文/吳琨
縱觀每年各地中考試卷,二次函數(shù)一直是壓軸題的主力軍。那么,為什么二次函數(shù)在壓軸題中占比很大呢?中考?jí)狠S題一般考查大家綜合運(yùn)用的能力,而二次函數(shù)具有知識(shí)點(diǎn)多、覆蓋面廣、條件隱蔽、關(guān)系復(fù)雜、思路難覓、解法靈活等特點(diǎn)。下面以2022年江蘇省鹽城市中考?jí)狠S題為例加以說(shuō)明。
【發(fā)現(xiàn)問(wèn)題】小明在練習(xí)簿的橫線上取點(diǎn)O為圓心,相鄰橫線的間距為半徑畫圓,然后半徑依次增加一個(gè)間距畫同心圓,描出了同心圓與橫線的一些交點(diǎn),如圖1所示,他發(fā)現(xiàn)這些點(diǎn)的位置有一定的規(guī)律。
圖1
【提出問(wèn)題】小明通過(guò)觀察,提出猜想:按此步驟繼續(xù)畫圓描點(diǎn),所描的點(diǎn)都在某二次函數(shù)圖像上。
【分析問(wèn)題】小明利用已學(xué)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn),以圓心O為原點(diǎn),過(guò)點(diǎn)O的橫線所在直線為x軸,過(guò)點(diǎn)O且垂直于橫線的直線為y軸,相鄰橫線的間距為一個(gè)單位長(zhǎng)度,建立平面直角坐標(biāo)系,如圖2所示。當(dāng)所描的點(diǎn)在半徑為5的同心圓上時(shí),其坐標(biāo)為 。
圖2
【解決問(wèn)題】請(qǐng)幫助小明驗(yàn)證他的猜想是否成立。
【深度思考】小明繼續(xù)思考:設(shè)點(diǎn)P(0,m),m為正整數(shù),以O(shè)P為直徑畫⊙M,是否存在所描的點(diǎn)在⊙M上。若存在,求m的值;若不存在,說(shuō)明理由。
【解析】
【分析問(wèn)題】根據(jù)題意,可知所描的點(diǎn)在半徑為5的同心圓上時(shí),其縱坐標(biāo)y=5-1=4。
所以點(diǎn)坐標(biāo)為(-3,4)或(3,4)。
【解決問(wèn)題】小明的猜想成立。
解法1:設(shè)半徑為n的圓與直線y=n-1的交點(diǎn)為P(x,n-1)。
因?yàn)镺P=n,
所以x2+(n-1)2=n2,即x2=2n-1。
所以點(diǎn)P在拋物線上。小明的猜想成立。
解法2:設(shè)半徑為n的圓與直線y=n-1交點(diǎn)為P(x,n-1)。
因?yàn)镺P=n,
所以x2+(n-1)2=n2,
所以點(diǎn)P在拋物線上。小明的猜想成立。
解法3:根據(jù)圖中點(diǎn)的位置,猜想拋物線的對(duì)稱軸是y軸,所以設(shè)拋物線的表達(dá)式為y=ax2+c。
所 以P(2n-1,n-1)在 拋 物線上。
同理,P(-2n-1,n-1)也在拋物線上。
所以點(diǎn)P在拋物線上。小明的猜想成立。
【深度思考】
存在所描的點(diǎn)在⊙M上。理由:
又因?yàn)閙、n都是正整數(shù),
所以n-1=1。
所以m=1+2+1=4。
所以存在所描的點(diǎn)在⊙M上,m的值是4。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了勾股定理、二次函數(shù)圖像上點(diǎn)的坐標(biāo)特征以及與圓有關(guān)的位置關(guān)系。解題的關(guān)鍵是:【分析問(wèn)題】利用勾股定理,求出該點(diǎn)的橫坐標(biāo);【解決問(wèn)題】根據(jù)點(diǎn)的橫、縱坐標(biāo)的關(guān)系,找出點(diǎn)在二次函數(shù)的圖像上;【深度思考】利用勾股定理,用含n的代數(shù)式表示出m的值。
任何一個(gè)數(shù)學(xué)問(wèn)題的解決都離不開(kāi)轉(zhuǎn)換思想。初中數(shù)學(xué)中的轉(zhuǎn)換思想主要包括由未知轉(zhuǎn)向已知,由復(fù)雜轉(zhuǎn)向簡(jiǎn)單。而作為中考?jí)狠S題,其更注重不同知識(shí)之間的聯(lián)系與轉(zhuǎn)換。一道中考?jí)狠S題一般是融多種知識(shí)點(diǎn)于一體的綜合性問(wèn)題,轉(zhuǎn)換思路在其中的運(yùn)用顯得更為重要。
同時(shí),我們?cè)谧鰤狠S題時(shí),如果解不出來(lái),無(wú)從下手,首先要消除恐懼感,將整道題目的解題思路轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的得分點(diǎn)。中考數(shù)學(xué)壓軸題一般會(huì)設(shè)置兩至三個(gè)小題,難易程度是第1小題較易,大部分同學(xué)都能拿到分?jǐn)?shù);第2小題中等,起到承上啟下的作用;第3小題偏難,不過(guò)也是建立在1、2兩小題的基礎(chǔ)之上。因此,我們?cè)诮獯饡r(shí)要確保第1小題的分?jǐn)?shù),力爭(zhēng)第2小題的分?jǐn)?shù),竭盡全力拿到第3小題的分?jǐn)?shù),這樣就能大大提高獲得中考數(shù)學(xué)高分的可能性。對(duì)于數(shù)學(xué)中考?jí)狠S題,我們應(yīng)最大限度地發(fā)揮出自己的水平,勇攀高“分”。