☉浙江省紹興市上虞區(qū)謝塘鎮(zhèn)中學(xué) 陳 燁
中考二輪復(fù)習(xí)期間,備課組內(nèi)決定開展含參函數(shù)綜合題的復(fù)習(xí),以應(yīng)對目前這類熱點考題.經(jīng)過認(rèn)真篩選,我們選用了一道“含參”考題進(jìn)行復(fù)習(xí),并圍繞該題進(jìn)行一些教學(xué)改編與鋪墊式設(shè)問,取得了較好的教學(xué)效果.本文整理了該課的教學(xué)素材,以分享給各位同行.
考題 已知二次函數(shù)y=ax2+bx+t-1,t<0.
(1)當(dāng)t=-2時,
①若函數(shù)圖像經(jīng)過點(1,-4),(-1,0),求a,b的值.
②若2a-b=1,對于任意不為0的實數(shù)a,是否存在一條直線y=kx+p(k≠0),始終與函數(shù)圖像交于不同的兩點?若存在,求出該直線的表達(dá)式;若不存在,請說明理由.
(2)若點A(-1,t),B(m,t-n)(m>0,n>0)是函數(shù)圖像上的兩點,且S△AOB=0.5n-2t,當(dāng)-1≤x≤m時,點A是該函數(shù)圖像的最高點,求a的取值范圍.
思路突破:(1)①當(dāng)t=-2時,二次函數(shù)解析式中只有兩個參數(shù)a,b.把(1,-4),(-1,0)分別代入y=ax2+bx-3,解出方程組得a=1,b=-2.
②利用條件2a-b=1,先將原函數(shù)解析式中的參數(shù)消去一個,即y=ax2+(2a-1)x-3.這時認(rèn)真分析該解析式特點,可得出兩個數(shù)對,與參數(shù)a無關(guān),即當(dāng)x=-2時,y=-1;當(dāng)x=0時,y=-3.
故二次函數(shù)圖像一定經(jīng)過兩個定點(-2,-1),(0,-3).
于是當(dāng)直線y=kx+p(k≠0)恰經(jīng)過(-2,-1),(0,-3)時,可解出該直線表達(dá)式為y=-x-3.
當(dāng)然此時直線y=-x-3始終與二次函數(shù)圖像交于(-2,-1),(0,-3)兩點,是符合題意的.
(2)先把A(-1,t)代入二次函數(shù)解析式y(tǒng)=ax2+bx+t-1中,可得用含a的代數(shù)式表示b=a-1.這樣二次函數(shù)解析式為y=ax2+(a-1)x+t-1.
接下來結(jié)合A(-1,t),B(m,t-n)(m>0,n>0),可以畫出如下草圖(如圖1)進(jìn)行分析,注意在構(gòu)圖時各點的位置需要想清,“形”的位置由一些數(shù)或字母的正、負(fù)控制著.
圖1
解得m=3.這是一步重要進(jìn)展,在此基礎(chǔ)上,-1≤x≤3也得到確認(rèn).
接下來想清兩點的坐標(biāo)為A(-1,t),B(3,t-n).
由n>0,有t>t-n.分拋物線開口向上或向下的不同情況進(jìn)行分類思考:
當(dāng)a>0時,構(gòu)造符合要求的兩種草圖(如圖2,圖3).
圖2
圖3
從圖2,圖3上容易看出,二次函數(shù)圖像的頂點為最低點,當(dāng)-1≤x≤3時,若點A為該函數(shù)圖像最高點,則yA≥yB,于是把A(-1,t),B(3,t-n)代入y=ax2+(a-1)x+t-1,得t=a-(a-1)+t-1,t-n=9a+3(a-1)+t-1.
因為t>t-n,所以a-(a-1)+t-1>9a+3(a-1)+t-1.
當(dāng)a<0時,由t>t-n,可構(gòu)造符合要求的草圖,如圖4所示,
注意:在拋物線向下時,若A,B在對稱軸的異側(cè),當(dāng)-1≤x≤3時,圖像的最高點是拋物線的頂點而不是點A;
圖4
解后反思:第(1)②問還可以“走向一般”,當(dāng)直線與二次函數(shù)圖像相交時,有kx+p=ax2+(2a-1)x-3.整理可得ax2+(2a-k-1)x-3-p=0.可得Δ=(2a-k-1)2+4a(3+p).
化簡可得4a2-4a(k-p-2)+(1+k)2>0.
若直線與二次函數(shù)圖像始終有兩個不同的交點,則△>0.因為無論a取任意不為零的實數(shù),總有4a2>0,(1+k)2≥0
所以當(dāng)k-p-2=0時,總有Δ>0. 可取p=1,k=3……
所以,對于任意不為零的實數(shù)a,存在直線y=3x+1始終與函數(shù)圖像交于不同的兩點.
第(2)問有幾處關(guān)鍵步驟:第一,是消參;第二,構(gòu)造草圖分析△AOB的面積,用不同的方式表示,溝通等量關(guān)系,求出m=3;第三,數(shù)形結(jié)合分析a的取值范圍(注意拋物線開口向上或向下進(jìn)行討論).
教學(xué)環(huán)節(jié)(一)基礎(chǔ)熱身
例1 在平面直角坐標(biāo)系xOy中,拋物線y=ax2+bx-3經(jīng)過點A(1,-4),B(-1,0).
(1)求a,b的值;
(2)求該拋物線的對稱軸;
(3)求△AOB的面積;
(4)求AB所在直線解析式,并寫出該直線與y軸的交點坐標(biāo).
教學(xué)環(huán)節(jié)(二)拾級而上
例2在平面直角坐標(biāo)系xOy中,拋物線y=ax2+bx-3,經(jīng)過點C(-2,-1).
(1)若該拋物線對稱軸為x=1,求a的值.
(2)分析拋物線會經(jīng)過哪兩個定點?
(3)對于任意不為0的實數(shù)a,是否存在一條直線y=kx+p(k≠0),始終與函數(shù)圖象交于不同的兩點?若存在,求出該直線的表達(dá)式;若不存在,請說明理由.
教學(xué)環(huán)節(jié)(三)挑戰(zhàn)難題
例3已知平面直角坐標(biāo)系xOy中,二次函數(shù)y=ax2+bx+t-1,t<0.它的圖像經(jīng)過點A(-1,t),B(m,t-n)(m>0,n>0),且S△AOB=0.5n-2t.
(1)求證:a-b=1;
(2)分別指出點A,B所在象限,說說你的理由;
(3)求m的值;
(4)當(dāng)-1≤x≤m時,點A是該函數(shù)圖像的最高點,求a的取值范圍.
第一,精心構(gòu)思,拉長學(xué)程,讓重點習(xí)題的講評從快思走向慢想
對于重點習(xí)題的講評,老師們肯定是非常重視的,大家都有不同的招數(shù)或絕活,比如有些老師精講、細(xì)講,然后安排學(xué)生整理過程再檢查,有些老師講評之后再進(jìn)行變式檢測等等,都是非常有效的教學(xué)方式.我們對這道考題的教學(xué)實踐表明,在課前精心構(gòu)思,基于教者對習(xí)題的深刻理解,預(yù)設(shè)一些問題串,讓學(xué)生經(jīng)歷基礎(chǔ)熱身,拾級而上,挑戰(zhàn)難題的全過程,也就使得這類習(xí)題的講評從學(xué)生“快思”走向了“慢想”.拉長學(xué)程的同時,也讓學(xué)生對這類問題的結(jié)構(gòu)加深了理解.
第二,預(yù)設(shè)鋪墊,相機追問,讓更多學(xué)生參與較難習(xí)題思路突破
在預(yù)設(shè)這類習(xí)題課時,既要分出幾個不同層次的教學(xué)環(huán)節(jié),又要根據(jù)學(xué)情、學(xué)程,在教學(xué)過程中相機追問學(xué)生對一些問題的理解,而不是機械教條地執(zhí)行教學(xué)預(yù)設(shè).這類習(xí)題教學(xué)的總體教學(xué)追求是讓更多學(xué)生都能參與到課堂中來.而不能只是少數(shù)幾個優(yōu)秀學(xué)生參與“題”中.比如,在例題2教學(xué)時,根據(jù)學(xué)情可相機引導(dǎo)學(xué)生思考,如何“走向一般”,這樣的直線只有一條嗎?只要k,b滿足怎樣的等量關(guān)系,直線與拋物線就一定有兩個不同交點?如果學(xué)生有困難,可以賦一些特殊數(shù)組進(jìn)行計算研究,再“走向一般”給出證明.