黃秀旺
二次函數(shù)是繼一次函數(shù)、反比例函數(shù)之后的又一個(gè)函數(shù),是描述現(xiàn)實(shí)世界數(shù)量關(guān)系的重要的數(shù)學(xué)模型。我們學(xué)習(xí)二次函數(shù)應(yīng)關(guān)注三個(gè)方面:
一、體現(xiàn)基本的數(shù)學(xué)思想
1.類比思想
首先,類比之前函數(shù)的研究思路(圖1):在解決生活實(shí)際問(wèn)題的過(guò)程中引入了二次函數(shù)概念,再探索二次函數(shù)的性質(zhì),落腳于用二次函數(shù)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題。
其次,我們?cè)趯W(xué)習(xí)具體內(nèi)容時(shí),依然能感受到類比思想。比如,類比一次函數(shù)圖像和反比例函數(shù)圖像,探索二次函數(shù)圖像的畫(huà)法;類比一次函數(shù)與一次方程的關(guān)系,探索二次函數(shù)與二次方程的關(guān)系;類比研究一次函數(shù)時(shí),分k>0和k<0兩種情況(反比例函數(shù)亦是如此),對(duì)于二次函數(shù)y=ax2,也分a>0和a<0兩種情況;等等。
再次,在研究不同二次函數(shù)時(shí)也體現(xiàn)了類比思想。比如,已討論了二次函數(shù)y=ax2(a>0)的圖像與性質(zhì),那么,我們就可以類比此情況討論二次函數(shù)y=ax2(a<0)的圖像與性質(zhì);再如,先討論了函數(shù)y=(x+3)2的圖像與函數(shù)y=x2的圖像之間的關(guān)系,就可以通過(guò)類比討論函數(shù)y=-(x+3)2的圖像與函數(shù)y=-x2的圖像之間的關(guān)系;等等。
2.歸納思想
從例子S=πr2、y=-x2+8x、y=240x2+180x+45中,我們歸納并抽象概括為二次函數(shù)y=ax2+bx+c(a、b、c是常數(shù),且a≠0);觀察函數(shù)y=x2、y=-x2、y=[12]x2、y=2x2、y=[-12]x2、y=-2x2的圖像與性質(zhì),歸納出函數(shù)y=ax2(a>0)和y=ax2(a<0)的圖像與性質(zhì);在研究函數(shù)y=(x+1)2+2、y=-(x+1)2+2的性質(zhì)后,歸納出函數(shù)y=a(x+h)2+k的性質(zhì);等等。
3.數(shù)形結(jié)合思想
數(shù)形結(jié)合思想貫穿二次函數(shù)學(xué)習(xí)的始終。對(duì)于最簡(jiǎn)單的二次函數(shù)y=x2、y=-x2的研究,我們就是從畫(huà)函數(shù)的圖像開(kāi)始的,然后通過(guò)圖像了解它們的性質(zhì)。在研究二次函數(shù)的最大值或最小值時(shí),也是借助函數(shù)圖像的最高點(diǎn)或最低點(diǎn)得到的;探索二次函數(shù)與二次方程的關(guān)系時(shí),也是利用函數(shù)圖像與x軸交點(diǎn)的個(gè)數(shù)來(lái)發(fā)現(xiàn)二次函數(shù)與二次方程的解(個(gè)數(shù))之間的關(guān)系。
二、重視知識(shí)之間的聯(lián)系
本章主要研究二次函數(shù)的概念、二次函數(shù)的圖像和性質(zhì)、二次函數(shù)與一元二次方程、用二次函數(shù)解決問(wèn)題等內(nèi)容。“用待定系數(shù)法確定二次函數(shù)表達(dá)式”與方程是密切相關(guān)的,而二次函數(shù)的圖像與橫軸的交點(diǎn)問(wèn)題,可以轉(zhuǎn)化為“二次函數(shù)的值為0,對(duì)應(yīng)的一元二次方程的根的情況”。因此,函數(shù)與方程是密不可分的,我們到高中學(xué)習(xí)函數(shù)也是如此。當(dāng)我們認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn)時(shí),便可以主動(dòng)地將函數(shù)與方程聯(lián)系起來(lái),這樣既強(qiáng)化知識(shí)之間的聯(lián)系,也優(yōu)化研究函數(shù)的方法。
三、加強(qiáng)應(yīng)用,體現(xiàn)模型思想
之前我們?cè)趯W(xué)習(xí)一次函數(shù)時(shí),體會(huì)到有些實(shí)際問(wèn)題中變量之間的關(guān)系可以用一次函數(shù)模型來(lái)刻畫(huà),就可以利用一次函數(shù)的圖像和性質(zhì)來(lái)研究,從而解決了實(shí)際問(wèn)題。同樣,如果有些實(shí)際問(wèn)題中變量之間的關(guān)系可以用二次函數(shù)模型來(lái)刻畫(huà),就可以利用二次函數(shù)的圖像和性質(zhì)來(lái)研究,這一過(guò)程體現(xiàn)了模型思想。比如,教材中出現(xiàn)的“稻田收益最大”“魚(yú)塘總產(chǎn)量最大”“小兔活動(dòng)范圍最大”等有關(guān)問(wèn)題,可以歸結(jié)為求二次函數(shù)的最值問(wèn)題;又如,“拱橋的水面寬”“拋物線形護(hù)欄的不銹鋼管的長(zhǎng)度”等有關(guān)問(wèn)題,也可以建立直角坐標(biāo)系,利用二次函數(shù)解決??傊覀?cè)趯W(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識(shí)時(shí),應(yīng)加強(qiáng)與實(shí)際生活的聯(lián)系,學(xué)以致用,體會(huì)模型思想的應(yīng)用。
(作者單位:江蘇省南京市江寧區(qū)教學(xué)研究室)