谈谈二次函数图像和性质的教学

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  二次函数在初中数学函数教学中的地位非常重要,又是学生难于掌握的教材内容.它既联系着一元一次方程、一元一次不等式,又是解决极值应用题的必要基础.《二次函数》教学的重点为二次函数的图像性质及应用,教学难点为a、b、c与二次函数的图像的关系.因此,必须想方设法使学生理解和掌握函数的图像和性质.
  例如:为了讲清形如y=ax■ bx c(a≠0)的图像和性质,我采用的教学程序是:从“抛物线的开口方向、对称轴、顶点坐标、增减性”循序渐进,由特殊到一般的学习二次函数的性质,并帮助学生总结性地记忆.
  (1)首先从系数具体化的实例入手.先研究y=2x■及y=-2x■的图像和性质,再看y=2x■ 3和y=-2x■-3的图像和性质,并反复把它们的开口方向、顶点坐标、对称轴等方面进行对照,这部分内容中等偏下的学生容易混淆,需掌握方法,加强记忆,强调必须利用图形分析.通过教学,学生对建模思想、图形结合思想及分类讨论思想都有了较清晰的认识,学会了分析问题的初步方法.
  在学生相当熟悉的情况下,才提出形如y=2x■-3x 1的函数的图像和性质,引导学生用配方法将函数式写成y=2x■ m的形式,即y=2(x-3/4)■-1/8.由于学生能熟练地找出y=2x■ 3的对称轴方程是x=0,因此对照上式就容易找出y=2(x-3/4)■-1/8的对称轴方程是x-3/4=0,即x=3/4.用类比的方法找出这个二次函数的图像的顶点坐标(3/4,-1/8),最小值为-1/8,开口方向更是显而易见.
  (2)根据上述得出的数据,可以以x=3/4为中心,选取适当的函数值列表、描点、画图,在画图时处处注意图像关于x=3/4的对称性.
  (3)讨论图像与x轴的交点坐标,与函数值等于零、大于零、小于零之间的联系,对称轴左右两侧函数的增减情况,并利用图像反复讲清函数“递增”及“递减”的含意.
  (4)根据抛物线与x轴的两个交点的横坐标可以求出方程2x■-3x 1=0的两根,及两个交点间的距离,不等式2x■-3x 1>0或2x■-3x 1<0的解集.由于所画的抛物线开口向上,因此抛物线有最低点(3/4,-1/8),这个点的纵坐标就是函数的最小值y=-1/8,这需要反复强调.
  (5)启发学生从特殊的函数y=2x■-3x 1的研究中能推广到一般的二次函数y=ax■ bx c(a≠0)配方法:
  y=ax■ bx c=a(x■ bx/a c/a)=a[x■ bx/a (b/2a)■-(b/2a)■ c/a]=a[(x b/2a)■ (4ac-b■)/4a■]=a(x b/2a)■ (4ac-b■)/4a
  此时,抛物线的开口方向、对称轴方程、顶点坐标和极值也容易得到了,并要求学生作为公式牢牢记住:顶点坐标(-b/2a,(4ac-b■)/4a),对称轴方程x=-b/2a,极值y=(4ac-b■)/4a,并找出顶点的横、纵坐标与对称轴、极值的关系.
  这样,通过“画图—观察—联系—归纳”的方法逐步培养学生根据函数的图像寻找规律,解决问题的能力,从而提高总结归纳和分析问题、解决问题的能力.在建构概念的过程中,让学生体验从问题出发到列二次函数解析式的过程,体验用函数思想描述、研究变量之间变化规律的意义.
  之后给出习题让学生解:
  二次函数y=2x■ bx c与y轴的交点为(0,3),图像的顶点A的坐标是(2,-1),(1)求这个二次函数图像与x轴两个交点间的距离;(2)将此图像向左平移2个单位,再向上平移1个单位,得到一个新的二次函数的图像,求新的二次函数的解析式;(3)设新的二次函数的顶点为C,若以A为圆心,AC为半径画圆,与y轴交于点B,D,求Cos∠BAD的值.
  很多学生能利用已知条件画出草图,进行分析,从而能迅速得出:
  (1)由题意:①a·0■ b·0 c=3②-b/2a=2③(4ac-b■)/4a=-1,并解得a=1,b=-4,c=3,顺利地写出了解析式y=x■-4x 3.
  还有部分学生能根据条件:顶点坐标设出了y=a(x-2)■-1的函数关系式,再以(0,3)代入即得a=1,得函数式y=(x-2)■-1=x■-4x 3.
  学生还能灵活地运用因式分解法把以上函数式写成y=(x-3)(x-1)的形式,从而找到了函数图像与x轴两个交点的横坐标,于是交点间的距离显而易见,为|3-1|=2.
  (2)把函数式写成y=(x-2)■-1后再按条件平移,实际上只要把顶点A(2,-1)向左平移2个单位,向上平移1个单位,得新的顶点坐标为C(0,0),也就不难得到新的函数解析式为y=x■.
  (3)以A为圆心,AC为半径画圆,则BD=2,AB=AD=■,∴Cos∠BAD=3/5.
  经过练习发现:大部分学生都能运用草图进行分析,找出解题途径,在得出数据以后又能正确地画出函数的图像,能利用数形结合提高解题能力;部分数学基础相对较差的学生在老师的启发、引导下也能找出条件,解决该题中的基本问题,收到了良好的分层次教学效果.
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