數(shù)學(xué)課上,老師和我們一起探究了正比例函數(shù)y=kx與一次函數(shù)y=kx+b (k、b為常數(shù),且k≠0)圖象之間的關(guān)系:一般地,正比例函數(shù)y=kx的圖象是一條直線;一次函數(shù)y=kx+b 的圖象可以由正比例函數(shù)y=kx的圖象向上(b>0)或向下(b<0)平移[b]個(gè)單位長(zhǎng)度得到。
課后,我找到了用幾何證明來說明其中道理的方法。下面,我以正比例函數(shù)y=2x的圖象平移為例。
如圖1,取函數(shù)y=2x圖象上的一點(diǎn)A(x,4),則2x=4,x=2,即A(2,4)。過點(diǎn)A作x軸的垂線,垂足為B,則OB=2,AB=4。
設(shè)該直線沿y軸向上平移4個(gè)單位后的直線分別交x軸和y軸于點(diǎn)D和點(diǎn)C,則OC=BA=4?!逴A∥CD,∴∠AOB=∠CDO。又∵∠COD=∠ABO,∴△CDO ≌△AOB(AAS)?!郉O=OB=2,即C(0,4),D(-2,0)。
設(shè)平移后的直線函數(shù)表達(dá)式為y=kx+b,則[b=4,-2k+b=0。]解得[k=2,b=4。]所以平移后的直線函數(shù)表達(dá)式為y=2x+4。
從結(jié)果中我們不難發(fā)現(xiàn),自變量的系數(shù)k沒有變化,只有常數(shù)項(xiàng)b的值在發(fā)生變化。
于是我想到對(duì)于正比例函數(shù)y=kx的圖象,沿y軸平移是否也可以用類似的方法進(jìn)行研究。
如圖2,取函數(shù)y=kx圖象上的一點(diǎn)A(x,b),則kx=b,x=[bk],即A([bk],b)。過點(diǎn)A作x軸的垂線,垂足為B,則OB= [bk],AB=b。
設(shè)該直線沿y軸向上平移b(bgt;0)個(gè)單位后的直線分別交x軸和y軸于點(diǎn)D和點(diǎn)C,同理可證△CDO≌△AOB(AAS)?!郉O=OB=[bk],即C(0,b),D([-bk],0)。
設(shè)平移后的直線函數(shù)表達(dá)式為y=mx+n,
則[n=b,-bkm+n=0。]解得[m=k,n=b。]所以平移后的直線函數(shù)表達(dá)式為y=kx+b。
原來,數(shù)學(xué)結(jié)論的背后有著嚴(yán)格的推理與證明。如果將正比例函數(shù)y=kx的圖象沿x軸向左平移b(b>0)個(gè)單位后,它的函數(shù)表達(dá)式又是什么呢?
我仍然從特例出發(fā),以正比例函數(shù)y=2x的圖象沿x軸向左平移2個(gè)單位為例。
如圖1,取該正比例函數(shù)y=2x的圖象上的一點(diǎn)A(2,y),則y=4,即A(2,4)。過點(diǎn)A作x軸的垂線,垂足為B,則OB=2,AB=4。
設(shè)該直線沿x軸向左平移2個(gè)單位后的直線分別交x軸和y軸于點(diǎn)D和點(diǎn)C,則OD=2。∵OA∥DC,∴∠AOB=∠CDO。又∵∠COD=∠ABO,OD=BO,∴△CDO≌△AOB(ASA)?!郈O=AB=4,即C(0,4),D(-2,0)。
設(shè)該函數(shù)圖象平移后的直線表示的函數(shù)表達(dá)式為y=kx+b,
則[b=4,-2k+b=0。]解得[k=2,b=4。]所以平移后的直線函數(shù)表達(dá)式為y=2x+4,即y=2(x+2)。
同樣,類比上面的思路將其一般化,將正比例函數(shù)y=kx的圖象沿x軸向左平移b(b>0)個(gè)單位后的函數(shù)表達(dá)式是y=k(x+b)。
教師點(diǎn)評(píng)
小作者在探究數(shù)學(xué)知識(shí)的過程中,能夠打破砂鍋問到底,應(yīng)用類比的方法,經(jīng)歷從特殊到一般的探索過程,并應(yīng)用歸納、猜想、驗(yàn)證的思維策略,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)問題有深度的思考。
(指導(dǎo)教師:張小扣)