湯永明 王紅
[摘? 要] 二次函數(shù)常作為中考?jí)狠S題來(lái)考查學(xué)生的知識(shí)掌握情況和解題的綜合能力,這與二次函數(shù)的知識(shí)融合性和方法多樣性離不開. 近幾年的函數(shù)壓軸題更加注重問(wèn)題的層次性設(shè)計(jì),旨在引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行數(shù)學(xué)思考. 文章對(duì)重慶市的兩道中考試題進(jìn)行探究賞析,與讀者交流.
[關(guān)鍵詞] 函數(shù);拋物線;最值;存在性;賞析
經(jīng)典試題再現(xiàn)
試題1(2018年重慶市中考數(shù)學(xué)A卷)如圖1,在平面直角坐標(biāo)系中,點(diǎn)A在拋物線y=-x2+4x上,且橫坐標(biāo)為1,點(diǎn)B與點(diǎn)A關(guān)于拋物線的對(duì)稱軸對(duì)稱,直線AB與y軸交于點(diǎn)C,點(diǎn)D為拋物線的頂點(diǎn),點(diǎn)E的坐標(biāo)為(1,1).
(1)求線段AB的長(zhǎng).
(2)點(diǎn)P為線段AB上方拋物線上任意一點(diǎn),過(guò)點(diǎn)P作AB的垂線交AB于點(diǎn)H,點(diǎn)F為y軸上一點(diǎn),當(dāng)△PBE的面積最大時(shí),求PH+HF+FO的最小值.
(3)在(2)中,當(dāng)PH+HF+FO取得最小值時(shí),將△CFH繞點(diǎn)C順時(shí)針旋轉(zhuǎn)60°后得到△CF′H′,過(guò)點(diǎn)F′作CF′的垂線與直線AB交于點(diǎn)Q,點(diǎn)R為拋物線對(duì)稱軸上一點(diǎn),在平面直角坐標(biāo)系中是否存在點(diǎn)S,使得以點(diǎn)D,Q,R,S為頂點(diǎn)的四邊形為菱形?若存在,請(qǐng)直接寫出點(diǎn)S的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
試題2(2017年重慶市中考數(shù)學(xué)A卷)如圖2,在平面直角坐標(biāo)系中,拋物線y=x2-x-與x軸交于A,B兩點(diǎn)(點(diǎn)A在點(diǎn)B的左側(cè)),與y軸交于點(diǎn)C,對(duì)稱軸與x軸交于點(diǎn)D,點(diǎn)E(4,n)在拋物線上.
(1)求直線AE的解析式.
(2)點(diǎn)P為直線CE下方拋物線上一點(diǎn),連接PC,PE. 當(dāng)△PCE的面積最大時(shí),連接CD,CB,點(diǎn)K是線段CB的中點(diǎn),點(diǎn)M是CP上一點(diǎn),點(diǎn)N是CD上一點(diǎn),求KM+MN+NK的最小值.
(3)點(diǎn)G是線段CE的中點(diǎn),將拋物線y=x2-x-沿x軸正方向平移得到新拋物線y′,y′經(jīng)過(guò)點(diǎn)D,y′的頂點(diǎn)為點(diǎn)F. 在新拋物線y′的對(duì)稱軸上,是否存在一點(diǎn)Q,使得△FGQ為等腰三角形?若存在,請(qǐng)直接寫出點(diǎn)Q的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
試題特點(diǎn)表征
上述兩道重慶市的中考試題背景設(shè)置都是基于二次函數(shù)的表達(dá)式和圖像特征,只是求解的具體問(wèn)題有略微的差異. 命題人充分考慮到考生的學(xué)習(xí)能力和理解程度差異,試題設(shè)置上均呈現(xiàn)一定的梯度,第(1)問(wèn)屬于基本問(wèn)題,第(2)問(wèn)則是對(duì)幾何模型的應(yīng)用考查,而第(3)問(wèn)的幾何存在性問(wèn)題則是對(duì)學(xué)生全面分析能力的考查,因此整個(gè)試題設(shè)計(jì)在考查基礎(chǔ)的同時(shí)也注重對(duì)學(xué)生綜合能力的考查,具有一定的選拔功能.
試題1和試題2均給出了二次函數(shù)的解析式,以及一些關(guān)鍵點(diǎn)的幾何特征. 兩道試題的第(1)問(wèn)分別求線段的長(zhǎng)和直線的解析式,考慮到求解線段的長(zhǎng)需要先求出點(diǎn)的坐標(biāo),因此兩問(wèn)的求解思路是一致的,即根據(jù)題干所給的幾何關(guān)系來(lái)確定點(diǎn)的坐標(biāo),然后利用點(diǎn)的坐標(biāo)來(lái)求解. 而第(2)問(wèn)均屬于雙最值問(wèn)題,問(wèn)題的前半部分分析三角形面積的最大值,后半部分求涉及三點(diǎn)的三條線段的最小值,問(wèn)題的特征相同,求解的方向也相似. 首先需要將求解三角形的面積最大值轉(zhuǎn)化為關(guān)于線段的最大值,從中獲得點(diǎn)的坐標(biāo)的參數(shù),然后以此為基礎(chǔ)借助最值模型完成線段和的最小值求解. 最后第(3)問(wèn)的幾何存在性問(wèn)題,雖然都是分析特殊的幾何圖形,但結(jié)合對(duì)應(yīng)圖形的特征,均可以將其轉(zhuǎn)化為分析圖形頂點(diǎn)坐標(biāo)的問(wèn)題. 需要注意的是,應(yīng)合理設(shè)定分類標(biāo)準(zhǔn),全面討論. 綜上可知,無(wú)論是問(wèn)題的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),還是試題的突破思路,重慶市的這兩道函數(shù)壓軸題均存在較高的相似度,其考查內(nèi)容和能力要求是對(duì)新課程標(biāo)準(zhǔn)理念的深度貫徹.
試題賞析評(píng)價(jià)
1. 立足教材知識(shí),倡導(dǎo)數(shù)學(xué)思想
中考試題大多經(jīng)典,其經(jīng)典之處不僅在于試題考查的知識(shí)點(diǎn)較為全面,關(guān)注基礎(chǔ)的同時(shí)注重問(wèn)題的層次性和關(guān)聯(lián)性,還在于其注重對(duì)學(xué)生解題思想方法的考查,即融合基礎(chǔ)知識(shí),綜合考查學(xué)生的綜合素質(zhì). 上述兩道試題便是函數(shù)試題的典型代表. 兩道試題均以拋物線為背景,考查了二次函數(shù)的解析式和關(guān)鍵點(diǎn),并融合幾何上的點(diǎn)共線模型、面積模型求線段的雙最值,最后從幾何特征的角度來(lái)討論幾何頂點(diǎn)坐標(biāo). 涵蓋了勾股定理、軸對(duì)稱性質(zhì)、圖形變換、菱形和等腰三角形的特征等知識(shí),且試題將數(shù)學(xué)的思想方法融于其中,如數(shù)學(xué)的模型思想、分類討論思想、化歸與轉(zhuǎn)化思想和數(shù)形結(jié)合思想,引導(dǎo)學(xué)生利用數(shù)學(xué)思想方法來(lái)指導(dǎo)解題過(guò)程,利用思想方法來(lái)探求解題思路,幫助學(xué)生由試題的學(xué)習(xí)向試題的本質(zhì)探究過(guò)渡.
2. 關(guān)注分析過(guò)程,發(fā)展解題思維
數(shù)學(xué)解題最為關(guān)鍵的一點(diǎn)是問(wèn)題的分析過(guò)程,因此中考?jí)狠S題更注重對(duì)學(xué)生分析思維的考查. 上述試題基于該點(diǎn)從兩個(gè)角度進(jìn)行設(shè)置:一是將綜合問(wèn)題分為三個(gè)小問(wèn),每個(gè)小問(wèn)既獨(dú)立存在,又相互關(guān)聯(lián),問(wèn)題間具有一定的層次性和遞進(jìn)性;二是試題具有一定的引導(dǎo)性,利用簡(jiǎn)明扼要的文字來(lái)引導(dǎo)學(xué)生實(shí)踐操作,發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并驗(yàn)證猜想. 如上述的試題1首先要求學(xué)生對(duì)圖形進(jìn)行旋轉(zhuǎn),作出對(duì)稱軸,然后分析圖形是否為菱形;而試題2則對(duì)拋物線的圖像進(jìn)行平移,然后分析圖像的對(duì)稱軸上是否存在使圖形為等腰三角形的點(diǎn). 學(xué)生在由易到難逐步求解問(wèn)題的過(guò)程中可以充分把握問(wèn)題的結(jié)構(gòu),掌握?qǐng)D像的性質(zhì)特征,并在試題的引導(dǎo)下進(jìn)行相關(guān)作圖操作,從而發(fā)現(xiàn)其中的關(guān)鍵條件,結(jié)合所學(xué)知識(shí)對(duì)猜想做出論證. 因此,試題在考查學(xué)生分析、解決問(wèn)題的同時(shí),也提升了學(xué)生的邏輯思維能力,使學(xué)生的思維更具靈活性和拓展性,而后者是衡量?jī)?yōu)秀試題的重要標(biāo)準(zhǔn)之一.
總之,優(yōu)秀的試題是對(duì)學(xué)生知識(shí)儲(chǔ)備、解題能力和思想方法的綜合考查,在考查學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)掌握情況的同時(shí),也考查學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng). 因此,在平時(shí)的解題教學(xué)中,我們要引導(dǎo)學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)進(jìn)行總結(jié)、歸納,并將數(shù)學(xué)思想方法融合在解題過(guò)程中,不斷提升學(xué)生的綜合素養(yǎng).