摘? 要:在初中數(shù)學學習中,深刻理解數(shù)學概念、公式、定理、性質是學好數(shù)學的關鍵.在初中數(shù)學教學中,教師需根據(jù)學生的認知水平和教材特點,有意識地引導學生分析解題思路,培養(yǎng)解題思維,進而引導學生發(fā)現(xiàn)新知識,探索新知領域.文章以一次函數(shù)為例,探討與其有關的綜合題的求解思路.
關鍵詞:一次函數(shù);綜合題;求解思路
中圖分類號:G632??? 文獻標識碼:A??? 文章編號:1008-0333(2024)14-0064-03
收稿日期:2024-02-15
作者簡介:鄭振養(yǎng)(1976.8—),男,本科,一級教師,從事初中數(shù)學教學研究.
在初中數(shù)學學習中,一次函數(shù)常常與其他知識相結合,能夠形成各式各樣的綜合性問題.這類綜合題涉及的知識點多,求解方法靈活多樣,具有一定的選拔性功能,對學生的數(shù)學素養(yǎng)要求較高.在具體解題過程中,有些學生對這類題感到無從下手[1].基于此,筆者以一次函數(shù)有關的中考題為例,介紹這類問題的求解思路[2].
1 一次函數(shù)和正比例函數(shù)的綜合題
一次函數(shù)是初中數(shù)學中最基本的函數(shù),正比例函數(shù)是一次函數(shù)的特殊形式,除了具有一次函數(shù)的性質外,還具有一些特殊性質.對一次函數(shù)y=kx+b而言,當k>0時,y隨x的增大而增大;當k<0時,y隨x的增大而減小.
1.1 一次函數(shù)和正比例函數(shù)的定義
在理解定義時需要注意以下兩個方面:第一,在一次函數(shù)y=kx+b中,之所以要規(guī)定k≠0,這是因為當k=0時,y=b,此時不論x取什么實數(shù),函數(shù)y的值總是等于常數(shù)b,這是常數(shù)函數(shù),所以要規(guī)定k≠0;第二,從正比例函數(shù)的定義可以得出,正比例函數(shù)是一次函數(shù)的特例.
例1? 寫出下列函數(shù)關系式,并判斷有哪些屬于一次函數(shù),哪些屬于正比例函數(shù)?
(1)正三角形周長W與其邊長a之間的關系;
(2)正方形面積S與其邊長x之間的關系.
解析? (1)由正三角形的定義易得W=3a,自變量a是W的一次函數(shù),常數(shù)項為0,因此正三角形的周長W與其邊長a之間的關系也是正比例函數(shù).
(2)S=x2,因變量是S,自變量是x,x的次數(shù)是2,它既不是一次函數(shù),也不是正比例函數(shù).
1.2 一次函數(shù)與正比例函數(shù)的解析式
一次函數(shù)的解析式y(tǒng)=kx+b中有兩個待定系數(shù)k和b,確定了它們的值就確定了一個一次函數(shù),故一般需要兩個條件才可確定一個一次函數(shù).正比例函數(shù)的解析式y(tǒng)=kx中只有一個待定系數(shù)k,確定了它的值就確定了一個正比例函數(shù),故一般只需一個條件就可以確定一個正比例函數(shù).
例2? 某一次函數(shù)的圖象過點(-2,2)和(2,0),求其解析式.
解析 ?設其解析式為y=kx+b,根據(jù)題意可知2=-2k+b,0=2k+b,解之得,k=-1/2,b=1,故所求一次函數(shù)解析式是y=-1/2x+1.
點評? 在求函數(shù)解析式時,正比例函數(shù)都應設為y=kx(k≠0)的形式.一次函數(shù)都應設為y=kx+b(k≠0)的形式,然后根據(jù)題意列方程(組)求出待定系數(shù)即可寫出其解析式.
2 一次函數(shù)與反比例函數(shù)相結合
正比例函數(shù)與一次函數(shù)的圖象都是直線,故可稱直線y=kx和直線y=kx+b,前者是過點(0,0)和(1,k)的直線,而后者是過點(0,b)與(-b/k,0)的直線,直線y=kx和y=kx+b互相平行,事實上,后者可看作是由前者向上或向下平移|b|個單位長度得到的.例如,y=3x+2與y=3x-2可分別由直線y=3x向上平移2個單位和向下平移2個單位而得到.常數(shù)k代表圖象的傾斜程度,b表示圖象在y軸上的截距,即直線與y軸交點的縱坐標,它們的符號決定著直線的位置.即當k>0時,直線必過第一、三象限;當k<0時,直線必過第二、四象限;當b>0時,直線交y軸于正半軸;當b=0時,直線過原點;當b<0時,直線交y軸于負半軸.
例3? 如圖1所示,一次函數(shù)y=ax+b與反比例函數(shù)y=k/x相交于點A(3,4),B兩點,點B的縱坐標為1.
(1)直接寫出a=,b=,c=;
(2)如圖2,點M(0,m)在y軸上,連接AM,BM,當△ABM的面積為15時,求m的值;
(3)關于x的不等式ax+b<k/x的解集是.
解析? (1)a=-2/3,b=6,k=12;
(2)如圖2所示,設直線y=-2x/3+6交y軸于點C,易知C(0,6),因為S△ABM=S△CBM-S△ACM=15,所以CM(6-3)/2=15,所以CM=10,所以m的值為16或-4;
(3)根據(jù)函數(shù)圖象可知,關于x的不等式ax+b<k/x的解集為0<x<3或x>6.
點評? 一次函數(shù)與反比例函數(shù)圖象相結合充分體現(xiàn)數(shù)形結合的思想方法,這類問題其題型廣泛,求解方法靈活,能夠綜合考查基礎知識與基本技能.問題(3)是不等式問題,體現(xiàn)了函數(shù)與不等式之間的關系,求解時需根據(jù)一次函數(shù)圖象與反比例函數(shù)圖象的位置關系確定不等式的解集.
3 一次函數(shù)與圖形面積相結合
例4? 如圖3所示,在平面直角坐標系中,一次函數(shù)y=2x+6圖象分別交x軸、y軸于點A,B,一次函數(shù)y=-2x+t的圖象經(jīng)過點B,并與x軸交于點M,點Q是直線AB上的一個動點.
(1)求△AOB的面積;
(2)動點Q在直線AB上,當△AMQ的面積為21時,求出點Q的坐標.
解析? (1)易求得A(-3,0),B(0,6),所以OB=6,OA=3,所以1/2OA·OB=9.
(2)根據(jù)已知條件易得t=6,所以直線BM的解析式為y=-2x+6,易知當y=0時,x=3,所以M(3,0).當△AMQ的面積為21時,(AM·Qy)/2=21,所以Qy=7,即滿足條件的點Q坐標為(0.5,7)或(-6.5,-7).
點評? 一次函數(shù)與圖形面積的結合,讓學生體會到函數(shù)、坐標、圖形面積之間的關系,以及數(shù)形結合思想、化歸轉化思想、方程思想、分類討論思想在解題中的運用,有助于發(fā)展學生的數(shù)學思維.
4 一次函數(shù)與比例性質結合
例5? 若abc≠0,且(a+b)/c=(b+c)/a=(a+c)/b=2m,則直線y=mx+m的一定經(jīng)過哪些象限?
解析? 顯然,需根據(jù)已知條件確定出m的值.由等比的性質可得[2(a+b+c)]/(a+b+c)=2m,所以m=1,所以一次函數(shù)的表達式為y=x+1,圖象經(jīng)過第一、二、三象限;當a+b+c=0時,則m=-1/2,一次函數(shù)y=-x/2-1/2的圖象經(jīng)過第二、三、四象限,所以一次函數(shù)y=mx+m的圖象一定過第二、三象限.
5 一次函數(shù)與圓的切線結合
例6? 如圖4,直線 y=-3x/4-3 交x軸于點A,交y軸于點B,點P是x軸上一動點,以點P為圓心,1個單位長度為半徑作⊙P,當⊙P與直線AB相切時,點P的坐標是.
解析? 當⊙P與直線AB相切時,如圖6所示,因為y=-3x/4-3 ,所以A-4,0,B0,-3,所以OA=4,OB=3,所以AB=32+42=5.
作PD⊥AB于D,則∠ADP=∠AOB=90°,∠PAD=∠BAO,所以△APD∽△ABO,所以PD/OB=AP/AB.當PD=1時,⊙P與直線 AB 相切,即1/3=AP/5,解得AP=
5/3,所以OP=7/3.同理可得 OP′=
17/3,所以點P的坐標為-7/3,0或 -17/3,0.
點評? 解決一次函數(shù)與圓的切線相結合的數(shù)學問題,學生需熟悉圓的切線的性質.這類問題綜合性強,靈活運用直線與圓的位置關系是解題的關鍵.
6 一次函數(shù)與二次函數(shù)相結合
例7? 在平面直角坐標系中,一次函數(shù)y=-2x+5的圖象與x軸、y軸分別交于A、B兩點,二次函數(shù)y=ax2+bx(a≠0)的圖象經(jīng)過點A.
(1)求點A,B的坐標;
(2)若二次函數(shù)y=ax2+bx(a≠0)的圖象經(jīng)過線段AB上的點C(不含A、B兩點),且BC=5,求二次函數(shù)的關系式.
解析? (1)令x=0,y=5,則B(0,5).令y=0,則-2x+5=0,所以x=5/2,即A(5/2,0).
(2)設點C(m,-2 m+5),因為B(0,5),所以BC=m2+(-2m+5-5)2=5|m|,故m=±1.因為C在線段AB上,所以m=1,所以C(1,3).將點A(5/2,0),C(1,3)代入y=ax2+bx(a≠0)中,得6.25a+2.5b=0,a+b=3,所以a=-2,b=5.所以二次函數(shù)的關系式為y=-2x2+5x.
點評? 本題主要考查一次函數(shù)圖象與二次函數(shù)圖象的交點問題,仔細分析條件和結論,先求出直線與坐標軸的交點坐標,然后利用勾股定理,建立方程求出C點坐標,從而解決問題.
7 結束語
在解決與一次函數(shù)有關的綜合性問題時,學生應在觀察、分析、應用中,歸納總結出很多新的知識、新的學習思路及解題規(guī)律.運用恰當?shù)膶W習方法,對后續(xù)學習初中數(shù)學知識有更好的延展性.
參考文獻:[1] 程蘭.以一次函數(shù)為背景的規(guī)律探究[J].初中生學習指導,2022(7):10-12.
[2] 張元超.“一次函數(shù)”單元整體復習[J].初中生輔導,2022(9):33-34,11.
[責任編輯:李? 璟]