王 謙
(江蘇省南通市幸福中學(xué),江蘇南通,226000)
數(shù)值代入是求解二次函數(shù)有關(guān)問(wèn)題的重要思路.對(duì)于已知拋物線或某一二次函數(shù)經(jīng)過(guò)確定的坐標(biāo)點(diǎn)的問(wèn)題,此時(shí)將坐標(biāo)數(shù)值代入函數(shù)的解析式中,通過(guò)處理等量關(guān)系實(shí)現(xiàn)求解,這就是數(shù)值代入.??碱}型包括求解函數(shù)解析式等,在解答題、選擇題中均有可能出現(xiàn),在解題時(shí)要注意關(guān)注已知的點(diǎn)的坐標(biāo),一般來(lái)說(shuō),當(dāng)確定三個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)并代入解析式后即可列方程組解得對(duì)應(yīng)的值,即為所求答案.
例1已知二次函數(shù)y=ax2+bx+c的圖象經(jīng)過(guò)A(-1,1),B(0,2),C(1,3),求二次函數(shù)的解析式.
思考:這類型問(wèn)題就需要學(xué)生在做日常練習(xí)時(shí)清晰知道函數(shù)圖象,本題直接將已知的橫、縱坐標(biāo)代入解析式,解二元一次方程組,根據(jù)得到的參數(shù)值得到二次函數(shù)的解析式.
解:由題意可得,A(-1,1),B(0,2),C(1,3),將上述三點(diǎn)代入y=ax2+bx+c.
因此,二次函數(shù)的解析式為y=-1x2+2x+2.
練習(xí)1無(wú)論m是任何實(shí)數(shù),二次函數(shù)y=x2+(2-m)x+m的圖象總經(jīng)過(guò)的點(diǎn)是( ).
A. (-1,0) B. (1,0)
C. (-1,0) D. (1,3)
思考:本題要快速解得正確的解,只需要分別將四個(gè)選項(xiàng)的坐標(biāo)代入解析式中,通過(guò)等號(hào)兩端是否相等判斷正確答案,雖有參數(shù)m,但可以利用代入的數(shù)將其消除,代入等式求解.
解:將橫坐標(biāo)代入x,縱坐標(biāo)代入y.
評(píng)析:學(xué)習(xí)函數(shù)與類似的坐標(biāo)數(shù)值緊密相關(guān),是解答二次函數(shù)相關(guān)問(wèn)題必需的基本技能之一,關(guān)鍵是因?yàn)楹瘮?shù)解析式是函數(shù)與相應(yīng)自變量之間的一種數(shù)量關(guān)系.
二次函數(shù)具有一定的抽象性,利用圖象解答相關(guān)問(wèn)題就有重要作用,看懂拋物線等特殊圖象表達(dá)的特殊意義,例如其中反應(yīng)的函數(shù)范圍和自變量的變化,數(shù)量關(guān)系是怎樣的,是利用圖象解題的重要手段.常見(jiàn)的考查題型包括求解自變量的取值范圍,比較兩個(gè)函數(shù)值的大小等,主要以選擇題的形式出現(xiàn),在解答題中也有一定涉及.
例2二次函數(shù)y=x2-2x-3的圖象如圖所示,當(dāng)y<0時(shí),自變量x的取值范圍是( ).
A.-1 C.x>3 D.x<-1或x>3 思考:本題首先需要明白拋物線的哪一段代表y<0,并觀察圖象得到此時(shí)自變量的取值范圍,即為所求的解. 解:如圖所示,為函數(shù)y=x2-2x-3的圖象. 由題意可得,當(dāng)y<0時(shí),為x軸下方的一段. ∴這段拋物線對(duì)應(yīng)的取值范圍是在-1到3之間. 故自變量x的取值范圍為-1 練習(xí)2已知二次函數(shù)y=ax2+bx+c(a≠0)中,其函數(shù)y與自變量x之間的部分對(duì)應(yīng)值如下表所示: x…01234…y…41014… 點(diǎn)A(x1、y2)、B(x2、y2)在函數(shù)的圖象上,則當(dāng)1 A.y1>y2B.y1 C.y1≥y2D.y1≤y2 思考:本題根據(jù)已知的二次函數(shù)y與x的對(duì)應(yīng)關(guān)系得到函數(shù)圖象,然后分析拋物線的對(duì)稱軸方程求出其對(duì)稱軸,利用二次函數(shù)的增減性即可判斷出y1、y2的大小關(guān)系. 解:根據(jù)題意已知y=ax2+bx+c(a≠0). ∵當(dāng)x=0時(shí),y=4;x=1時(shí),y=1;x=2時(shí),y=0代入函數(shù)解析式. ∴此拋物線的解析式為:y=x2-4x+4. 如圖所示,該拋物線的開(kāi)口向上. ∴拋物線的頂點(diǎn)為(2、0). ∵-1 ∴y1 評(píng)析:根據(jù)上述兩個(gè)例題可以發(fā)現(xiàn),要具有良好的觀察能力才能正確分析圖象問(wèn)題,最大限度發(fā)揮“圖象說(shuō)理”的作用,快速求解. 將圖象用坐標(biāo)系表示是函數(shù)的特點(diǎn)之一,二次函數(shù)具有解析式與圖象一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系,因此利用兩者之間“數(shù)”與“形”之間的密切聯(lián)系是解題的新思路.如下表所示是不同形式解析式的圖象開(kāi)口方向、對(duì)稱軸和頂點(diǎn)坐標(biāo)等值,需要同學(xué)們理解記憶,還可以轉(zhuǎn)化為如下所示的圖象轉(zhuǎn)換關(guān)系,解題時(shí)要利用其內(nèi)在聯(lián)系,掌握關(guān)鍵.在選擇題、填空題或解答題中均會(huì)運(yùn)用到數(shù)形結(jié)合,這是同學(xué)們一定要掌握的內(nèi)容. 函數(shù)解析式備注開(kāi)口方向?qū)ΨQ軸頂點(diǎn)坐標(biāo)y=ax2(a≠0)特例y=ax2+k(a≠0)特例y=a(x-h)2(a≠0)特例y=a(x-h)2+k(a≠0)頂點(diǎn)形式y(tǒng)=ax2+bx+c(a≠0)一般形式a>0,開(kāi)口向上a<0,開(kāi)口向下直線x=0(y軸)(0,0)直線x=0(y軸)(0,k)直線x=h(h,0)直線x=h(h,k)直線x=-b2a-b2a,4ac-b24a 例3將拋物線y=5x2先向右平移3個(gè)單位,再向上平移2的單位后,所得的拋物線的解析式為( ). C.y=5(x-3)2+2 D.y=5(x-3)2-2 思路:本題考查了二次函數(shù)圖象與幾何變換,利用頂點(diǎn)的變化確定函數(shù)解析式求解更簡(jiǎn)單,可以根據(jù)向右平移橫坐標(biāo)加,向上平移縱坐標(biāo)加得到平移后的拋物線的頂點(diǎn)坐標(biāo),然后利用頂點(diǎn)式得到解析式即可. 解:∵y=5x2先向右平移3個(gè)單位,再向上平移2的單位得到頂點(diǎn)坐標(biāo)為(3,2). ∴所得的拋物線的解析式為y=5(x-3)2+2. 故正確答案為C選項(xiàng). 練習(xí)3與拋物線y=-5x2-1頂點(diǎn)相同,形狀也相同,而開(kāi)口方向相反的拋物線所對(duì)應(yīng)的函數(shù)是( ). A.y=-5x2-1 B.y=5x2-1 C.y=-5x2+1 D.y=5x2+1 思考:本題考查了二次函數(shù)的性質(zhì),二次函數(shù)的解析式中,二次項(xiàng)系數(shù)確定函數(shù)的開(kāi)口方向,熟練掌握二次函數(shù)的性質(zhì)是解題的關(guān)鍵.頂點(diǎn)相同,形狀也相同,而開(kāi)口方向相反的拋物線,即與原式只有二次項(xiàng)系數(shù)不同. 解:與拋物線y=-5x2-1頂點(diǎn)相同,形象也相同,而開(kāi)口方向相反的拋物線. 即與拋物線y=-5x2-1只有二次項(xiàng)系數(shù)不同. ∴y=5x2-1,正確答案為B選項(xiàng). 例4拋物線y=ax2+bx+c經(jīng)過(guò)點(diǎn)A(-1,0),B(3,0),則此拋物線的對(duì)稱軸是直線x=. 思考:本題考查了二次函數(shù)的對(duì)稱性,拋物線經(jīng)過(guò)兩個(gè)點(diǎn)的縱坐標(biāo)均等于零,借此確定對(duì)稱軸. 解:由題意可得,拋物線經(jīng)過(guò)了點(diǎn)A(-1,0),B(3,0). ∵縱坐標(biāo)相等. ∴它們是拋物線上的對(duì)稱點(diǎn). ∴它們的對(duì)稱軸時(shí)兩點(diǎn)橫坐標(biāo)的平均數(shù). ∴A、B兩點(diǎn)是拋物線上的兩個(gè)對(duì)稱點(diǎn). 故正確答案為2. 練習(xí)4已知二次函數(shù)y=ax2+bx+2的圖象經(jīng)過(guò)點(diǎn)A(-1,1),B(0,2),C(1,3),(1) 求二次函數(shù)的解析式;(2) 畫(huà)出二次函數(shù)的圖象. 思考:本題可以利用頂點(diǎn)形式的“數(shù)”來(lái)了解“形”,可以通過(guò)頂點(diǎn)公式和對(duì)稱軸公式解得對(duì)應(yīng)的值,然后畫(huà)出圖象實(shí)現(xiàn)求解. 解:(1)y=-x2+2x+2,過(guò)程略; (2) 將y=ax2+bx+2(a≠0)形式配方成:y=a(x-h)2+k(a≠0)形式. ∵y=-x2+2x+2. ∴對(duì)稱軸為x=1,頂點(diǎn)為(1,3),a=-1<0. ∴圖象經(jīng)過(guò)點(diǎn)(3,-1)和(2,2),且該圖象是對(duì)稱的. 故分別與點(diǎn)A(-1,1),B(0,2)關(guān)于對(duì)稱軸對(duì)稱得到圖象,如圖所示: 評(píng)析:上述兩個(gè)問(wèn)題均是比較簡(jiǎn)單的數(shù)形結(jié)合問(wèn)題,解題時(shí)要根據(jù)題意靈活處理圖形變換,要熟悉圖形相關(guān)的知識(shí)點(diǎn),最后實(shí)現(xiàn)求解. 對(duì)于初中數(shù)學(xué)二次函數(shù)問(wèn)題的相關(guān)解題策略還有方程釋義等手段,本文只著重介紹了以上三種,從上述三種策略可知,必須要熟練掌握不同形式的二次函數(shù)的變換形式,這是解題的重要內(nèi)容.3 數(shù)形結(jié)合
——以《祖暅原理及其應(yīng)用》的設(shè)計(jì)為例
——以蘇教版小學(xué)數(shù)學(xué)五年級(jí)為例