呂萬江
【摘 要】 在初中學(xué)習(xí)階段,對(duì)稱是一個(gè)很重要的數(shù)學(xué)概念,也是解決問題的思想方法。把對(duì)稱融入函數(shù)的問題,挖掘其對(duì)稱的特征,會(huì)有意想不到的解題效果。
【關(guān)鍵詞】 對(duì)稱;一次函數(shù);二次函數(shù);反比例函數(shù)
函數(shù)的學(xué)習(xí)是學(xué)生數(shù)學(xué)思維的一次飛躍,由原來常量的學(xué)習(xí)過渡到變量的學(xué)習(xí),函數(shù)就是描述變化規(guī)律的一種數(shù)學(xué)模型。在初中學(xué)習(xí)階段接觸了三種函數(shù):一次函數(shù)、二次函數(shù)、反比例函數(shù)。接下來,探究三種函數(shù)關(guān)于x軸、y軸、原點(diǎn)對(duì)稱的圖形的解析式。
在平面直角坐標(biāo)系中,點(diǎn)(x,y)關(guān)于x軸對(duì)稱的點(diǎn)的坐標(biāo)為(x,-y);點(diǎn)(x,y)關(guān)于y軸對(duì)稱的點(diǎn)的坐標(biāo)為(-x,y);點(diǎn)(x,y)關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱的點(diǎn)的坐標(biāo)為(-x,-y)。利用對(duì)稱點(diǎn)坐標(biāo)的特征,就可以得出三種函數(shù)關(guān)于坐標(biāo)軸對(duì)稱圖形的解析式。接下來結(jié)合實(shí)例對(duì)三種函數(shù)分別進(jìn)行說明。
一、一次函數(shù)
例題1:已知直線y=2x-4,求此直線關(guān)于x軸、y軸、原點(diǎn)對(duì)稱的直線解析式。
方法一:欲求直線y=2x-4關(guān)于x軸對(duì)稱的直線解析式,學(xué)生通常的做法是依據(jù)數(shù)學(xué)的一個(gè)基本事實(shí)“兩點(diǎn)確定一條直線”,在直線y=2x-4上任取兩點(diǎn)的坐標(biāo),根據(jù)點(diǎn)(x,y)關(guān)于x軸對(duì)稱的點(diǎn)的坐標(biāo)為(x,-y),得到這兩個(gè)點(diǎn)關(guān)于x軸對(duì)稱點(diǎn)的坐標(biāo),再利用待定系數(shù)法,求得直線y=2x-4關(guān)于x軸對(duì)稱的直線解析式。利用同樣的方法,可以求出直線y=2x-4關(guān)于y軸、原點(diǎn)對(duì)稱的直線解析式。此方法易懂,有利于學(xué)生接受,但是運(yùn)算量較大,在運(yùn)算的過程中容易出現(xiàn)錯(cuò)誤。
方法二:利用對(duì)稱點(diǎn)的坐標(biāo)規(guī)律,如果兩個(gè)點(diǎn)關(guān)于x軸對(duì)稱,那么這兩個(gè)點(diǎn)的橫坐標(biāo)不變,縱坐標(biāo)互為相反數(shù)。順著這個(gè)思考方向,如果兩條直線關(guān)于x軸對(duì)稱,那么這兩條直線上所有的對(duì)稱點(diǎn)的橫坐標(biāo)都相等,縱坐標(biāo)都是互為相反數(shù)。也可以這么理解:已知直線解析式與所求直線解析式中x的值是相同的,y的值是互為相反數(shù)的。所以可以不改變直線解析式y(tǒng)=2x-4中x的值,用-y代換解析中y的值,就可以得到直線y=2x-4關(guān)于x軸對(duì)稱的直線解析式。利用同樣的方法,不改變直線解析式y(tǒng)=2x-4中y的值,用-x代換解析中x的值,就可以得到直線y=2x-4關(guān)于y軸對(duì)稱的直線解析式;用-x代換解析中x的值,用-y代換解析中y的值,就可以得到直線y=2x-4關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱的直線解析式。
二、二次函數(shù)
例題2:已知拋物線y=x2-2x+2,求此拋物線關(guān)于x軸、y軸、原點(diǎn)對(duì)稱的拋物線的解析式。
方法一:在沒有任何鋪墊的情況下出示此題,學(xué)生會(huì)從頂點(diǎn)式入手解決問題。把一般式y(tǒng)=x2-2x+2化成頂點(diǎn)式y(tǒng)=(x-1)2+1,而拋物線y=x2-2x+2關(guān)于x軸對(duì)稱的拋物線形狀大小與原拋物線相同,但開口方向相反,可知所求拋物線的二次項(xiàng)系數(shù)為-1,頂點(diǎn)坐標(biāo)與原頂點(diǎn)坐標(biāo)關(guān)于x軸對(duì)稱,因此,拋物線y=x2-2x+2關(guān)于x軸對(duì)稱的拋物線的解析為y=-(x-1)2-1。此方法直觀形象,也有利于學(xué)生接受。再用同樣的方法,可求拋物線y=x2-2x+2關(guān)于y軸、原點(diǎn)對(duì)稱的拋物線的解析式。
方法二:仿照例題1的方法一,學(xué)生需要找到原拋物線上的三個(gè)點(diǎn),再根據(jù)點(diǎn)(x,y)關(guān)于x軸對(duì)稱的點(diǎn)的坐標(biāo)為(x,-y),得到這三個(gè)點(diǎn)關(guān)于x軸對(duì)稱點(diǎn)的坐標(biāo),再利用待定系數(shù)法,求出拋物線y=x2-2x+2關(guān)于x軸對(duì)稱的拋物線的解析式,此方法計(jì)算量大,增加出錯(cuò)的機(jī)率。
方法三:仍然利用對(duì)稱點(diǎn)的坐標(biāo)規(guī)律,如果兩條拋物線關(guān)于x軸對(duì)稱,那么這兩條拋物線上所有的對(duì)稱點(diǎn)的橫坐標(biāo)都相等,縱坐標(biāo)都是互為相反數(shù),因此可以不改變拋物線解析式y(tǒng)=x2-2x+2中x的值,用-y代換解析中y的值,就可以得到拋物線y=x2-2x+2關(guān)于x軸對(duì)稱的拋物線的解析式。利用同樣的方法,就可以得到拋物線y=x2-2x+2關(guān)于y軸、原點(diǎn)對(duì)稱的拋物線解析式。此方法可以快速求得所要的解析式。
立足于學(xué)生已有的知識(shí)基礎(chǔ)與經(jīng)驗(yàn),在探究一次函數(shù)關(guān)于坐標(biāo)軸對(duì)稱圖形的解析式的過程中,不斷引導(dǎo)學(xué)生用類比的方法,通過點(diǎn)對(duì)稱輕松求出二次函數(shù)、反比例函數(shù)的對(duì)稱圖形的解析式,從中感悟共同之處,并體會(huì)其中所蘊(yùn)含的思想方法。