劉海兵
[摘? 要] “函數(shù)”是初中數(shù)學的重點內容,中考在考查時常從知識綜合的角度進行,即融合代數(shù)、幾何等知識構建相關的綜合問題. 本文以一道函數(shù)綜合題為例,開展解法探究,提出相應的學習建議,與讀者交流、探討.
[關鍵詞] 函數(shù);不等式;鉛垂法;解法;拓展
試題再現(xiàn)
試題簡析
本題為考卷最后幾道壓軸題之一,屬于“函數(shù)與幾何”內容的綜合性考題,涉及一次函數(shù)、反比例函數(shù)、圖形的翻折、不等式等內容,綜合性較強,對解題的思維要求較高,下面探究該考題的常規(guī)解法.
對于問題(1),要求k2,n的值,需充分結合函數(shù)解析式和圖像的特征進行求解. 求k2的值只需將反比例函數(shù)圖像上點A的坐標代入即可,于是可求得k2=-2×4=-8. 而點B也在反比例函數(shù)的圖像上,所以必然滿足解析式y(tǒng)=-8/x,于是可求得B(-2,4),所以n的值為4.
對于問題(2),要求不等式k1x+b<k2/x的解集,考慮到y(tǒng)1=k1x+b,y2=k2/x,因此此題實際是求x取何值時,y1<y2,表現(xiàn)在圖像上則是一次函數(shù)的圖像位于反比例函數(shù)圖像的下方. 結合圖像可知,分界點就是點A、點B和點O. 顯然,當xB<x<xO或x>xA時滿足條件,即不等式k1x+b<k2/x的解集為-2<x<0或x>4.
問題(3)要求△A′BC的面積,首先需要理解三角形的構建過程. 根據(jù)題干條件繪制圖像,由圖像翻折規(guī)律可知點A′的坐標為(4,2). 求解時可以采用圖形割補的方式,分別過點B和點A′作x軸的垂線,垂足分別為點D和點E,如圖2. △A′BC可以看作梯形BDEA′的一部分,則S△A′BC=S梯形BDEA′-S△BDC-S△A′EC. 根據(jù)點B,C,A′的坐標可求出相應邊的長,代入面積公式即可求得△A′BC的面積為8.
解法探討
上述一次函數(shù)與反比例函數(shù)綜合題的三個小問屬于該類問題的典型代表,求解過程也是從知識聯(lián)系性角度出發(fā)構建的解題思路. 其中問題(2)求不等式的解集,采用了分析函數(shù)圖像的方法;而問題(3)求一般三角形的面積則采用了常規(guī)的圖形割補方法,即通過梯形和三角形的面積拼湊,間接求得三角形的面積. 下面將對這兩問的解法進行拓展探究.
1. 函數(shù)圖像法的剖析
函數(shù)圖像法實際上是利用函數(shù)的單調性來進行函數(shù)值比較的一種方法. 如對于一次函數(shù)y=kx+b,當k>0時,函數(shù)為單調遞增函數(shù),若設函數(shù)與x軸交點的坐標為(x0,0),如圖3,則由圖像可知在點(x0,0)的左半部分,一次函數(shù)的圖像位于x軸下方;而在點(x0,0)的右半部分,一次函數(shù)的圖像位于x軸上方. 考慮到函數(shù)圖像的上下位置是由y值的大小決定的,因此可以根據(jù)圖像的位置關系來比較函數(shù)值的大小,此時對應的表格如表1.
如果將表1中函數(shù)值的大小關系看作一個不等式,則對應的區(qū)間就是不等式的解集,也就構成了函數(shù)法解不等式的基本原理. 進一步,將不等式中的y看作另一個函數(shù),就可以通過分析兩個函數(shù)圖像的位置關系來求不等式的解集,這就是上述試題的解題思路. 下面通過分析兩個一次函數(shù)的圖像關系來進一步剖析圖像法的使用過程.
圖4是一次函數(shù)y1=k1x+b1與y2=k2 x+b2在同一直角坐標系中的圖像. 設兩圖像的交點為點(x0,y0),則在交點的左側,即x<x0時,y1=k1x+b1的圖像位于y2=k2 x+b2圖像的上方,此時y1>y2始終成立;而在交點的右側,即x>x0時,y1=k1x+b1的圖像位于y2=k2x+b2圖像的下方,此時y1<y2始終成立. 若替換其中的y1和y2,則可以描述為當x<x0時,k1x+b1>k2x+b2;當x>x0時,k1x+b1<k2 x+b2,從而完成不等式與x取值對應關系的構建. 因此,利用函數(shù)法求解不等式問題時,首先需要在同一直角坐標系中繪制出兩個函數(shù)的圖像,并結合函數(shù)表達式確定兩函數(shù)圖像的交點,然后參照圖像的交點坐標,根據(jù)圖像的上下關系進行分段,進而確定每一段內x的取值,如下面的例題.
2. 面積問題的解法拓展
“試題再現(xiàn)”中的問題(3)采用了面積割補法,對于該類問題,我們可以采用三角形面積的鉛垂線模型來直接求解. 如圖6,在△ABC中,分別過點A,B,C作與水平線垂直的三條線,設點B和點C之間的水平距離為a,則a就是△ABC的水平寬,h為頂點A作鉛垂線到底邊上的距離,視為三角形內部的鉛垂高,則△ABC的面積就等于水平寬a與鉛垂高h乘積的一半,即S△ABC=1/2ah.
解后反思
開展考題探究是一種重要的學習方式,通過對各地優(yōu)秀考題的命題形式和解題方法進行分析,不僅可以充分了解中考數(shù)學的命題方向,還可以學習其中的解題策略,提升解題能力. 下面圍繞上述試題進行進一步思考.
1. 關注方法的本質內容
中考壓軸題的解題方法一般具有代表性,是眾多知識內容的綜合,相對而言,在理解上存在一定的難度,但充分理解、靈活運用卻可以大大提高解題效率. 如上述所呈現(xiàn)的函數(shù)圖像法和求三角形面積的鉛垂線法,都是基于一定的性質、定理所構建的,對于特定的問題有良好的解題效果. 而在學習方法的同時,不應忽視對方法本質的探究,不應忽略方法的證明過程. 學習方法,不僅要學習使用過程,還要學習方法的本質內涵. 因此,學習解法時,首先應關注方法的證明,在此基礎上適當?shù)貙Ψ椒ㄟM行推廣、拓展,從而深刻理解方法并掌握方法.
2. 重視考題的解題拓展
開展中考壓軸題的解題探究,其中較為重要的一個環(huán)節(jié)是考題的多解剖析,即在常規(guī)解法的基礎上探究考題的另類解,通過另類解的探究分析來強化對考題的認識,促進解題思維的發(fā)展,從而將考題的價值最大化. 如上述求面積所使用的鉛垂線法,其依然以面積公式為基礎,但考慮到其模型構建的過程更為簡潔,因此具有極大的使用價值. 同時,對該方法進行適度拓展可以求解一類問題. 因此,在平時的解題學習中,需要重視考題的多解探究,注重總結考題的分析思路和解題方法,逐步提升解題思維,形成系統(tǒng)的分析策略.
寫在最后
函數(shù)綜合題是中考數(shù)學的重點考查題型之一,涉及眾多的函數(shù)知識,具有較多的聯(lián)系拓展點,雖然解題突破的難度較大,但掌握相應的分析思路和解題方法,卻可以快速地找到解題突破口. 需要注意的是,在學習過程中,應注重深化理解基礎知識和剖析解法本質,逐步將解題方法內化、吸收,從而從思想上提升解題能力.