【摘要】 在初中階段所研究的函數(shù)中,函數(shù)的圖像和性質(zhì)是最重要的內(nèi)容,也是最??嫉膬?nèi)容. 在拋物線的學(xué)習(xí)過程中,拋物線的對稱性是它的一個顯著特征,對稱性的考查和利用也是比較靈活的. 本文將以一些典型的例題來談?wù)剴佄锞€對稱性該如何運(yùn)用.
【關(guān)鍵詞】 初中數(shù)學(xué);拋物線;函數(shù)的性質(zhì);知識運(yùn)用能力
首先我們來回顧什么是拋物線,二次函數(shù)y = ax2 + bx + c(a ≠ 0)的圖像就是一條拋物線. 拋物線的對稱軸可以用直線x = -■表示,當(dāng)二次函數(shù)的形式為y = a(x - h)2 + k(a ≠ 0)時,拋物線的對稱軸為直線x = h. 在解有關(guān)函數(shù)的問題時,我們常常會用數(shù)形結(jié)合的方法,數(shù)形結(jié)合能更快地理清思路,運(yùn)用好已知條件. 下面我們通過幾個例子來談?wù)勱P(guān)于拋物線對稱性的一些考點和用法.
一、求點的坐標(biāo)
例1 若函數(shù)y = ax2 + bx + c(a ≠ 0)經(jīng)過點A(-2,7),B(6,7),C(3,-8),那么拋物線上縱坐標(biāo)為-8的另一點的坐標(biāo)為______.
分析 一看到是求點的坐標(biāo),很多學(xué)生就會想到要先求拋物線的解析式,再把所求點的縱坐標(biāo)代入到解析式中,就可以求出該點的橫坐標(biāo). 而要求拋物線的解析式也是可以的,因為已知條件中給出了三個點的坐標(biāo),把三個點的坐標(biāo)代入到函數(shù)的一般式中,通過解方程組可得出拋物線的解析式. 這種方法是一種傳統(tǒng)的方法,也是很多學(xué)生會用到的,但其實這道題還有更加簡便的方法,省去了煩瑣的計算,也能快速地得出答案,關(guān)鍵就是要細(xì)心觀察已知中給出的三個點的坐標(biāo). 可以看到A(-2,7),B(6,7)兩點的縱坐標(biāo)是相等的,說明這是兩個點于關(guān)拋物線的對稱軸對稱,那么就可以直接利用拋物線的對稱性快速解題.
解析 由題意得,拋物線的對稱軸x = ■ = 2,所求點與點C對稱,2 × 2 - 3 = 1,所求點的坐標(biāo)為(1,-8).
二、求代數(shù)式的值
例2 拋物線y = ax2 + bx + c(a ≠ 0)的對稱軸是x = 2,且經(jīng)過點P(3,0),那么a + b + c的值是( ).
A. -1 B. 0 C. 1 D. 2
分析 在這道題中,要求的是代數(shù)式a + b + c的值,這類題目我們也會經(jīng)常接觸到,a + b + c的值就是當(dāng)x = 1時,函數(shù)y的值. 仔細(xì)觀察就可以看到,我們不用求出每個字母的值,充分利用好對稱軸這個已知條件,就能巧妙地解決問題.
解析 因為拋物線的對稱軸是x = 2,2 × 2 - 3 = 1,也就是與點P對稱的點是(1,0),正好是我們所要求的當(dāng)x = 1時函數(shù)的值. 所以a + b + c的值為0. 答案選B.
三、比較函數(shù)值的大小
例3 如果A-■,y1,B-■,y2,C-■,y3為函數(shù)y = x2 + 4x - 5的圖像上三點,那么y1,y2,y3的大小關(guān)系是( ).
A. y1 < y2 < y3 B. y3 < y1 < y2
C. y2 < y1 < y3 D. y1 < y3 < y2
分析 這道題可以直接代入計算,但這樣的話會帶來非常大的計算量,是不可取的一種方法. 比較函數(shù)值的大小可以利用函數(shù)的單調(diào)性進(jìn)行比較,但拋物線的單調(diào)性并不是單一的,而是有增有減,因此在使用的時候不僅要先搞清函數(shù)的單調(diào)性,還要明確點的位置關(guān)系以及和對稱軸的水平距離.
解析 根據(jù)題意可得,拋物線的開口向上,函數(shù)的對稱軸為x = -■ = -2,當(dāng)x > -2時,y的值隨著x的增大而增大,所求點的橫坐標(biāo)均大于-2,因為-■ < -■ < -■,所以y2 < y1 < y3. 答案選C.
四、求函數(shù)的解析式
例4 已知二次函數(shù)的圖像經(jīng)過點A(2,-3),對稱軸為x = 1,且與x軸的兩個交點之間的距離為4,求這個二次函數(shù)的解析式.
分析 這是一道求函數(shù)解析式的題目,而我們首先會想到的就是根據(jù)已知條件來設(shè)函數(shù)為哪種形式,運(yùn)用常規(guī)的方法都能求解,但會產(chǎn)生一個非常復(fù)雜的三元方程,而巧用函數(shù)的對稱性,能輕松地解決這些問題,化難為易,化繁為簡.
解析 由拋物線的對稱性可知,拋物線與x軸的兩個交點的坐標(biāo)分別為(-1,0)和(3,0),于是可以把函數(shù)設(shè)為兩點式y(tǒng) = a(x + 1)(x - 3),將A點坐標(biāo)代入得-3 = -3a,a = 1,即所求函數(shù)為y = (x + 1)(x - 3),整理,得y = x2 - 2x - 3.
函數(shù)的對稱性是二次函數(shù)圖像的一個重要特征,常??梢郧擅畹剡\(yùn)用于解決問題當(dāng)中. 從上面的幾個例題就不難發(fā)現(xiàn),很多題目都可以用常規(guī)的方法來解決,但計算會很煩瑣,過程比較復(fù)雜,而能巧妙地運(yùn)用對稱性的話,問題都能快速解決,并且解題過程得到了有效的簡化. 因此,在解題時,一定要先細(xì)心觀察和認(rèn)真思考,抓住題目中的一些關(guān)鍵信息,用最簡便的方法來解答.
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