【摘要】本文探討初中函數(shù)新定義問題的解決策略,首先應仔細研讀題目中的新定義,抓住關鍵信息.接著聯(lián)系已學知識,將陌生問題轉化為已知問題,通過若干典型例題闡述這一策略在解決新定義問題中的應用.
【關鍵詞】初中數(shù)學;函數(shù);解題策略
1" 引言
在初中數(shù)學教學中,函數(shù)是一個重要的內容板塊.近年來,函數(shù)與新定義相結合的問題屢次出現(xiàn)在各地中考試題中.這些新定義問題不僅考查了學生對函數(shù)基礎知識的掌握程度,也有效考查了學生的思維能力、創(chuàng)新能力和問題解決能力.因此,分析并總結函數(shù)中的新定義問題的解決策略具有重要的教學意義.
2" 函數(shù)中新定義問題的解決策略
2.1" 仔細研讀新定義,抓住關鍵信息
面對新定義問題,首先要認真閱讀題目,對新定義進行逐字逐句的分析,理解新定義中的每一個條件的含義和作用.對于復雜的新定義問題,可以通過舉具體的例子來幫助理解.選取一些簡單的例子代入新定義中,觀察結果是否符合新定義的要求,從而加深對新定義的理解.
2.2" 聯(lián)系已學知識,化陌生為熟悉
當遇到新定義問題時,可以嘗試將新定義與已學過的知識聯(lián)系起來.尋找新定義與已有知識的相似之處,借鑒已學知識的解題方法和思路來解決新問題,將新定義問題轉化為熟悉的形式,降低問題的難度.
例 定義:若拋物線y=ax2+bx+c與x軸兩交點間的距離為4,稱此拋物線為定弦拋物線.
(1)判斷拋物線y=x2+2x-3是否是定弦拋物線,請說明理由;
(2)當一定弦拋物線的對稱軸為直線x=1,且它的圖象與坐標軸的交點間的連線所圍成的圖形是直角三角形,求該拋物線的表達式;
(3)若定弦拋物線y=x2+bx+c(blt;0)與x軸交于A,B兩點(A在B左邊),當2≤x≤4時,該拋物線的最大值與最小值之差等于O,B之間的距離,求b的值.
解析" 仔細研讀新定義,明確定弦拋物線是指與x軸的兩個交點的橫坐標的差為4的拋物線.也就是說,若y=ax2+bx+c為定弦拋物線,則方程ax2+bx+c=0的兩個根x1,x2x1lt;x2滿足x2-x1=4.于是,將定弦拋物線轉化為一元二次方程的根的問題.
(1)當y=0時,x2+2x-3=0,
解得x1=1,x2=-3,
則x1-x2=4,即該拋物線是定弦拋物線.
(2)當該拋物線開口向下時,如圖1所示,設拋物線與x軸交于C,D兩點,與y軸交于點E,O為坐標原點.
圖1
因為該定弦拋物線的對稱軸為直線x=1,
所以C(-1,0),D(3,0).
因為△CED為直角三角形,
所以∠CED=90°.
因為EO⊥CD,
所以△CEO∽△EDO,
所以COOE=OEOD,
所以OE2=OC×OD=3,
所以E(3,0).
設該定弦拋物線的表達式為y=a(x+1)(x-3),
令x=0,得3=-3a,
所以a=-33,
所以該拋物線的表達式為y=-33(x+1)(x-3).
當該拋物線開口向上時,同理可得該定弦拋物線的表達式為y=33(x+1)(x-3).
綜上所述,該定弦拋物線的表達式為y=-33(x+1)(x-3),或y=33(x+1)(x-3).
(3)拋物線y=x2+bx+c(blt;0)的對稱軸為x=-b2.
①若-b2≤2,則當2≤x≤4時,y隨x的增大而增大.
所以當x=4時該定弦拋物線取最大值,當x=2時該定弦拋物線取最小值.
將x=4代入拋物線的表達式可得最大值為16+4b+c,將x=2代入拋物線的表達式可得最小值為4+2b+c.
易知O,B之間的距離為-b2+2,
所以,根據(jù)題意得16+4b+c-(4+2b+c)=-b2+2,
解得b=-4.
又因為-b2≤2,
所以b≥-4,
所以b=-4符合要求.
②若2lt;-b2≤3,則當2≤x≤4時,該定弦拋物線取最大值時x=4,該定弦拋物線取最小值時x=-b2.
類似①可知16+4b+c-4c-b24=-b2+2,
解得b1=-4,b2=-14.
因為2lt;-b2≤3,
所以-6≤blt;-4,
所以b1=-4和b2=-14都不符合要求,舍去.
③若3lt;-b2≤4,則當2≤x≤4時,該定弦拋物線取最大值時x=2,該定弦拋物線取最小值時x=-b2.
類似①可知4+2b+c-4c-b24=-b2+2,
解得b=-5±17.
因為3lt;-b2≤4,
所以-8≤blt;-6,
所以b=-5±17不合題意,舍去.
④若-b2gt;4,則當2≤x≤4時,y隨x的增大而減小.
所以當x=2時該定弦拋物線取最大值,當x=4時該定弦拋物線取最小值.
所以4+2b+c-(16+4b+c)=-b2+2,
解得b=-283.
因為-b2gt;4,
所以blt;-8,
所以b=-283符合要求.
綜上所述,b=-4或-283.
3" 結語
對于初中函數(shù)中的新定義問題,通過仔細研讀題目所給定義、抓住關鍵信息以及聯(lián)系已學知識,將陌生問題轉化為熟悉的問題,就能夠有效地解決這些問題.在教學過程中,教師應引導學生掌握解決新定義問題策略,培養(yǎng)學生的數(shù)學思維能力和問題解決能力.同時,要引導學生在日常學習中不斷積累經驗,加強對函數(shù)知識的理解和掌握,提升自己的思維水平和綜合能力,以更好地應對初中函數(shù)新定義問題.
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