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函数是中学数学中最重要的概念,函数思想的核心是事物的变量之间有一种依存关系,因变量随着自变量的变化而变化,通过对这种变化的探究找出变量之间的对应法则,从而构建函数模型.函数思想体现了运动变化的、普遍联系的观点.因此函数知识在中考数学试题中比重最大,试题涵盖选择、填空和解答各个题型,包含易、中、难3个等级.本文就2012年数学中考中函数型试题的考查特点进行初步的分析和研究.
一、 典型试题分析与研究
2012年的中考数学试题中,就函数试题而言,总体来说,函数试题所占比重较大,考查范围涉及函数的方方面面,覆盖面很广,难度层次也很多.中考对函数知识的要求是很高的,大都是函数表达式、图像和性质之间的综合考查,其中综合考查函数实际应用的试题最多,而最难的往往是函数与方程、不等式的结合,其中还涉及参变量,解答中少不了利用数形结合、分类讨论的思想.
1. 对函数的表示方法,有效地考查学生敏锐的观察思维和辨别能力
在解决数学问题中,元认知监控能力起着重要的作用.在求解过程中,若能有意识地与题干、选项进行比对,观察分析并及时调整求解的方法或方向,则可以顺利求解.
例1 (2012湖南长沙)小明骑自行车上学,开始以正常速度匀速行驶,但行至中途时,自行车出了故障,只好停下来修车,车修好后,因怕耽误上课,他比修车前加快了速度继续匀速行驶,下面是行驶路程s(m)关于时间t(min)的函数图象,那么符合小明行驶情况的大致图象是( )
分析 本题考察了函数图像的表示方法,需要学生自己阅读题目完成解答.
研究:阅读文字会发现小明上学的行程为3段,其中有一段时间在修车,所以该时间段路程不变,即可获得答案.
解答 小明骑自行车上学,开始以正常速度匀速行驶,说明路程s逐步变大;但行至中途时,自行车出了故障,只好停下来修车,在修车的时间段内,行驶路程S是不变的;车修好后,因怕耽误上课,他比修车前加快了速度继续匀速行驶,行驶路程又开始变大,共计分为3段,所以本题选项为C.
评析 本题考查函数图象的选择.函数图象能直观的反映出实际问题中变量之间的函数关系,是中考命题的热点之一.对于函数图象的选择,命题者关注的重点并非放在精确绘制函数图象上,而是提供一个与现实生活密切联系的问题情境,关注同学们对图象的理解和灵活运用函数知识解决实际问题的能力.从命题者关注的侧重点出发分析问题,往往能收到事半功倍的效果.
2. 对函数的图像与性质,有效地考查学生思维的灵活性和超常的联系能力.
学生思维的灵活性和超常的联系能力体现在“将基本知识综合,构造新的问题,利用数形结合思想方法灵活求解,并综合应用基本知识和技能的能力”.
例2 (2012江苏徐州)函数y=x+的图象如图所示,关于该函数,下列结论正确的是 .
① 函数图象是轴对称图形;
②函数图象是中心对称图形;
③ 当x>0时,函数有最小值;
④点(1,4)在函数图象上;
⑤ 当x<1或x>3时,y>4.
分析 本题是一道综合性比较强的题,以复合函数为载体考查轴对称图形、中心对称图形、函数与图像、函数与不等式等有关问题,要求学生对各知识点有较好的理解.
研究 是否为轴对称图形关键是看能否找到对称轴,是否为中心对称图形关键是看能否找到对称中心,把点(1,4)直接代入解析式,看是否成立,就能知是否在图像上,当x>0时从图像上看有最低点,所以有最小值,当x=1时函数值为4,所以当04,同理当x>3时y>4.
解答 仔细观察图像容易得出函数图像不是轴对称图形,但是中心对称图形,对称中心为原点,把点(1,4)直接代入解析式y=1+3=4,所以点(1,4)在图像上,x>0时图像在第一象限,有最低点,所以有最小值,结合图像进一步得当03时y>4.所以本题结论正确的是:②③④ .
评析 读图题,要注意利用“数形结合”从函数图像获取信息解决实际问题.
3. 对函数的应用,有效地考查学生分析和解决数形结合问题的能力
例3 (2012山东莱芜)下列四幅图象近似刻画两个变量之间的关系,请按图象顺序将下面四种情景与之对应排序( )
① 一辆汽车在公路上匀速行使(汽车行使的路程与时间的关系)
② 向锥形瓶中匀速注水(水面的高度与注水时间的关系)
③ 将常温下的温度计插入一杯热水中(温度计的读数与时间的关系)
④ 一杯越来越凉的水(水温与时间的关系)
A. ①②④③ B. ③④②①
C. ①④②③ D. ③②④①
分析 本题考查根据具体情境理解函数图象.
研究 思路1. 从图象反映的两个变量的变化趋势对应具体情境选择.思路2. 从具体情境的语言叙述,考察两个变量的变化,对应图象选择.
解答 ①是匀速行驶图象是第4个②表示y随x的变化先较慢后较快属第2个图象③温度计读数随时间逐惭升高图象是第1个④的图象应是第3个,故选D
评析 把具体情境的变量的变化关系,和图象上的两个变量的变化关系,两相对照,找到符合条件的对应项.解决它需要一定的数学能力.思路(1) 体现了函数构造、画图、数形转换等能力;思路(2) 就体现了较强的数学直观能力,需要扎实的数学基础.
4.对函数变换,有效地考查学生获得新知识和运用新知识的能力.
如例4所示的题型给人的第一印象是概念新颖,但考查的依然是学生对基本知识、技能的掌握程度,这新与旧之间的桥梁就是化归思想.学生通过转化将新颖的问题转为熟悉的问题,达到解决问题的目的. 例4 (2012广西钦州)在平面直角坐标系中,对于平面内任意一点(x,y),若规定以下两种变换:
① f(x,y)=(y,x),如f(2,3)=(3,2);
② g(x,y)=(-x,-y),如g(2,3)=(-2,-3).
按照以上变换有:f(g(2,3))=f(-2,-3)=(-3,-2),那么g(f(-6,7))等于( )
A. (7,6) B. (7,-6)
C. (-7,6) D. (-7,-6)
分析 本题考查了一种新型的运算法则,考查了学生的阅读理解能力,此类题的难点是判断先进行哪个运算,关键是明白两种运算改变了哪个坐标的符号.
研究 由题意应先进行f方式的运算,再进行g方式的运算,注意运算顺序及坐标的符号变化.
解答 解:∵f(-6,7)=(7,-6),
∴g(f(-6,7))=g(7,-6)=(-7,6),故选C.
评析 本题是阅读理解题,解决本题的关键是读懂题意,理清题目中运算和坐标的对应关系和运算规则,然后套用题目提供的对应关系解决问题,具有一定的区分度.
5. 对函数思想,有效地考查学生解决函数型问题的综合能力.
例5 (2012江苏盐城)
知识迁移
当a>0且x>0时,因为(-)2≥0,所以x-2+≥0,从而x+≥2(当x=2时取等号).记函数y= x+(a>0,x>0),由上述结论可知:当x=2时,该函数有最小值为2.
直接应用
已知函数y1=x(x>0)与函数y2=(x>0),则当x= ,y+y取得最小值为 .
变形应用
已知函数y1=x+1(x>-1)与函数y2=(x+1)2+4(x>-1),求的最小值,并指出取得该最小值时相应的x的值.
实际应用
已知某汽车的依次运输成本包含以下三个部分:一是固定费用,共360元;二是燃油费,每千米1.6元;三是折旧费,它与路程的平方成正比,比例系数为0.001,设汽车一次运输路程为x千米,求当x为多少时,该汽车平均每千米的运输成本最低?最低是多少元?
分析 本题考查了函数等知识.掌握和理解阅读材料是解题的关键.
研究 (1)通过阅读发现x+≥2(当x=2时取等号).然后运用结论解决问题;
(2)构造x+≥2,运用结论解决.
(3) 解决实际问题.
解答 直接应用
1, 2
变形应用
解 ∵==(x+1)+(x>-1),
∴有最小值为2=4,当x+1=,即x=1时取得该最小值.
实际应用
解 设该汽车平均每千米的运输成本为y元,则y=
=0.001x++1.6=0.001(x+)+1.6,
∴ 当x==600(千米)时, 该汽车平均每千米的运输成本y最低,最低成本为0.001×2+1.6=2.8元.
评析 数学的建模思想是一种重要的思想,能体现学生综合应用能力,具有一定的挑战性,特别是运用函数来确定最大(小)值时,要运用配方法得到函数的最小值.
(下转第40页)
(上接第47页)
二、 函数思想的教学应注意的问题
就数学教学而言,函数与方程、不等式有着内在的联系,函数性质的研究依赖于不等式及方程的知识,如求自变量x的取值范围,实质上就是解不等式(组),函数增减性的分析归根到底就是不等式的证明等等;另一方面方程、不等式等内容都可统一到函数思想下进行研究,如解方程就是求函数y的值为零时,自变量x的取值,也就是y的零点值,解不等式y > 0,或y<0就是求函数y的正、负值时自变量x的取值范围.应该说,函数图像是函数、方程、不等式这几者之间建立起密切联系、实现数形完美结合的载体.因此,在函数图像教学中,把图像作为一种语言去学习,引导学生准确、全面地理解函数图像的概念,并着意给他们提供看图像、读图像、说图像的机会.在观察图像时具体指明观察的目的、层次、范围,分析说明时尽量做到寓数于形、以形见数,以深化学生的数形结合观.
因此,在函数思想的教学我们应特别关注以下几点.
1. 方程中的字母x、y等代表具体的未知的常数,即未知数,这是代数思想和方程思想的基础.
2. 正、反比例函数,一次函数和二次函数等函数关系式中的字母x、y等代表的是变化的量,即变量,而且这两个量是相关联的量,一个量变化,另一个量会随之变化,这是函数思想的基础.要让学生体会它们的区别.
3. 结合具体情境,通过分析数量关系来理解等量关系,并用方程表示等量关系,再通过解方程解决问题,从而认识方程的作用.
4. 结合问题情境,通过分析数量关系和变化规律建立函数关系式,再通过解解方程解决问题.
5.能根据给出的关系的数据在平面直角坐标系上画图,并根据其中一个量的值估计另一个量的值.
6. 能灵活利用几何基本图形的性质,借助方程模型解决函数的综合应用问题.
布鲁纳说:“掌握数学思想和方法可使得数学更容易理解和更容易记忆,更重要的是,领会基本思想和方法是通向迁移大道的光明之路……” .因此,解题过程中,教师应有目标、有计划地引导学生体会、提炼其隐含的数学思想、方法,使学生在接受知识的同时,受到数学思想方法的熏陶和启迪,这样,才能把提高学生的能力落到实处.
一、 典型试题分析与研究
2012年的中考数学试题中,就函数试题而言,总体来说,函数试题所占比重较大,考查范围涉及函数的方方面面,覆盖面很广,难度层次也很多.中考对函数知识的要求是很高的,大都是函数表达式、图像和性质之间的综合考查,其中综合考查函数实际应用的试题最多,而最难的往往是函数与方程、不等式的结合,其中还涉及参变量,解答中少不了利用数形结合、分类讨论的思想.
1. 对函数的表示方法,有效地考查学生敏锐的观察思维和辨别能力
在解决数学问题中,元认知监控能力起着重要的作用.在求解过程中,若能有意识地与题干、选项进行比对,观察分析并及时调整求解的方法或方向,则可以顺利求解.
例1 (2012湖南长沙)小明骑自行车上学,开始以正常速度匀速行驶,但行至中途时,自行车出了故障,只好停下来修车,车修好后,因怕耽误上课,他比修车前加快了速度继续匀速行驶,下面是行驶路程s(m)关于时间t(min)的函数图象,那么符合小明行驶情况的大致图象是( )
分析 本题考察了函数图像的表示方法,需要学生自己阅读题目完成解答.
研究:阅读文字会发现小明上学的行程为3段,其中有一段时间在修车,所以该时间段路程不变,即可获得答案.
解答 小明骑自行车上学,开始以正常速度匀速行驶,说明路程s逐步变大;但行至中途时,自行车出了故障,只好停下来修车,在修车的时间段内,行驶路程S是不变的;车修好后,因怕耽误上课,他比修车前加快了速度继续匀速行驶,行驶路程又开始变大,共计分为3段,所以本题选项为C.
评析 本题考查函数图象的选择.函数图象能直观的反映出实际问题中变量之间的函数关系,是中考命题的热点之一.对于函数图象的选择,命题者关注的重点并非放在精确绘制函数图象上,而是提供一个与现实生活密切联系的问题情境,关注同学们对图象的理解和灵活运用函数知识解决实际问题的能力.从命题者关注的侧重点出发分析问题,往往能收到事半功倍的效果.
2. 对函数的图像与性质,有效地考查学生思维的灵活性和超常的联系能力.
学生思维的灵活性和超常的联系能力体现在“将基本知识综合,构造新的问题,利用数形结合思想方法灵活求解,并综合应用基本知识和技能的能力”.
例2 (2012江苏徐州)函数y=x+的图象如图所示,关于该函数,下列结论正确的是 .
① 函数图象是轴对称图形;
②函数图象是中心对称图形;
③ 当x>0时,函数有最小值;
④点(1,4)在函数图象上;
⑤ 当x<1或x>3时,y>4.
分析 本题是一道综合性比较强的题,以复合函数为载体考查轴对称图形、中心对称图形、函数与图像、函数与不等式等有关问题,要求学生对各知识点有较好的理解.
研究 是否为轴对称图形关键是看能否找到对称轴,是否为中心对称图形关键是看能否找到对称中心,把点(1,4)直接代入解析式,看是否成立,就能知是否在图像上,当x>0时从图像上看有最低点,所以有最小值,当x=1时函数值为4,所以当0
解答 仔细观察图像容易得出函数图像不是轴对称图形,但是中心对称图形,对称中心为原点,把点(1,4)直接代入解析式y=1+3=4,所以点(1,4)在图像上,x>0时图像在第一象限,有最低点,所以有最小值,结合图像进一步得当0
评析 读图题,要注意利用“数形结合”从函数图像获取信息解决实际问题.
3. 对函数的应用,有效地考查学生分析和解决数形结合问题的能力
例3 (2012山东莱芜)下列四幅图象近似刻画两个变量之间的关系,请按图象顺序将下面四种情景与之对应排序( )
① 一辆汽车在公路上匀速行使(汽车行使的路程与时间的关系)
② 向锥形瓶中匀速注水(水面的高度与注水时间的关系)
③ 将常温下的温度计插入一杯热水中(温度计的读数与时间的关系)
④ 一杯越来越凉的水(水温与时间的关系)
A. ①②④③ B. ③④②①
C. ①④②③ D. ③②④①
分析 本题考查根据具体情境理解函数图象.
研究 思路1. 从图象反映的两个变量的变化趋势对应具体情境选择.思路2. 从具体情境的语言叙述,考察两个变量的变化,对应图象选择.
解答 ①是匀速行驶图象是第4个②表示y随x的变化先较慢后较快属第2个图象③温度计读数随时间逐惭升高图象是第1个④的图象应是第3个,故选D
评析 把具体情境的变量的变化关系,和图象上的两个变量的变化关系,两相对照,找到符合条件的对应项.解决它需要一定的数学能力.思路(1) 体现了函数构造、画图、数形转换等能力;思路(2) 就体现了较强的数学直观能力,需要扎实的数学基础.
4.对函数变换,有效地考查学生获得新知识和运用新知识的能力.
如例4所示的题型给人的第一印象是概念新颖,但考查的依然是学生对基本知识、技能的掌握程度,这新与旧之间的桥梁就是化归思想.学生通过转化将新颖的问题转为熟悉的问题,达到解决问题的目的. 例4 (2012广西钦州)在平面直角坐标系中,对于平面内任意一点(x,y),若规定以下两种变换:
① f(x,y)=(y,x),如f(2,3)=(3,2);
② g(x,y)=(-x,-y),如g(2,3)=(-2,-3).
按照以上变换有:f(g(2,3))=f(-2,-3)=(-3,-2),那么g(f(-6,7))等于( )
A. (7,6) B. (7,-6)
C. (-7,6) D. (-7,-6)
分析 本题考查了一种新型的运算法则,考查了学生的阅读理解能力,此类题的难点是判断先进行哪个运算,关键是明白两种运算改变了哪个坐标的符号.
研究 由题意应先进行f方式的运算,再进行g方式的运算,注意运算顺序及坐标的符号变化.
解答 解:∵f(-6,7)=(7,-6),
∴g(f(-6,7))=g(7,-6)=(-7,6),故选C.
评析 本题是阅读理解题,解决本题的关键是读懂题意,理清题目中运算和坐标的对应关系和运算规则,然后套用题目提供的对应关系解决问题,具有一定的区分度.
5. 对函数思想,有效地考查学生解决函数型问题的综合能力.
例5 (2012江苏盐城)
知识迁移
当a>0且x>0时,因为(-)2≥0,所以x-2+≥0,从而x+≥2(当x=2时取等号).记函数y= x+(a>0,x>0),由上述结论可知:当x=2时,该函数有最小值为2.
直接应用
已知函数y1=x(x>0)与函数y2=(x>0),则当x= ,y+y取得最小值为 .
变形应用
已知函数y1=x+1(x>-1)与函数y2=(x+1)2+4(x>-1),求的最小值,并指出取得该最小值时相应的x的值.
实际应用
已知某汽车的依次运输成本包含以下三个部分:一是固定费用,共360元;二是燃油费,每千米1.6元;三是折旧费,它与路程的平方成正比,比例系数为0.001,设汽车一次运输路程为x千米,求当x为多少时,该汽车平均每千米的运输成本最低?最低是多少元?
分析 本题考查了函数等知识.掌握和理解阅读材料是解题的关键.
研究 (1)通过阅读发现x+≥2(当x=2时取等号).然后运用结论解决问题;
(2)构造x+≥2,运用结论解决.
(3) 解决实际问题.
解答 直接应用
1, 2
变形应用
解 ∵==(x+1)+(x>-1),
∴有最小值为2=4,当x+1=,即x=1时取得该最小值.
实际应用
解 设该汽车平均每千米的运输成本为y元,则y=
=0.001x++1.6=0.001(x+)+1.6,
∴ 当x==600(千米)时, 该汽车平均每千米的运输成本y最低,最低成本为0.001×2+1.6=2.8元.
评析 数学的建模思想是一种重要的思想,能体现学生综合应用能力,具有一定的挑战性,特别是运用函数来确定最大(小)值时,要运用配方法得到函数的最小值.
(下转第40页)
(上接第47页)
二、 函数思想的教学应注意的问题
就数学教学而言,函数与方程、不等式有着内在的联系,函数性质的研究依赖于不等式及方程的知识,如求自变量x的取值范围,实质上就是解不等式(组),函数增减性的分析归根到底就是不等式的证明等等;另一方面方程、不等式等内容都可统一到函数思想下进行研究,如解方程就是求函数y的值为零时,自变量x的取值,也就是y的零点值,解不等式y > 0,或y<0就是求函数y的正、负值时自变量x的取值范围.应该说,函数图像是函数、方程、不等式这几者之间建立起密切联系、实现数形完美结合的载体.因此,在函数图像教学中,把图像作为一种语言去学习,引导学生准确、全面地理解函数图像的概念,并着意给他们提供看图像、读图像、说图像的机会.在观察图像时具体指明观察的目的、层次、范围,分析说明时尽量做到寓数于形、以形见数,以深化学生的数形结合观.
因此,在函数思想的教学我们应特别关注以下几点.
1. 方程中的字母x、y等代表具体的未知的常数,即未知数,这是代数思想和方程思想的基础.
2. 正、反比例函数,一次函数和二次函数等函数关系式中的字母x、y等代表的是变化的量,即变量,而且这两个量是相关联的量,一个量变化,另一个量会随之变化,这是函数思想的基础.要让学生体会它们的区别.
3. 结合具体情境,通过分析数量关系来理解等量关系,并用方程表示等量关系,再通过解方程解决问题,从而认识方程的作用.
4. 结合问题情境,通过分析数量关系和变化规律建立函数关系式,再通过解解方程解决问题.
5.能根据给出的关系的数据在平面直角坐标系上画图,并根据其中一个量的值估计另一个量的值.
6. 能灵活利用几何基本图形的性质,借助方程模型解决函数的综合应用问题.
布鲁纳说:“掌握数学思想和方法可使得数学更容易理解和更容易记忆,更重要的是,领会基本思想和方法是通向迁移大道的光明之路……” .因此,解题过程中,教师应有目标、有计划地引导学生体会、提炼其隐含的数学思想、方法,使学生在接受知识的同时,受到数学思想方法的熏陶和启迪,这样,才能把提高学生的能力落到实处.