概念教學,理解越深,破題越快
在數學教學中,最重要的是數學概念教學,最難的也是數學概念教學,對學生而言,數學概念理解越深,越透徹,解題時思路就越容易找到。
在二次函數壓軸題中,這種對數學概念的理解要求愈發重要,以武漢市九年級某期中考試壓軸題為例,多數學生面對最后一問時的手足無措,基本上源自于對圓概念理解不夠,用學生自已的話講“沒想到是圓”,因此,破解這種“沒想到”,讓其變成“想到”,重視概念教學幾乎是唯一的出路。
題目
已知拋物線y=ax2+bx+3與x軸交于A(-1,0),B(3,0)兩點,與y軸交于點C.
(1)求拋物線的解析式;
(2)如圖1,Q為拋物線上第一象限內一點,若∠AQC=2∠BAQ,求點Q的坐標;
(3)如圖2,P為x軸上方一動點,直線PM,PN與拋物線均只有唯一公共點M,N,OH⊥MN于點H,且△PAB的面積是10,求線段OH長度的最大值.
解析:
01
(1)將點A(-1,0)和B(3,0)代入y=ax2+bx+3,求得a=-1,b=2,所以拋物線解析式為y=-x2+2x+3;
02
(2)觀察圖中的∠AQC和∠BAQ,我們過點Q向y軸作垂線DQ,如下圖:
由DQ∥x軸,可知∠BAQ=∠DQE,而∠AQC=2∠BAQ,得∠DQC=∠DQE,我們可得等腰△CQE,從而點D為CE中點;
不妨設Q(t,-t2+2t+3),則D(0,-t2+2t+3),利用中點公式列方程得:3+3-t=2(-t2+2t+3),解得t=0或5/2,顯然t≠0,則t=5/2,因此Q(5/2,7/4);
03
(3)見動設參的意思是,對于題目條件中的動點、動線,通常情況下設它的坐標或解析式系數為參數,并用這個參數來表示其余的點、線段長、函數解析式等,即設點參或線參,首先不要怕參數,其次要盡量尋找各參數之間的關系,這都需要對相應的數學概念有足夠的理解;
關于如何選擇設點參或線參,由于題目最終是求線段OH最大值,而點H在直線MN上,這是一條動直線,因此設線參在計算推導中會簡便一些;
現在我們來解讀直線MN的解析式,將其變形得
y=k(x-1)+3,觀察這個解析式右邊,當x=1時,y=3,與k取值無關,這意味著直線MN經過一個定點Q(1,3),如下圖:
我們連接OQ之后,則△OHQ始終為直角三角形,且斜邊為OQ,聯想一斜邊為定長的直角三角形,其直角頂點H在某個圓上,如下圖:
取OQ中點E,以點E為圓心,OQ為直徑作圓,現在再來看題目要求的線段OH,在圓E中是弦,而圓內最長的弦是直徑,于是OH最長時,長度即直徑OQ=√10,所以線段OH長度最大值是√10.
解題思考
2024年武漢各區的二次函數壓軸題,典型特征是拋物線背景下的動點、動線問題,因此需要設參后進行推導,推導依據包括直線與拋物線相交,直線與直線相交需聯立方程,判斷交點個數用判別式,兩根關系韋達定理等,在推導過程中,會出現選擇用其中一個參數來表示另一個參數的情況,這也是學生最容易迷糊的地方,很多學生推導時表示方式錯了,導致計算量非常大,甚至得不到相應的結果,出現恒等式,而選擇表示誰需要認真閱讀題目條件和結論,知道解題方向,在正確理解題意的前提下,才不會搞錯“碼頭”;
對于直線過定點的解讀,也是學生思考中的另一個難點,雖然在平時練習中我們講過不少此類習題,但仍然存在部分學生,得到解析式后,沒有朝這個方向去思考,而教學中要解決這個問題,靠增大練習量是不夠的,重復訓練得到的只是條件反射,而不是思考力的提升;
對于題目中的圓,首先要觀察到定點Q,然后是定線段OQ,它的身份是直角三角形的斜邊,需要借助我們曾經教材上的圖例:
教材的這一處,并未提及共斜邊的直角三角形,但我們在教學中,可以通過讓學生作圖觀察,引導學生去發現這個結論,當然僅僅是發現還不夠,在課堂上,還可以用相應的習題去強化它,按學生認知螺旋上升的原則,在后續教學中,不斷重現,從而將其內化為學生的思維。
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