二次函数动点问题常见题型解法探究

2023-10-16 19:14张伟
数理天地(初中版) 2023年19期
关键词:二次函数解题

张伟

【摘要】二次函数是初中阶段学生数学知识体系中的重要构成,以其为基础的相关题型也丰富多变,其中动点问题既是考试的重点内容,也是学生失分的重灾区.本文总结二次函数动点问题中常见的面积问题、线段问题、三角形问题及相似图形问题相关解题策略,供学生参考,以提高学生的解题效率.

【关键词】动点问题;二次函数;解题

在对学生二次函数知识的考查中,往往会融合其他知识,以达到对学生综合能力考查的目的.而在诸多题型中,动点问题无疑是重要的一类,同时也是学生较为惧怕的一类.动点问题不仅考查学生对二次函数、图形知识的掌握及计算能力,还考查了学生的抽象思维等学科素养.二次函数动点问题是因函数图象上移动的点所引发的,题型也是复杂多变,因此学生对这一问题的掌握并不理想,在考试中错误率较高.因此,本文系统性地总结了二次函数动点问题的常见题型及解题策略,以促进学生对知识的掌握.

1 面积问题

面积问题是二次函数动点知识考查中最为常见的一个题型,是对学生二次函数及图形知识的综合考查,同时也要注意动点的取值范围,而后根据相关条件建立关系便可进一步解答.在解答面积问题时,学生需具备较强的空间思维能力及计算能力,把握动点的运动对图象的影响,如此便可快速解答问题.

例1 如图1,抛物线y=x2+bx+c与x轴交于点A(-1,0),B(3,0),与y轴交于点C,

(1)求抛物线解析式;

(2)若D为抛物线一点,且S△ABD=2S△ABC,求D坐标.

解 (1)将点A(-1,0),B(3,0)坐标代入y=x2+bx+c,

可解得b=-2,c=-3,

则抛物线的解析式为y=x2-2x-3.

(2)因為△ABD与△ABC拥有共同的边AB,

故要想S△ABD=2S△ABC,仅需其AB边上的高比值为2,

因为D在抛物线上,

所以设其为D(m,m2-2m-3),

因为y=x2-2x-3,将x=0代入,

可得C点坐标为(0,-3),

即m2-2m-3=6,

求出m便可得D点坐标.

2 线段问题

二次函数中动点线段问题总体可以分为两类,即一个动点和两个动点.无论哪一类问题,题目中都大概率会涉及到二次函数以外的其他函数,故在解答这类问题时,学生要灵活运用函数相关的知识,将线段长短问题转化为一个二次函数的表达式,而后结合题目中的信息进行解答.

例2 如图2,点N为抛物线y=-x2+2x+3上一动点,且在线段BC上方,BC上有一动点M,若MN∥y轴,则MN的最值为多少?

解析 因为抛物线y=-x2+2x+3,

可得B(3,0),C(0,3),

则线段BC的解析式为y=-x+3,

因M在线段BC上,

则设其坐标为(m,-m+3),

因N为y=-x2+2x+3上动点,

则设其坐标为(m,-m2+2m+3),

当MN∥y轴时,MN的长度则为二者纵坐标的差,

设MN的长度为函数LMN,

则LMN=(-m2+2m+3)-(-m+3)=-m2+3m,

整理可得LMN=-(m-1.5)2+2.25,

可知函数LMN为开口向下的二次函数,故MN最大值为2.25,无最小值.

3 三角形问题

在解答二次函数中动点引起的三角形问题时,重点并不在于函数,而是需要学生掌握三角形相关的各种知识,以此结合二次函数进行分析,联立求解,便可得到答案.

例3 如图3,二次函数交坐标轴于A(-1,0),B(4,0),C(0,-4)三点,P为直线BC下方抛物线上一动点.

(1)求二次函数解析式;

(2)是否存在点P,使△POC是以OC为底的等腰三角形,求其坐标.

解 (1)设函数解析式为y=ax2+bx+c,

将A(-1,0),B(4,0),C(0,-4)三点代入,

可解得a=1,b=-3,c=-4,

故函数解析式为y=x2-3x-4.

(2)因△POC是以OC为底的等腰三角形,则P点应位于OC的垂直平分线上,

因为OC=4,故点P的纵坐标为-2,

因为点P在抛物线上,则可将y=-2代入到解析式中,

则有x2-3x-4=-2,同时,因其在直线BC下方,故应舍去小于0的根,

4 结语

综上所述,本文系统性地总结了二次函数动点问题中常见的面积问题、线段问题、三角形问题及相似图形问题,并对其进行了实际的讲解.总体来说,学生要想解答这类问题,首先要对二次函数、一次函数、三角形、多边形等基础知识有一个完整的认识,在此基础之上熟练掌握各种题型的解题原理、过程,如此便可快速解答相关问题.

参考文献:

[1]李惠平.二次函数动点问题的教学设计[J].数理天地(初中版),2022(03):77-78.

[2]胡雅雯.二次函数中动点图形的面积最值问题探究[J].中学数学,2022(22):36-38.

[3]王伟.二次函数面积有关题型分析[J].数理化学习(初中版),2021(12):15-16.

[4]王珍.探讨初中数学二次函数动点问题的教学策略[J].中学数学,2021(20):64-65.

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