數(shù)形結(jié)合思想方法解決二次函數(shù)問題論文

時間:2022-12-09 02:32:00

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數(shù)形結(jié)合思想方法解決二次函數(shù)問題論文

內(nèi)容摘要:數(shù)形結(jié)合是數(shù)學(xué)中的重要思想方法之一。在初中數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中,二次函數(shù)是中考的必考內(nèi)容,但由于其綜合性較強,使得學(xué)生難以理解和掌握。本文就近年來中考中有關(guān)二次函數(shù)試題如何運用數(shù)形結(jié)合的方法予以解決作以簡單分類、歸納。

關(guān)鍵詞:數(shù)形結(jié)合二次函數(shù)

數(shù)學(xué)家華羅庚說的好:“數(shù)缺形時少直觀,形少數(shù)時難入微;數(shù)形結(jié)合百般好,隔離分家萬事休。”可見數(shù)形結(jié)合是數(shù)學(xué)中的重要思想方法之一。

數(shù)量關(guān)系和空間圖形是數(shù)學(xué)研究的兩個主要方面,它們之間有密切的關(guān)系,在一定條件下,它們之間可以相互轉(zhuǎn)化,相互滲透。

在初中數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中,函數(shù)是一個難點,尤其是二次函數(shù)的問題中,由于其綜合性較強,更使部分同學(xué)覺得難以理解和掌握。其實,只要掌握了正確的方法,解決問題便會事半功倍。而解決二次函數(shù)問題時,數(shù)形結(jié)合便是一種重要方法。在這里,我們需要理解函數(shù)問題中x、y的雙重含義:

代值計算時:x---自變量的值;y---函數(shù)值;(數(shù))

在函數(shù)圖像中:x---圖像上點的橫坐標(biāo);

y---圖像上點的縱坐標(biāo)。(形)

現(xiàn)就常見問題舉例如下:

一.根據(jù)二次函數(shù)圖像判斷系數(shù)a、b、c的符號及相關(guān)代數(shù)式的值:

例1.二次函數(shù)的圖象如圖1所示,則

,,,,a-b+c.這五個式子中,

O

x

y

-1

1

值為正數(shù)的有()

A.4個B.3個C.2個D.1個

解析:

∵拋物線開口向上

∴a>0①

∵拋物線的對稱軸x=-b/2a位于y軸右側(cè),

∴-b/2a>0又∵a>0∴b<0②

∵拋物線與y軸交點(0,c)位于y軸正半軸,

∴c>0③

∴abc<0⑴

由圖像可知,拋物線與x軸有兩個不同的交點,

∴方程=0有兩個不相等的實數(shù)根

∴>0⑵

當(dāng)x=1時,函數(shù)值y=a+b+c.

∴點(1,a+b+c)是拋物線上一點.

由圖像可知,點(1,a+b+c)位于第四象限

∴a+b+c.<0⑶

當(dāng)x=-1時,函數(shù)值y=a-b+c.

∴點(-1,a-b+c)是拋物線上一點.

由圖像可知,點(-1,a-b+c)位于第二象限

∴a-b+c.>0(4)

由圖像可知,拋物線的對稱軸x=-b/2a位于數(shù)1的左側(cè),

∴-b/2a<1,

∵a>0

∴-b<2a,0<,即>0(5)

綜上所述,本題中符合要求的代數(shù)式共有三個,故選B.

方法歸納:在拋物線中:

①、a的符號決定拋物線的開口方向;

②、a、b聯(lián)合決定拋物線對稱軸的位置:

當(dāng)a、b異號時,-b/2a>0,對稱軸位于y軸的右側(cè),

當(dāng)a、b同號時,-b/2a<0,對稱軸位于y軸的左側(cè),

當(dāng)b=0時,-b/2a=0,對稱軸就是y軸;

為方便記憶,這一結(jié)論可簡稱為“左同右異”.

③、c的符號決定拋物線與y軸交點位置;

④、的符號決定拋物線與x軸交點個數(shù);

⑤、與a-b+c.分別是x=1、-1時的函數(shù)值,觀察x=1、-1時圖像上點的位置即可得與a-b+c.的符號.

⑥、代數(shù)式、()符號判斷,可先觀察對稱軸x=-b/2a與1、-1的大小關(guān)系,再對不等式進行變形就可得出。(去分母時要注意a的符號,看不等式是否改變方向)

二、二次函數(shù)圖像的對稱性:

一般的,二次函數(shù)(a≠0)圖像關(guān)于直線x=-b/2a對稱

(1)若圖像上位于對稱軸兩側(cè)的兩點的縱坐標(biāo)相等,則這兩點關(guān)于拋物線的對稱軸x=-b/2a對稱,并且,這兩點到對稱軸的距離相等;

(2)若圖像上兩點關(guān)于對稱軸對稱,則其縱坐標(biāo)相等。

例2(2008蘇州)初三數(shù)學(xué)課本上,用“描點法”畫二次函數(shù)的圖象時,列了如下表格:

…012…

……

根據(jù)表格上的信息回答問題:該二次函數(shù)在時,.

答案:-4

解析:本題考查二次函數(shù)的對稱性.根據(jù)二次函數(shù)的對稱性可知,其對稱軸為直線x=1,所以時的函數(shù)值與x=-1時相等,為-4.

三、二次函數(shù)與一元二次方程、一元二次不等式的關(guān)系

例3(07貴陽)二次函數(shù)的圖象如下圖所示,根據(jù)圖象解答下列問題:

(1)寫出方程的兩個根.(2分)

(2)寫出不等式的解集.(2分)

(3)寫出隨的增大而減小的自變量的取值范圍.(2分)

圖2

(4)若方程有兩個不相等的實數(shù)根,求的取值范圍.(4分)

解析:(1)由圖像可知,拋物線與x軸交與點(1,0)、(3,0),即當(dāng)x=1或x=3時,y=0.所以方程的兩根為x=1、x=3;

(2)即是y>0,也就是函數(shù)圖像上的點應(yīng)位于x軸的上方。由函數(shù)圖像知,此時相應(yīng)的x取值范圍是1<x<3,因此,不等式的解集是1<x<3;

(3)由圖像知,拋物線開口向下,其對稱軸為直線x=2,所以,當(dāng)x>2時,y隨x的增大而減小;

(4)由已知,y=。在圖像上,y=k是與y軸交與點(0,k)且平行于x軸的直線。

所以,當(dāng)拋物線與直線有兩個交點時,方程有兩個不相等的實數(shù)根。因此,k<2.

方法歸納:

(1)二次函數(shù)與一元二次方程:對二次函數(shù),當(dāng)y=0時,函數(shù)轉(zhuǎn)化為一元二次方程。對函數(shù)圖像而言,即點在x軸上。因此上,一元二次方程是否有解就轉(zhuǎn)化為拋物線與x軸是否有交點,方程的解就是拋物線與x軸交點的橫坐標(biāo);

(2)若函數(shù)值y>0,即得一元二次不等式,此時,確定不等式的解集就轉(zhuǎn)化為確定當(dāng)拋物線上的點位于x軸上方時橫坐標(biāo)x的相應(yīng)取值范圍。

在解決二次函數(shù)問題時,只要掌握了正確的方法,就能正確、快速地進行解答。例如:2006年陜西省中考試題的第8題如圖,拋物線的函數(shù)表達式是()。

A.B.

C.D.

本題若采用設(shè)解析式,再將圖像上三點坐標(biāo)代入的方法求解,運算量很大;若根據(jù)圖像的位置來確定各項系數(shù)的符號,則可以很快得出結(jié)論:

由于拋物線開口向下,所以a<0,故選項A、C錯誤;

又因為拋物線的對稱軸位于y軸右側(cè),故a、b異號,即b>0,

所以選項C錯誤,選D.

數(shù)形結(jié)合方法是解決數(shù)學(xué)問題尤其是函數(shù)問題的一種重要方法。用圖形可以使抽象的數(shù)量關(guān)系變得直觀形象;而一些圖形的性質(zhì),又可以賦予其數(shù)量意義,通過數(shù)量的運算使問題得到解決。希望大家在學(xué)習(xí)的過程中體會這一方法的應(yīng)用,以提高自己分析問題、解決問題的能力。