二次函數(shù)的研究是初中函數(shù)的收官之作。在學(xué)習(xí)本章內(nèi)容時,我們要思考,本章究竟研究了哪些內(nèi)容,用到了哪些重要的思想方法?從知識和內(nèi)容角度看,我們學(xué)習(xí)了函數(shù)的概念,函數(shù)的圖象與性質(zhì),函數(shù)與方程、不等式的關(guān)系,函數(shù)的應(yīng)用等;從思想方法的角度看,我們用到了待定系數(shù)法、配方法等常用方法,還有貫穿研究函數(shù)過程始終的函數(shù)思想、轉(zhuǎn)化思想、數(shù)形結(jié)合思想等。
新構(gòu)函數(shù),靈活運用
二次函數(shù)最重要的性質(zhì)就是它的對稱性和增減性。要想學(xué)好函數(shù),我們就要結(jié)合圖象說性質(zhì),結(jié)合函數(shù)性質(zhì)畫圖象。有些幾何最值問題,需要挖掘變量之間的關(guān)系,通過設(shè)恰當?shù)奈粗獢?shù),求出變量間的函數(shù)表達式,再構(gòu)造新函數(shù)模型,通過配方法求出最值。
例1 如圖1,已知拋物線y=-x2+2x+3與x軸交于A(-1,0)、B(3,0)兩點,與y軸交于點C(0,3)。D是第一象限內(nèi)拋物線上的一個動點(與點C、B不重合),過點D作DF⊥x軸于點F,交直線BC于點E。求△BCD的面積最大值。
【解析】設(shè)直線BC的函數(shù)表達式為y=kx+b。
∵直線BC過點B(3,0),C(0,3),
∴[0=3k+b,3=b,]解得:[k=-1,b=3。]
∴y=-x+3。
設(shè)D(m,-m2+2m+3),E(m,-m+3),
∴DE=(-m2+2m+3)-(-m+3)=-m2
+3m。
∴S△BCD=[12]OB·DE=[32](-m2+3m)=[-32]m2+[92]m(0<m<3)。
∴S△BCD=[-32]m2+[92]m=[-32](m[-32])2+[278]。
∵[-32]<0,
∴當m=[32]時,S有最大值,最大值
為[278]。
【點評】本題考查了二次函數(shù)的性質(zhì),解題的關(guān)鍵是掌握待定系數(shù)法,學(xué)會構(gòu)建二次函數(shù)并利用配方法來求最值問題。
分類討論,嚴謹作答
在二次函數(shù)問題中,我們最常見的是與勾股定理、三角函數(shù)、相似三角形等知識點相結(jié)合的函數(shù)幾何綜合題。解決這類問題的關(guān)鍵是要善于將函數(shù)問題轉(zhuǎn)化為方程問題,并注意挖掘題目中的一些隱含條件。
例2 如圖2,二次函數(shù)y=x2-2x-3的頂點為P,與x軸交于A、B兩點,與y軸交于點C。D是線段BP上的一個動點,過點D作DE⊥x軸于點E,E點的坐標為(a,0)。問:在BP上是否存在點D,使△DCE為直角三角形?若存在,請求出點D的坐標;若不存在,請說明理由。
【解析】先求出點C的坐標(0,-3),點P的坐標(1,-4),直線PB表達式y(tǒng)=2x-6,再利用勾股定理表示出CE2=a2+9,DE2=4a2-24a+36,CD2=5a2-12a+9。因為題中并未給出哪個角是直角,所以我們需要分類討論:
①當∠DCE=90°時,則CE2+CD2=DE2,∴a2+9+5a2-12a+9=4a2-24a+36。解得a=-3+[32]或a=-3-[32](舍去),∴點D的坐標為(-3+[32],[62]-12);
②當∠CDE=90°時,則CE2=CD2+DE2,∴5a2-12a+9+4a2-24a+36=a2+9,2a2
-9a+9=0。解得a=[32]或a=3(舍去)?!帱cD的坐標為([32],-3)。
綜上所述,點D的坐標為(-3+[32],[62]-12)或([32],-3)。
【點評】本題主要考查了二次函數(shù)、一次函數(shù)與幾何綜合,運用分類討論思想是解答本題的關(guān)鍵。
我們在學(xué)習(xí)二次函數(shù)時,面對問題的變化,要能夠?qū)⒅R遷移、融合,把“數(shù)”與“形”互相滲透,在變化中提升靈活轉(zhuǎn)化的能力,用好函數(shù)與方程思想。這樣,我們就能在學(xué)習(xí)二次函數(shù)的道路上走得更穩(wěn)、學(xué)得更好。
(作者單位:江蘇省無錫市新吳區(qū)梅村實驗中學(xué))