在剛結(jié)束反比例函數(shù)內(nèi)容的教學(xué)后,通過(guò)解題訓(xùn)練很快就發(fā)現(xiàn)有一類(lèi)問(wèn)題學(xué)生仍難解決,即反比例函數(shù)與一次函數(shù)圖象的共存問(wèn)題.其實(shí),這類(lèi)問(wèn)題比較難解決是很多學(xué)生難以解決與函數(shù)有關(guān)問(wèn)題的一個(gè)縮影.考慮到該類(lèi)問(wèn)題在歷年中考多有體現(xiàn),所以本文中嘗試研究其化解方法.
1疑難問(wèn)題呈現(xiàn)
學(xué)生難解決的問(wèn)題:
如圖所示,函數(shù) y=k(x-1) 與函數(shù) 的圖象在同一坐標(biāo)系中的大致位置應(yīng)為( ).
A. ①② B. ①③ C.②③ D ②④
本題是反比例函數(shù)與一次函數(shù)的綜合應(yīng)用問(wèn)題,是典型的函數(shù)圖象共存問(wèn)題,主要考查了反比例和一次函數(shù)的圖象及其性質(zhì),難度較大.如果沒(méi)有掌握方法與技巧,這類(lèi)問(wèn)題極易混淆,因而難以選擇.
2拋問(wèn)引思
學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體,只有讓學(xué)生參與知識(shí)探究的整個(gè)過(guò)程,這樣的學(xué)習(xí)才更高效.基于這一點(diǎn),筆者在分析與探究這類(lèi)問(wèn)題的解決方法時(shí),先拋出了一系列的問(wèn)題讓學(xué)生思考,試圖帶領(lǐng)著學(xué)生一起思考、一起探究.
師:這是哪兩種函數(shù)圖象的共存問(wèn)題?生:一次函數(shù)和反比例函數(shù).
師:你是如何發(fā)現(xiàn)的?
生1:觀察四個(gè)圖形發(fā)現(xiàn)的.
生2:從它們的解析式發(fā)現(xiàn)的.
師:非常好.那么它們的解析式有何特點(diǎn)?
生2:一次函數(shù)解析式是 y=k x+b ,而 y=k(x-1) 可以轉(zhuǎn)化為 y=k x-k ,這里的一k就是 是非常標(biāo)準(zhǔn)的反比例函數(shù)解析式.
師:那么兩個(gè)函數(shù)中的 k 是一樣的嗎?
生:是一樣的.
生3:是一樣的,也就是一次函數(shù)中的 k 和反比例函數(shù)中的k值相等.
師:既然如此,那么一次函數(shù)中的 k 和反比例函數(shù)中的k、一次函數(shù)中的都有怎樣的幾何意義呢?這些幾何意義又對(duì)我們解題有什么幫助呢?
生:思考.....
筆者拋出的一系列問(wèn)題,有效激發(fā)了學(xué)生的思維.在最后一個(gè)問(wèn)題提出后,學(xué)生進(jìn)人了深思,并將 k,b 的幾何意義與函數(shù)圖象結(jié)合起來(lái)進(jìn)行分析.最后,有四個(gè)同學(xué)分別對(duì)這四個(gè)圖形產(chǎn)生了如下理解:
學(xué)生A:在圖 ① 中,如果先分析反比例函數(shù)的圖象,那么根據(jù)其過(guò)第一、三象限即可知 kgt;0 一次函數(shù)y=k(x-1)=k x-k 的圖象從左到右上升,說(shuō)明 kgt; 0,這與反比例函數(shù)中的 k 相符.直線又與 y 軸交于正半軸,說(shuō)明 -kgt;0 ,此時(shí)分析出 klt;0 ,與之前的分析矛盾.根據(jù)“一次函數(shù)中的 k 和反比例函數(shù)中的 k 值相等”,所以圖 ① 中兩個(gè)函數(shù)圖象不可共存.
學(xué)生B:在圖 ② 中,如果也先分析反比例函數(shù)圖象,那么根據(jù)其過(guò)第一、三象限即可知 kgt;0 一次函數(shù)y=k(x-1)=k x-k 的圖象從左到右上升,說(shuō)明 kgt; 0,這與反比例函數(shù)中的 k 相符.直線又與 y 軸交于負(fù)半軸,說(shuō)明 -klt;0 ,此時(shí)分析出 kgt;0 ,與之前的分析相符.所以圖 ② 中兩個(gè)函數(shù)圖象可以共存.
學(xué)生C:在圖 ③ 中,如果首先分析反比例函數(shù)圖象,那么可以根據(jù)它過(guò)第二、四象限得到 klt;0. 這時(shí),觀察一次函數(shù) y=k(x-1)=k x-k 的圖象發(fā)現(xiàn),它是一條從左到右向下傾斜的直線,說(shuō)明 klt;0 ,這與反比例函數(shù)中的 k 相符.同時(shí),直線又與 y 軸交于正半軸,說(shuō)明 -kgt;0 ,于是分析出 klt;0. 至此,并未得出任何矛盾的結(jié)果,所以圖 ③ 中的兩個(gè)函數(shù)圖象可共存.
學(xué)生D:與前三位同學(xué)的方法相同,先分析圖 ④ 中反比例函數(shù)圖象,后分析一次函數(shù)圖象.通過(guò)反比例函數(shù)圖象分析得到 klt;0 ,但一次函數(shù)圖象竟與 y 軸負(fù)半軸相交,由 -kgt;0 得到它應(yīng)該與 y 軸正半軸相交,最后由該矛盾知圖 ④ 中兩個(gè)函數(shù)圖象不可共存.
3方法總結(jié)與驗(yàn)證
通過(guò)筆者不斷拋出的問(wèn)題與學(xué)生逐漸深入的思考,特別是最后四個(gè)學(xué)生的自主分析,解決這類(lèi)問(wèn)題的方法其實(shí)已經(jīng)非常清楚.筆者和學(xué)生遂將方法共同總結(jié)如下:先選分析對(duì)象,然后根據(jù)圖象分析k,b的矛盾之處.如果存在矛盾之處,則說(shuō)明圖象不可共存;如果不存在矛盾之處,則說(shuō)明圖象可共存.
從總結(jié)的方法不難看出,這種方法有三個(gè)步驟:首先,選擇對(duì)象并分析對(duì)象中 k 或 b 的情況;然后,分析另一個(gè)圖象中 k 或b的情況;最后,將前兩步中分析的 k 或 b 的情況進(jìn)行對(duì)比,如果矛盾則不可共存,如果不矛盾則可共存.
所以,該方法也可簡(jiǎn)化如下:
選對(duì)象,作分析;
看另支,也分析;
將之對(duì)比找矛盾.
那么,這種方法是否對(duì)解決反比例函數(shù)與一次函數(shù)圖象共存問(wèn)題真實(shí)有效?不妨用2022年的一道中考題來(lái)驗(yàn)證:
(2022·濱州)在同一平面直角坐標(biāo)系中,函數(shù) y=k x+1 與 為常數(shù)且 k≠0 的圖象大致是( ).
解析:A選項(xiàng)中先分析直線,它從左到右往上升,所以 kgt;0. 直線與 y 軸交于點(diǎn)(0,1),與解析式相符.然后看反比例函數(shù)圖象,發(fā)現(xiàn) kgt;0 時(shí), -klt;0 ,故圖象經(jīng)過(guò)第二、四象限,相符.所以,A選項(xiàng)中的圖象可共存.B選項(xiàng)明顯錯(cuò)誤,一是直線與 y 軸的交點(diǎn)畫(huà)錯(cuò),二是如果反比例函數(shù)圖象經(jīng)過(guò)第二、四象限,那么直線應(yīng)從左向右逐漸上升.同理,C選項(xiàng)和D選項(xiàng)都錯(cuò)誤.故選:A.
4反思與啟示
與學(xué)生共同分析與探討后,這類(lèi)問(wèn)題的解決方法得到了總結(jié)與驗(yàn)證.從這一連串的過(guò)程中,筆者悟出了以下幾點(diǎn):
首先,反比例函數(shù)與一次函數(shù)圖象的共存問(wèn)題分析是基于一個(gè)事實(shí),即其中的 k 或 b 的值相同.也就是在反比例函數(shù)中 kgt;0 ,那么一次函數(shù)圖象中的 k 也必然大于0.
其次,通過(guò)與學(xué)生共同分析與探討,不僅增強(qiáng)了學(xué)生的自信,也加強(qiáng)了師生之間的交流.尤為重要的是,學(xué)生實(shí)現(xiàn)了在“做”中“學(xué)”,在學(xué)中交流與反思,形成了較好的學(xué)習(xí)氛圍,也較好地培養(yǎng)了學(xué)習(xí)習(xí)慣[2]。
最后,啟示日后的課堂教學(xué)要以學(xué)生為中心,尤其是像這類(lèi)抽象的問(wèn)題,應(yīng)給予學(xué)生更多的時(shí)間和機(jī)會(huì)交流與探討[3]
綜上所述,用三步就可以解決反比例函數(shù)與一次函數(shù)圖象共存問(wèn)題.必要的是,在日常教學(xué)中要讓學(xué)生進(jìn)行鞏固訓(xùn)練,將該方法掌握得更加牢固,這對(duì)他們的學(xué)習(xí)非常有利.
參考文獻(xiàn):
[1]李石輝.培養(yǎng)初中生的數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)策略探究—以“反比例函數(shù)與一次函數(shù)的綜合應(yīng)用求三角形的面積問(wèn)題”為例[J].少男少女,2020,4(3):4-5.
[2]莫貧旺.一次函數(shù)和反比例函數(shù)綜合問(wèn)題解法研究[]]中學(xué)教學(xué)參考,2020(5):22-23.
[3]高麗娟.“三定法”教你輕松搞定函數(shù)圖象共存問(wèn)題[]]中學(xué)數(shù)學(xué),2022(14):92-93.