江蘇省蘇州市陽山實驗初級中學(xué)九(9)班 許辰宇
【問題背景】已知y關(guān)于x的函數(shù)表達式y(tǒng)=2kx-3k+2,觀察這個函數(shù)表達式,你有什么發(fā)現(xiàn)?
面對這個問題,一開始或許你毫無頭緒,仔細思考后,可能你會有所發(fā)現(xiàn),甚至發(fā)現(xiàn)獨特之處。
【思考探索】不難發(fā)現(xiàn),這是一個含參數(shù)(k)的一次函數(shù)解析式。為了研究它的特殊性,我們不妨取一些k值(如表1),并畫出它的圖像(如圖1)。
表1
圖1
觀察圖像,我們可以得知,一次函數(shù)y=2kx-3k+2的圖像總經(jīng)過點(,2)。這是什么原因呢?于是,我對原來的表達式進行恒等變形,看看能否找到問題的答案。
由y=2kx-3k+2,可得y=k(2x-3)+2,即y-2=k(2x-3)。
既然原函數(shù)表達式y(tǒng)=2kx-3k+2是成立的,那么變形后的表達式也是成立的,而我們知道,k作為一個系數(shù)是可以取不為0的任何實數(shù)的,要使原式成立,需滿足(y-2)和(2x-3)的值分別為0。這就是為什么函數(shù)圖像總經(jīng)過點(,2)的本質(zhì)原因。
結(jié)論應(yīng)用如圖2,在平面直角坐標系xOy中,以原點O為圓心的圓過點A(13,0),直線y=kx-3k+4與⊙O交于B、C兩點,則弦BC的長的最小值是多少?
本題是一道有關(guān)線段最值的問題。在圓內(nèi)求線段的最值,需確定線段的兩個端點的位置。從這個角度分析,即使我們知道k值,也很難確定點B與點C在平面直角坐標系中的位置。因此,我們要從函數(shù)表達式入手,將其進行適當?shù)淖冃?,發(fā)現(xiàn)函數(shù)圖像總過點(3,4),此時可求得圓心O到點(3,4)的距離為5,問題就轉(zhuǎn)化成求過⊙O內(nèi)一點的最短弦問題。運用垂徑定理和勾股定理,求解步驟如下:
解:∵y=kx-3k+4,
∴k(x-3)=y-4,
∵k有無數(shù)個取值,由x-3=0、y-4=0,
可得x=3,y=4,
∴直線一定過點D(3,4)。
如圖3,根據(jù)勾股定理,可求得OD=5。
圖3
∵最短的弦BC是過點D且與⊙O垂徑垂直的弦,∴連接OC,OC=OA=13,OD=5,在Rt△COD中,可求得CD=12。
∵OD⊥BC,
∴BC=2CD=24。
【解題感悟】在求解有關(guān)含參數(shù)的函數(shù)表達式的問題時,往往需要在變化的參數(shù)中找到那個“不變”的點(或量),再運用這些不變的量去破解復(fù)雜多變的問題,此所謂以“不變”應(yīng)“萬變”。
此文“結(jié)論應(yīng)用”中呈現(xiàn)的題目來源于某次調(diào)研試卷,是一道一次函數(shù)與圓相結(jié)合的綜合題,所給一次函數(shù)解析式為“含參型”解析式。在講評此題時,許辰宇同學(xué)展示了自己的解法,從“數(shù)式”的視角做了詳細的分析。對于該題,一部分同學(xué)理解并掌握,但仍然有部分同學(xué)不太理解,尤其是怎么得到“定點”的。課后他將此題整理成文,從“表格”“圖像”“數(shù)式”的全方位視角作了精彩分析,讓同學(xué)們對此類“含參型”一次函數(shù)過“定點”的本質(zhì)有了更深刻的認識。這篇文章從問題提出、問題分析、問題解決和問題反思4個環(huán)節(jié)展開,結(jié)構(gòu)優(yōu)美,言之有物,思考深刻,值得借鑒。