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【内容摘要】二次函数,在初中数学中是重点,但把它学好还是有一定的难度的,尤其是二次函数的最值问题让学生们学起来感觉非常吃力。即使感觉额外的吃力,但还是要非学不可,因为它在中考中必有它的身影。二次函数的最值问题,它会让学生的思维能力得到创新,在长期不断的训练中,解题技巧的能力也会不断地提高。函数知识的核心部分就是二次函数,在各种各样的考试中,它都是作为压轴出场的。本文结合自身教育多年的经验,借助于典型案例做出一定的分析,将学生解题能力的培养作为重点,将初中数学二次函数中最值问题的解题策略交予学生,为学生二次函数最值问题的学习提供参考。
【关键词】初中数学 二次函数 最值问题 思考研究
引言
二次函数的最值问题的研究主要包括三大点,开口方向、对称轴、给定区间,根据这三者存在的不确定因素,解决问题需要一定的配方,根据不同的分类进行讨论,再与数形相结合。二次函数最值问题的研究,学生解决二次函数的综合能力就会得到提升,同时学生的分类思考与数形结合的方法也会得到练习,促进学生的探讨性学习。在不同的题型中寻找合理的配方,加强计算的能力,以此解决二次函数不同最值问题的出现。
一、二次函数最值问题在确定区间范围内的分析
二次函数最值问题在区间范围内的解决,通常根据出现的题型,首先确定顶点坐标的位置,是在自变量之内,还是在自变量之外,最后根据不同的位置,运用合理的解题方法。以最简单的模式出现的二次函数为y=ax2 bx c(a≠0),当x=类似于这种题型的时候,那么解题的方法就会变得异常的简单,那么稍许麻烦的是当x的取值范围有了一定的限制,那么问题的解决就需要学生拥有一定的应用技巧。比如当题目对x限定在区间[a,b]之内的时候,求解最值的时候就要根据不同的情况进行分析讨论,加大了解题难度和复杂性,就需要学生通过描绘出二次函数的图像进行详细的分析。
1.定轴定区间
所给函数具有固定的区间以及对称轴的题型就是定轴定区间问题,这种问题的解题的方法是相对简单的,结合题型画出函数图像,就可以根据图像的显示来判断出最大值与最小值。
这种题的解题思路大概如下所示:当函数为闭区间函数时,最值可能出现的位置有两处:其一,闭区间的两个端点;其二,函数的顶点。这个时候就要根据函数方程式对二次函数的开口进行分析,如果开口向上,那么最小值就在顶点处出现;反之,如果开口向下,最大值则出现在顶点处。在进行这个解题的过程中,可以利用草图进行辅助,从而能够看得更加直观。本题中,对称轴在x=1的位置,利用图像法,可以很明显的看出顶点处最小值=-4,端点处最大值=5.
2.定轴动区间
所给函数具有固定的对称轴、不固定的区间,即有变量存在的时候,这种类型的题型就属于定轴动区间。这种问题的解决,着重点在于函数的区间与对称轴之间相对位置的关系。
这种题的解题思路大概如下所示:当函数区间不确定的时候,区间端点与对称軸处函数值的大小就不能直接看出,函数图像的绘制就不能很具体,那么直接求出答案是肯定不行的。同样的也需要根据自变量的大小进行分类讨论,在分析上述两处函数值大小的基础上,确定函数的最大值和最小值。
分析所给的原函数,以对称轴为例,对称轴在区间左侧,在范围内,或者在右侧都有不同的解决方法。本题的对称轴为x=1。对称轴在所给区间的左侧时,题目就要满足t 1<1,函数就要在t 1处取得最大值,也就是t2-1;当函数的对称轴在所给区间内部的时候,题目满足t≤1≤t 10≤t≤1,此时函数在对称轴处取得最大值为-1;对称轴在所给区间的右侧时,题目就要满足t≤1,函数就要在t处取得最大值,也就是t2 2t-2.
3.定区间动轴
所给函数具有固定的区间范围,但是对称轴却要根据参数的大小进行变化,这种类型的题就是定区间动轴,求解最值的时候,也要根据参数进行分类讨论,具体讨论的策略与上述2相同。
求函数y=x2 2ax 1在区间[-1,2]上的最小值.
这种题的解题思路大概如下所示:由方程可知,该题目是“定区间动轴”类型。区间为[-1,2],对称轴为x=-a。确定这些内容之后,就可以进行讨论。当对称轴位于区间右端点之外的时候,满足-a≥2,根据函数的大概图像可知,函数在2处取得最大值4a 5;当对称轴位于区间内部时,满足-1≤-a≤2,此时在对称轴-a处取得最大值1-a2;当对称轴位于区间左端点之外的时候,满足-a<-1,根据函数的大概图像可知,函数在-1处取得最大值-2a 2。
二、二次函数最值在经济类问题的运用
二次函数最值问题也会频繁的与经济问题相挂钩,经济中要求得到最优化就会用到二次函数的最值问题,在这种情况下也是必须要关注到自变量的具体取值范围的。
例子:某商店新销售一种商品,每件为40元,在试验销售的过程中,得知该商品每天的销售量为n(件)与单价x(元)之间的关系可用一次函数n=150-3x表示,商品单价在[40,60]区间内.需要得出商场每天的销售利润(y)与单价(x)之间的函数关系式.销售单价定位多少时,商场可获得日最大利润?最大销售利润具体为多少?
解析:产品每件销售利润为该(x-40)元,求出n件的总利润为y=n(x-40)。
由于n=150-3x,则:
y=(x-40)(150-3x)=-3x2 170x-6000,20≤x≤50.
结合上面的解题开始以对称轴为准侧,进行讨论解题,对称轴为x=42,且在给定的的取值区间内,抛物线开口向下,则最大值在x=42处得到,即ymax=-3×422 252×42-4860=432.所以,商品单价为42元时,每天的销售利润最大为432元。
总之,二次函数最值问题的解决时需要通过不断练习的,从多种角度,多种情况进行分析,加强二次函数最值求解问题的练习得出最简单的解题思路,加深印象,提高学生对知识的运用能力。
结语
二次函数最值问题的多角度有效分析,有效的加深学生对所学知识的了解与运用,培养学生解题的思维能力,不断的练习,思路会更加清晰,方案的确定,也会让学生在面对不同问题的解决方法时,拥有不同的角度考虑,做到从实际出发,充分掌握好初中数学中二次函数的最值问题。
(作者单位:福建省宁化五中)
【关键词】初中数学 二次函数 最值问题 思考研究
引言
二次函数的最值问题的研究主要包括三大点,开口方向、对称轴、给定区间,根据这三者存在的不确定因素,解决问题需要一定的配方,根据不同的分类进行讨论,再与数形相结合。二次函数最值问题的研究,学生解决二次函数的综合能力就会得到提升,同时学生的分类思考与数形结合的方法也会得到练习,促进学生的探讨性学习。在不同的题型中寻找合理的配方,加强计算的能力,以此解决二次函数不同最值问题的出现。
一、二次函数最值问题在确定区间范围内的分析
二次函数最值问题在区间范围内的解决,通常根据出现的题型,首先确定顶点坐标的位置,是在自变量之内,还是在自变量之外,最后根据不同的位置,运用合理的解题方法。以最简单的模式出现的二次函数为y=ax2 bx c(a≠0),当x=类似于这种题型的时候,那么解题的方法就会变得异常的简单,那么稍许麻烦的是当x的取值范围有了一定的限制,那么问题的解决就需要学生拥有一定的应用技巧。比如当题目对x限定在区间[a,b]之内的时候,求解最值的时候就要根据不同的情况进行分析讨论,加大了解题难度和复杂性,就需要学生通过描绘出二次函数的图像进行详细的分析。
1.定轴定区间
所给函数具有固定的区间以及对称轴的题型就是定轴定区间问题,这种问题的解题的方法是相对简单的,结合题型画出函数图像,就可以根据图像的显示来判断出最大值与最小值。
这种题的解题思路大概如下所示:当函数为闭区间函数时,最值可能出现的位置有两处:其一,闭区间的两个端点;其二,函数的顶点。这个时候就要根据函数方程式对二次函数的开口进行分析,如果开口向上,那么最小值就在顶点处出现;反之,如果开口向下,最大值则出现在顶点处。在进行这个解题的过程中,可以利用草图进行辅助,从而能够看得更加直观。本题中,对称轴在x=1的位置,利用图像法,可以很明显的看出顶点处最小值=-4,端点处最大值=5.
2.定轴动区间
所给函数具有固定的对称轴、不固定的区间,即有变量存在的时候,这种类型的题型就属于定轴动区间。这种问题的解决,着重点在于函数的区间与对称轴之间相对位置的关系。
这种题的解题思路大概如下所示:当函数区间不确定的时候,区间端点与对称軸处函数值的大小就不能直接看出,函数图像的绘制就不能很具体,那么直接求出答案是肯定不行的。同样的也需要根据自变量的大小进行分类讨论,在分析上述两处函数值大小的基础上,确定函数的最大值和最小值。
分析所给的原函数,以对称轴为例,对称轴在区间左侧,在范围内,或者在右侧都有不同的解决方法。本题的对称轴为x=1。对称轴在所给区间的左侧时,题目就要满足t 1<1,函数就要在t 1处取得最大值,也就是t2-1;当函数的对称轴在所给区间内部的时候,题目满足t≤1≤t 10≤t≤1,此时函数在对称轴处取得最大值为-1;对称轴在所给区间的右侧时,题目就要满足t≤1,函数就要在t处取得最大值,也就是t2 2t-2.
3.定区间动轴
所给函数具有固定的区间范围,但是对称轴却要根据参数的大小进行变化,这种类型的题就是定区间动轴,求解最值的时候,也要根据参数进行分类讨论,具体讨论的策略与上述2相同。
求函数y=x2 2ax 1在区间[-1,2]上的最小值.
这种题的解题思路大概如下所示:由方程可知,该题目是“定区间动轴”类型。区间为[-1,2],对称轴为x=-a。确定这些内容之后,就可以进行讨论。当对称轴位于区间右端点之外的时候,满足-a≥2,根据函数的大概图像可知,函数在2处取得最大值4a 5;当对称轴位于区间内部时,满足-1≤-a≤2,此时在对称轴-a处取得最大值1-a2;当对称轴位于区间左端点之外的时候,满足-a<-1,根据函数的大概图像可知,函数在-1处取得最大值-2a 2。
二、二次函数最值在经济类问题的运用
二次函数最值问题也会频繁的与经济问题相挂钩,经济中要求得到最优化就会用到二次函数的最值问题,在这种情况下也是必须要关注到自变量的具体取值范围的。
例子:某商店新销售一种商品,每件为40元,在试验销售的过程中,得知该商品每天的销售量为n(件)与单价x(元)之间的关系可用一次函数n=150-3x表示,商品单价在[40,60]区间内.需要得出商场每天的销售利润(y)与单价(x)之间的函数关系式.销售单价定位多少时,商场可获得日最大利润?最大销售利润具体为多少?
解析:产品每件销售利润为该(x-40)元,求出n件的总利润为y=n(x-40)。
由于n=150-3x,则:
y=(x-40)(150-3x)=-3x2 170x-6000,20≤x≤50.
结合上面的解题开始以对称轴为准侧,进行讨论解题,对称轴为x=42,且在给定的的取值区间内,抛物线开口向下,则最大值在x=42处得到,即ymax=-3×422 252×42-4860=432.所以,商品单价为42元时,每天的销售利润最大为432元。
总之,二次函数最值问题的解决时需要通过不断练习的,从多种角度,多种情况进行分析,加强二次函数最值求解问题的练习得出最简单的解题思路,加深印象,提高学生对知识的运用能力。
结语
二次函数最值问题的多角度有效分析,有效的加深学生对所学知识的了解与运用,培养学生解题的思维能力,不断的练习,思路会更加清晰,方案的确定,也会让学生在面对不同问题的解决方法时,拥有不同的角度考虑,做到从实际出发,充分掌握好初中数学中二次函数的最值问题。
(作者单位:福建省宁化五中)