关于函数解析式构建考查的探究

2023-10-16 19:14赵卫东
数理天地(初中版) 2023年19期
关键词:解题初中数学

赵卫东

【摘要】函数解析式问题的构建考查方式较多,相交构建、平移变换、对称变换是其中较为特殊的三种.探究构建方式,总结知识规律是教学的重点.本文以抛物线问题为例,结合实例具体探究.

【关键词】函数解析式;初中数学;解题

求函数解析是初中数学的基本问题,也是需要重点掌握的知识.函数解析式问题的考查方式较多,实际考查时常从综合视角进行命题构建,涉及众多的知识考点.下面以抛物线为例,探究其中较为特殊的三种方式.

构建考查一 相交构建

相交构建考查,即设定直线、曲线、坐标轴之间的交点,探究函数图象的解析式.三者之间可以形成多种相交形式,解析时可先确定其交点,再采用待定系数法来推导.

例1 已知抛物线过A(1,0)和B(4,0)两点,与坐标y轴交于点C,且满足BC=5,则该二次函数的解析式为.

思路分析 题干给出抛物线过点A和B的坐标,并设定与y轴的交点C,满足BC=5,求其解析式需要求出点C的坐标.解析时需要求出点C的坐标,关注两点:一是点A和B均位于坐标轴y轴上;二是点C相对于x轴的位置未知,需要分类讨论,有两种情形.

过程解析 已知抛物线过A(1,0)和B(4,0),则可设抛物线的解析式为y=a(x-1)(x-4).抛物线交y轴于点C,且BC=5,则点C可位于x轴上方,也可位于其下方.

情形1 当点C可位于x轴的上方时,其坐标为(0,3),

可求得此时抛物线的解析式为

情形2 当点C可位于x轴的下方时,其坐标为(0,-3),

可求得此时抛物线的解析式为

综上可知,二次函数的解析式为

评析 上述抛物线解析式问题中,构建了图象与坐标轴相交情形,属于相交构建考查.问题解析需要利用线段条件求交点坐标,再利用待定系数法求函数解析式.探究学习时应关注抛物线与x轴相交于点x1,0,x2,0情形时其解析式的设法,可将其直接设为y=ax-x1x-x2.

構建考查二 平移变换

通过平移变换构建来考查二次函数解析式,其知识重点是二次函数的平移规律,包括两点:一是坐标系中二次函数解析式与平移之间的关联;二是函数图象平移的“不变”规律,即图象形状、大小和开口方向不变,a的值不变.

例2 如图1所示,已知抛物线y=x2+2x-3与x轴正半轴交于A点,M(-2,m)在抛物线上,AM交y轴于D点,抛物线沿射线AD方向平移2个单位,则平移后的解析式为.

思路分析 本题目是关于抛物线平移交换的解析式推导问题,解析突破需分两步进行:第一步,推导顶点P的坐标;第二步,分析平移过程,确定平移后点P的坐标,求解析式.

过程解析  令y=0,则x2+2x-3=0,解得

x1=-3,x2=1,

可得A点坐标为(1,0).

将x=-2代入y=x2+2x-3中,

可得y=-3,则M点坐标为(-2,-3).

y=x2+2x-3=(x+1)2-4,则P点坐标为(-1,-4).

作MH⊥x轴于H,由于AH=1-(-2)=3,MH=3,

可推知△AMH为等腰直角三角形,

则∠OAD=45°,

进而可得△AOD为等腰直角三角形,

所以OA=OD=1,可求得D(0,-1),

点P(-1,-4)先向左平移1个单位,再向下平移1个单位得到的点的坐标为(-2,-5),所以平移后的抛物线解析式为y=x2+4x-1.

评析 上述抛物线解析式问题中,以平移交换为背景考查解析式的平移及平移特性.问题解析要以顶点P的平移转换为切入点,把握平移过程,总结平移规律.对于抛物线的平移问题,可将其解析式转化为顶点式,利用平移与解析式关联可直接推导解析式.

构建考查三 对称变换

对称变换构建考查函数解析式,其核心知识是对称转换的性质规律.对于抛物线,对称变换过程中其形状不会发生变换,则a保持不变.求对称变换后的抛物线函数解析式,可从其顶点坐标及开口方向入手,逐步推导.

思路分析 可先求出点P的坐标,再解方程,求出点B的坐标,然后根据中心对称求出点M的坐标.最后根据对称性,利用顶点式形式写出C3的解析式即可.

过程解析 由抛物线解析式可知顶点P的坐标为(-2,-5),利用交点法可求得点B的坐标为(1,0).

由于点P、M关于点B对称,所以点M的坐标为(4,5).

已知抛物线C2与抛物线C1关于x轴对称,抛物线C2向右平移得到C3,

所以可求得抛物线C3的解析式为

结语

总之,上述结合实例探究了抛物线求解析式的三种特殊方式,其中相交构建主要考查直线与曲线位置关系及交点法,平移变换、对称变换则主要考查图象运动规律.探究解析时,要把握三种问题的构建形式,总结知识规律,构建解题思路,形成解题策略.

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