时还要注意函数建模在解题过程中的灵活运用.

3.函数藏于“不起眼”处

例3:(2013年厦门)若x,x是关于x-bx+c=0的方程的两个实数根,且|x|+|x|=2|k|(k是整数),则称方程x+bx+c=0为“偶系二次方程”.如方程x-6x-27=0,x-2x-8=0,x+3x-=0,x+6x-27=0,x+4x+4=0,都是“偶系二次方程”.

(1)判断方程x+x-12=0是否是“偶系二次方程”,并说明理由;

(2)对于任意一个整数b,是否存在实数c,使得关于x的方程x+bx+c=0是“偶系二次方程”,并说明理由.

分析:(1)求出原方程的根,再代入|x|+|x|看结果是否为2的整数倍就可以得出结论.

(2)由条件x-6x-27=0和x+6x-27=0是偶系二次方程建模,设c=mb+n,就可以表示出c,然后根据公式法就可以求出其根,再代入|x|+|x|就可以得出结论.

解答:(1)不是.

解方程得x+x-12=0得x=3,x=-4.

|x|+|x|=3+4=7=2×3.5.

∵3.5不是整数,

∴x+x-12=0不是偶系二次方程.

(2)存在.理由如下:

∵x-6x-27=0和x+6x-27=0是偶系二次方程,

∴假设c=mb+n,

当b=-6,c=-27时,-27=36m+n.

∵x=0是偶系二次方程,

∴n=0时,m=-,

∴c=-b.

∵x+3x-=0是偶系二次方程,

当b=3时,c=-×3.

∴可设c=-b.

对于任意一个整数b,当c=-b时,

△=b-4c=4b.

∵x=,

∴x=b,x=b.

∴|x|+|x|=2b,

∵b是整数,

∴对于任何一个整数b,c=-b时,关于x的方程x+bx+c=0是“偶系二次方程”.

点评:(1)历年来许多地区的中考题中常有涉及阅读型的新题型,只要学生读懂新概念的内涵,解答并不难.本题考查了一元二次方程解法的运用.

(2)考查了根的判别式的运用及数学建模思想的运用,解答本题时根据条件建立函数模型是关键.而本题的函数模型竟然隐藏在题目给出的看似“很不起眼”的例子中,需要独具慧眼.

事实上,发现隐藏的函数,找到解题突破口,并不能靠“碰运气”,而要以解题者的知识容量为背景,具备的能力为基础,敏锐的观察为先导,联想与分析为武器,应用已有经验和知识进行再创造,正所谓“冰冻三尺非一日之寒”.

4.对教学的启示

4.1立足基础知识,关注核心教学内容.

基础知识、基本技能和基本方法是初中数学的主要内容,中考也着重考查这些内容.点生成线,线生成面,再复杂的几何图形都是由简单的基本图形构成的,所以,即使拔高性试题也是对这些基本知识、基本技能和基本方法的考查和再创造.因此教学中,要时刻注意以《课程标准》的要求指导教学,关注知识的再生性,让学生体会知识产生的过程和其他知识之间的联系,掌握其中的数学思想方法,加深对数学问题本质的理解.

4.2关注分析解决问题能力的培养.

中考不仅仅有对基本知识、基本技能和基本方法的考查,为了有区分度,综合大题更多的是考查学生分析解决问题的能力,包括学生的探究、归纳,实际应用、逻辑推理、分析问题、数学建模等方面的能力.而这些能力不是一蹴而就的,这就要求我们在平时的教学中,要立足能力的培养,而不是一味地传授知识,要学生更多的时间和空间,让学生参与到教学中,在获得新知识的过程中锻炼能力.

4.3强调思想方法,强化归纳意识.

数学思想是数学基础知识在更高层次上的抽象和概括,它蕴含于数学知识之中,是数学知识的精髓.在教学中,以一定的数学知识为载体,有意识地梳理和归纳问题中的“思想性”和“规律性”,让学生通过探究感受,体验知识得到的过程.这样的教学能使学生真正理解知识,掌握数学思想方法.而将学到的知识和思想方法再进行应用,分析和解决问题,从实践到理论,再从理论到实践,使得感性认识上升为理性认识.从而优化了学生的思维品质,提高数学能力,增强学生创新意识.

4.4注重变式,举一反三.

目前“题海战术”还普遍存在.虽然学生整天忙着做题,但如果考试的时候出现背景熟悉的题目,稍微改了一下条件或者换了一种的提问方法,学生往往就会束手无策,不知如何下手.事实上,这只能说明学生并没有真正掌握知识,而只是就题做题,做一题只会一题,而不是会一类题.原因除了学生本身没有及时总结解题规律和方法外,教师也有需要注意的方面..教师在选取典型题时,不仅要引导学生分析解决问题,更要指出常见错误和产生原因,不仅让學生知其然,更知其所以然.除此以外,要善于以典型例题为原型,导出同类的题目,可能是换条件,可能是换结论,把它们集中在一起,形成一个共同的认知体系.让学生对不同的立意、不同的解题策略进行归纳总结,变对单一知识点的考查为对多个知识点的考查,从而培养学生的应变能力,提高学生的解题能力.

4.5研究学情,关注学生发展.

承认差异,尊重个体,让不同层次的学生尽可能地展示自己的才华,是《数学课程标准》倡导的一个基本理念.在教学实践中,教师会发现用统一的教学方法对待具有不同特点的学生,很难获得令人满意的教学效果.总会有一部分学生对教学方法不适应,这就是个体差异,如果缺乏对这些学生的关注,就会打击他们学习数学的信心.教师要秉着“人人都能获得必需的数学,不同的人在数学上得到不同的发展”的教育理念,做到教学内容分层,课后作业分层,考试评价多样,等等.

参考文献:

[1]毛孟杰.捕捉题眼,巧妙转化[J].中学数学,2010,8.

[2]王赛英.对2010年宁波市中考题压轴题的探究[J].中学数学,2010,9.

[3]陈祖华.低起点,高立意——从一道中考试题说开去[J].中学数学,2010,11.

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