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数形结合是通过“数”与“形”的相互转化,使复杂问题简单化、抽象问题具体化;数形结合是初中数学基本思想之一,是用来解决数学问题的重要思想,近几年各地中考对考生数形结合能力的考查越来越大,本文通过实例浅谈“数形结合”在二次函数中的应用.
一、二次函数与系数之间的关系
1.二次函数的一般式是:y=ax2+bx+c,其中a≠0,此函数的对称轴是
x=-b2a , 顶点坐标是
(-b2a,4ac-b24a).
2.函数式中的参数a的正负决定开口方向,当a>0时,开口向上,在对称轴右边的函数图象y随x的增大而增大,左边的图象y随x的增大而减小;当a<0时,开口向下,在对称轴右边的函数图象y值随x的增大而减小,左边的图象y随x的增大而增大,整个图形是对称的.然而a的大小决定了二次函数的开口度的大小,a越大开口度越小,a越小开口度越大.
3.与x轴交点的情况.当y=0时,是二次方程,当Δ>0时,则此二次函数与x轴有两个交点;当Δ=0时,二次函数与x轴有且只有一个交点;当Δ<0时,二次函数与x轴没有交点.
4.二次函数的表达式还有以下几种
交点式:y=a(x-x1)(x-x2),其中a≠0,x1、x2是该函数y=0时的两个根.
顶点式:y=a(x-k)2+h,其中a≠0,而(k,h)是二次函数的顶点坐标.
二、以形解数
图1
例1已知点(-1 ,y1),(-3,y2),(2,y3)在y=3x2+6x+2的图象上,则: y1、y2、y3的大小关系为( )
(A) y1>y2>y3 (B) y2>y1>y3
(C) y2>y3>y1(D) y3>y2>y1
分析:由y=3x2+6x+2 =3(x+1)2- 1画出图1,由图象可以看出:
抛物线的对称轴为直线x=-1.
即:x=-1 时,y有最小值, 故排除(A)、(B),由图象可
以看出:x=2时y3的值,比x=-3时y2的值大,故选(C).
三、数形结合可以求得平移后的抛物线解析式,比较函数值的大小
图2
例2如图2,把此抛物线绕顶点旋转180°,则该抛物线对应的解析式为: .
若把新的抛物线再向右平移2个单位,向下平移3个单位,则此时抛物线对应的函数解析式为: .
解:(1)由于是绕顶点旋转180°,所以顶点的坐标不变,对称轴不变,所以设原抛物线的解析式为:y=a(x+1)2+4,又因为过A点(1,0),代入解析式得到:a=-1,所以原函数的解析式为:y=-(x+1)2+4,故绕顶点旋转180°后,只有开口变了,所以新函数的解析式为:y=(x+1)2+4.
(2)因为抛物线图象的平移本质上是把握点的平移.只要把握好规律,结合图形的变换,做到左“+”右“-”,上“+”下“-”这样就很容易得到此时的函数解析式:y=(x-1)2+1.
例3若A(-1,y1),B(-2,y2)是抛物线
y=a(x-1)2+c(a>0)上的两点,则y1y2(填<,>或=).
图3
变式1:若A(-1,y1),B(4,y2)是抛物线
y=a(x-1)2+c(a>0)上的两点,则y1y2(填<,>或=).
变式2:若A(m,y1),B(m+2,y2)是抛物线
y=a(x-1)2+c(a>0)上的两点,当m取何值时,y1=y2?y1>y2?
解:因为a>0,开口向上,又从图中看到x=1是函数的对称轴,又因为函数图象与y轴的交点在y轴的负方向,所以c<0,所以得出:当x≥1时,y随x的增大而增大;当x<0时,y随x的增大而减小.
因此:(1)因为-2<-1<0,所以y1 (2)因为-1<0<4,所以y1 则|x1-x2|=2,即x1、x2关于x=1对称,所以就有:|m-(m+2)|=2,解得:m∈R,所以无论m取何值,y1=y2;很明显my2,从图象可知:在对称轴的右侧,则只要m≥1就行.
解决二次函数的实际问题时,注重从“形”到“数”的有机结合.要让学生潜移默化的应用这种思想解决实际问题,方法往往渗透于知识之中.进一步提高学生的思维水平.
[江苏省兴化市昭阳湖初级中学 (225700)]
一、二次函数与系数之间的关系
1.二次函数的一般式是:y=ax2+bx+c,其中a≠0,此函数的对称轴是
x=-b2a , 顶点坐标是
(-b2a,4ac-b24a).
2.函数式中的参数a的正负决定开口方向,当a>0时,开口向上,在对称轴右边的函数图象y随x的增大而增大,左边的图象y随x的增大而减小;当a<0时,开口向下,在对称轴右边的函数图象y值随x的增大而减小,左边的图象y随x的增大而增大,整个图形是对称的.然而a的大小决定了二次函数的开口度的大小,a越大开口度越小,a越小开口度越大.
3.与x轴交点的情况.当y=0时,是二次方程,当Δ>0时,则此二次函数与x轴有两个交点;当Δ=0时,二次函数与x轴有且只有一个交点;当Δ<0时,二次函数与x轴没有交点.
4.二次函数的表达式还有以下几种
交点式:y=a(x-x1)(x-x2),其中a≠0,x1、x2是该函数y=0时的两个根.
顶点式:y=a(x-k)2+h,其中a≠0,而(k,h)是二次函数的顶点坐标.
二、以形解数
图1
例1已知点(-1 ,y1),(-3,y2),(2,y3)在y=3x2+6x+2的图象上,则: y1、y2、y3的大小关系为( )
(A) y1>y2>y3 (B) y2>y1>y3
(C) y2>y3>y1(D) y3>y2>y1
分析:由y=3x2+6x+2 =3(x+1)2- 1画出图1,由图象可以看出:
抛物线的对称轴为直线x=-1.
即:x=-1 时,y有最小值, 故排除(A)、(B),由图象可
以看出:x=2时y3的值,比x=-3时y2的值大,故选(C).
三、数形结合可以求得平移后的抛物线解析式,比较函数值的大小
图2
例2如图2,把此抛物线绕顶点旋转180°,则该抛物线对应的解析式为: .
若把新的抛物线再向右平移2个单位,向下平移3个单位,则此时抛物线对应的函数解析式为: .
解:(1)由于是绕顶点旋转180°,所以顶点的坐标不变,对称轴不变,所以设原抛物线的解析式为:y=a(x+1)2+4,又因为过A点(1,0),代入解析式得到:a=-1,所以原函数的解析式为:y=-(x+1)2+4,故绕顶点旋转180°后,只有开口变了,所以新函数的解析式为:y=(x+1)2+4.
(2)因为抛物线图象的平移本质上是把握点的平移.只要把握好规律,结合图形的变换,做到左“+”右“-”,上“+”下“-”这样就很容易得到此时的函数解析式:y=(x-1)2+1.
例3若A(-1,y1),B(-2,y2)是抛物线
y=a(x-1)2+c(a>0)上的两点,则y1y2(填<,>或=).
图3
变式1:若A(-1,y1),B(4,y2)是抛物线
y=a(x-1)2+c(a>0)上的两点,则y1y2(填<,>或=).
变式2:若A(m,y1),B(m+2,y2)是抛物线
y=a(x-1)2+c(a>0)上的两点,当m取何值时,y1=y2?y1>y2?
解:因为a>0,开口向上,又从图中看到x=1是函数的对称轴,又因为函数图象与y轴的交点在y轴的负方向,所以c<0,所以得出:当x≥1时,y随x的增大而增大;当x<0时,y随x的增大而减小.
因此:(1)因为-2<-1<0,所以y1
解决二次函数的实际问题时,注重从“形”到“数”的有机结合.要让学生潜移默化的应用这种思想解决实际问题,方法往往渗透于知识之中.进一步提高学生的思维水平.
[江苏省兴化市昭阳湖初级中学 (225700)]