于海云
摘 要:從初中與高中對二次函數(shù)研究的重點、層次及要求不同,分析二次函數(shù)在初高中教學時應注意的知識講解的漸進性。
關鍵詞:二次函數(shù);知識點;中考要求
形如y=ax2+bx+c(其中a、b、c為常數(shù),a≠0)的函數(shù)叫二次函數(shù)。二次函數(shù)在整個中學階段都是比較重要的函數(shù)之一。初中階段是所學三種重要函數(shù)之一。高中階段二次函數(shù)多與其他知識點結合進行研究。例如,其與一元二次方程、一元二次不等式之間的關系,體現(xiàn)著函數(shù)、方程、不等式之間的內(nèi)在聯(lián)系。初高中所有與二次函數(shù)相關的問題都可以結合圖象來研究,學生需要掌握“數(shù)形結合”等重要數(shù)學思想方法。而且初高中都有新知識點,在教學中如何把握不同知識點的漸進性,何時講解到何種程度才更為合適呢?這是個值得研究的課題。
一、初中二次函數(shù)主要知識點及中考要求
1.初中二次函數(shù)的主要知識點包括解析式與圖象,知識點單一且很少與其他知識點交叉。
(1)三種解析式:一般式、頂點式、兩根式,由一般式y(tǒng)=ax2+bx+c(a、b、c為常數(shù)a≠0)配方后可化為y=a(x+■)2-■,記h=-■,k=■則得到頂點式y(tǒng)=a(x-h)2+k拋物線的頂點為(h,k)即(-■,■).對于和x軸有交點的二次函數(shù),還有兩根式y(tǒng)=a(x-x1)(x-x2)即對ax2+bx+c進行因式分解,其中x1,x2=■(求根公式),x1、x2為對應一元二次方程的實數(shù)根?,F(xiàn)在人教版初中數(shù)學已經(jīng)刪去了十字相乘法,西藏的初中有的班級教了十字相乘法,有的沒教。如果講了十字相乘法,也可以用十字相乘法來分解因式得到兩根式。十字相乘法雖然有應用的局限性,但是只要可以用十字相乘法分解因式的題目,相比用求根公式計算簡單。(2)與二次函數(shù)的圖象相關的知識點有對稱軸、開口方向、頂點與x軸、y軸交點,與x軸交點又涉及對應一元二次方程根的幾何解釋。
2.中考要求主要有:(1)理解二次函數(shù)概念、性質,會畫二次函數(shù)的圖象。(2)能確定拋物線的開口方向,頂點坐標,對稱軸方程,以及拋物線與坐標軸的交點坐標。(3)會根據(jù)不同條件確定二次函數(shù)的解析式。(4)靈活運用函數(shù)思想,數(shù)形結合思想解決問題。
初中相對高中來說,都是二次函數(shù)一些基礎知識點,知識的靈活運用要求不高,對二次函數(shù)的圖象與性質之間的內(nèi)在聯(lián)系研究很少。
二、高中二次函數(shù)知識點及高考要求
二次函數(shù)在高考中始終是重點之一,近年來隨著初中對二次函數(shù)要求的降低,高中對二次函數(shù)需要研究的內(nèi)容就更多了,綜合性也更強,而且相應內(nèi)容并不是集中在一起出現(xiàn),很多都是用到二次函數(shù)相關的知識時再介紹,比較零碎。
1.高考要求中直接提到二次函數(shù)的主要有:(1)結合二次函數(shù)的圖象,了解函數(shù)的零點與方程根的聯(lián)系,判斷一元二次方程根的存在性及根的個數(shù)。(2)通過函數(shù)圖象了解一元二次不等式與相應的二次函數(shù)、一元二次方程的聯(lián)系。看似很少,但是實際上二次函數(shù)基本上在每一模塊都有涉及,而且圖象也不再局限于初中內(nèi)容。
2.主要知識點在加深對已有知識點的的剖析及應用的基礎上,引入新知識。圖象、性質、定義域、值域、最值、單調(diào)性、奇偶性、分段函數(shù)、復合函數(shù)等等,一道題目不會只用單一知識點解決。
Ⅰ.二次函數(shù)的圖象和解析式:仍然和初中基本一樣,不需要進行補充,主要是加強培養(yǎng)學生通過圖象研究性質。
Ⅱ.二次函數(shù)的性質:
(1)定義域及值域:對于一般二次函數(shù),定義域為R,值域為(■,+∞)(a>0)或者(-∞,■](a<0)有特定條件的題目,還要根據(jù)題目條件來定,靈活多樣。值域由定義域決定,又和最值問題息息相關,“必修一函數(shù)的基本性質”中也會講到二次函數(shù)的單調(diào)性與最大(?。┲担涤蛞灿卸喾N情況。
(2)單調(diào)性:二次函數(shù)的單調(diào)性以對稱軸作為區(qū)分,當a>0時,(-∞,-■)或者(-∞,-■]是單調(diào)遞減區(qū)間,[-■,+∞)或者(-■,+∞)是單調(diào)遞增區(qū)間;當a<0時,單調(diào)性相反。
(3)奇偶性:二次函數(shù)的奇偶性相比單調(diào)性來說更簡單,當定義域關于原點對稱,且對稱軸是y軸時,即-■=0時,函數(shù)是偶函數(shù),其余情況皆不具備奇偶性。
(4)最值:最值與函數(shù)的定義域有關,情況多變,對于區(qū)間上的最值問題原則是區(qū)分對稱軸與區(qū)間的相對位置(以a<0為例)。第一,如果定義域是R,函數(shù)有最小值ymin=■沒有最大值。
第二,如果定義域是區(qū)間[m,n](m、n是常數(shù),且m (5)二次函數(shù)區(qū)間根的分布情況:一般從判別式、區(qū)間端點函數(shù)值的符號、對稱軸與區(qū)間的相對位置三方面來考慮,可以用圖象求解,令f(x)=ax2+bx+c(a≠0)方程有ax2+bx+c=0有兩個不等實根x1、x2,且x1
①x1<0,x2<0,則?駐>0-■<0a·f(0)>0
②x1>0,x2>0?駐>0-■>0a·f(0)>0
③x1<0 其次,討論兩根與常數(shù)k的大小關系,與第一種情況類似,把0換成k即可。 然后討論根在區(qū)間上的分布: ①兩根都在(m,n)內(nèi),則?駐>0f(m)·f(n)>0m<-■ ②兩根僅有一根在(m,n)內(nèi),可分:當?駐>0時,若f(m)=0或f(n)=0可表示出另一根,再利用區(qū)間范圍求解;若另一根在[m,n]外時,則f(m)·f(n)<0時。當?駐=0時,方程只有一個實數(shù)根,利用?駐=0求解; ③一根在(m,n)內(nèi),另一根在(s,t)內(nèi),m 則f(m)·f(n)<0f(s)·f(t)<0 ④兩根分別在(m,n)兩側,即x1 (6)二次函數(shù)、一元二次方程及一元二次不等式之間的關系(以a>0為例): ①?駐<0?圳f(x)=ax2+bx+c的圖象與x軸無交點?圳ax2+bx+c=0無實根?圳ax2+bx+c>0的解集為R,ax2+bx+c<0的解集為?準; ② ?駐=0?圳f(x)=ax2+bx+c的圖象與x軸相切?圳ax2+bx+c=0有兩個相等的實根x1=x2?圳fax2+bx+c>0的解集為■,ax2+bx+c<0的解集為?準; ③?駐>0?圳f(x)=ax2+bx+c的圖象與x軸有兩個不同的交點?圳ax2+bx+c=0有兩個不等的實根x1 有些知識點可以在相應章節(jié)出現(xiàn)時,對相應分類全面研究。也可以只介紹出現(xiàn)的某種情況,在高三復習時系統(tǒng)總結。具體處理方式還要根據(jù)班級學生基礎及接受力安排研究的時間及難度,總之,二次函數(shù)完全可以單列為一個獨立的章節(jié),就如北師大版高中數(shù)學教材。 雖然高中數(shù)學人教A版沒有對二次函數(shù)單列章節(jié)研究,但是相應知識分散到各個與之相關的章節(jié)。例如,分段函數(shù)經(jīng)常會有二次函數(shù)形式,冪函數(shù)y=x2也是二次函數(shù),等差數(shù)列的求和公式Sn=na1+■d是關于n的二次函數(shù),三角函數(shù)里面有很多公式是二次形式,很多問題最終也會轉化為二次函數(shù)知識求解等。雖然這樣保持了二次函數(shù)在高中階段的貫穿性,但對學生學習實際上造成了不方便,很多知識都是到用時才分析研究,導致學生認為二次函數(shù)的知識“東一榔頭,西一棒子”,不成系統(tǒng),整理起來也有難度。 所以,對二次函數(shù)的教學,教師必須做到心中有數(shù),層層遞進,如,抽絲剝繭,把對二次函數(shù)的研究一步步深入下去,不能急躁,要有抖包袱的勁頭,才能更好地引導學生對二次函數(shù)進行深入研究。 (作者單位 西藏拉薩中學數(shù)學組) 編輯 溫雪蓮