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概念教學(xué),理解越深,破題越快

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在數(shù)學(xué)教學(xué)中,最重要的是數(shù)學(xué)概念教學(xué),最難的也是數(shù)學(xué)概念教學(xué),對學(xué)生而言,數(shù)學(xué)概念理解越深,越透徹,解題時思路就越容易找到。

在二次函數(shù)壓軸題中,這種對數(shù)學(xué)概念的理解要求愈發(fā)重要,以武漢市九年級某期中考試壓軸題為例,多數(shù)學(xué)生面對最后一問時的手足無措,基本上源自于對圓概念理解不夠,用學(xué)生自已的話講“沒想到是圓”,因此,破解這種“沒想到”,讓其變成“想到”,重視概念教學(xué)幾乎是唯一的出路。

題目

已知拋物線y=ax2+bx+3與x軸交于A(-1,0),B(3,0)兩點,與y軸交于點C.

(1)求拋物線的解析式;

(2)如圖1,Q為拋物線上第一象限內(nèi)一點,若∠AQC=2∠BAQ,求點Q的坐標(biāo);

(3)如圖2,P為x軸上方一動點,直線PM,PN與拋物線均只有唯一公共點M,N,OH⊥MN于點H,且△PAB的面積是10,求線段OH長度的最大值.

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解析:

01

(1)將點A(-1,0)和B(3,0)代入y=ax2+bx+3,求得a=-1,b=2,所以拋物線解析式為y=-x2+2x+3;

02

(2)觀察圖中的∠AQC和∠BAQ,我們過點Q向y軸作垂線DQ,如下圖:

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由DQ∥x軸,可知∠BAQ=∠DQE,而∠AQC=2∠BAQ,得∠DQC=∠DQE,我們可得等腰△CQE,從而點D為CE中點;

不妨設(shè)Q(t,-t2+2t+3),則D(0,-t2+2t+3),利用中點公式列方程得:3+3-t=2(-t2+2t+3),解得t=0或5/2,顯然t≠0,則t=5/2,因此Q(5/2,7/4);

03

(3)見動設(shè)參的意思是,對于題目條件中的動點、動線,通常情況下設(shè)它的坐標(biāo)或解析式系數(shù)為參數(shù),并用這個參數(shù)來表示其余的點、線段長、函數(shù)解析式等,即設(shè)點參或線參,首先不要怕參數(shù),其次要盡量尋找各參數(shù)之間的關(guān)系,這都需要對相應(yīng)的數(shù)學(xué)概念有足夠的理解;

關(guān)于如何選擇設(shè)點參或線參,由于題目最終是求線段OH最大值,而點H在直線MN上,這是一條動直線,因此設(shè)線參在計算推導(dǎo)中會簡便一些;

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現(xiàn)在我們來解讀直線MN的解析式,將其變形得

y=k(x-1)+3,觀察這個解析式右邊,當(dāng)x=1時,y=3,與k取值無關(guān),這意味著直線MN經(jīng)過一個定點Q(1,3),如下圖:

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我們連接OQ之后,則△OHQ始終為直角三角形,且斜邊為OQ,聯(lián)想一斜邊為定長的直角三角形,其直角頂點H在某個圓上,如下圖:

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取OQ中點E,以點E為圓心,OQ為直徑作圓,現(xiàn)在再來看題目要求的線段OH,在圓E中是弦,而圓內(nèi)最長的弦是直徑,于是OH最長時,長度即直徑OQ=√10,所以線段OH長度最大值是√10.

解題思考

2024年武漢各區(qū)的二次函數(shù)壓軸題,典型特征是拋物線背景下的動點、動線問題,因此需要設(shè)參后進(jìn)行推導(dǎo),推導(dǎo)依據(jù)包括直線與拋物線相交,直線與直線相交需聯(lián)立方程,判斷交點個數(shù)用判別式,兩根關(guān)系韋達(dá)定理等,在推導(dǎo)過程中,會出現(xiàn)選擇用其中一個參數(shù)來表示另一個參數(shù)的情況,這也是學(xué)生最容易迷糊的地方,很多學(xué)生推導(dǎo)時表示方式錯了,導(dǎo)致計算量非常大,甚至得不到相應(yīng)的結(jié)果,出現(xiàn)恒等式,而選擇表示誰需要認(rèn)真閱讀題目條件和結(jié)論,知道解題方向,在正確理解題意的前提下,才不會搞錯“碼頭”;

對于直線過定點的解讀,也是學(xué)生思考中的另一個難點,雖然在平時練習(xí)中我們講過不少此類習(xí)題,但仍然存在部分學(xué)生,得到解析式后,沒有朝這個方向去思考,而教學(xué)中要解決這個問題,靠增大練習(xí)量是不夠的,重復(fù)訓(xùn)練得到的只是條件反射,而不是思考力的提升;

對于題目中的圓,首先要觀察到定點Q,然后是定線段OQ,它的身份是直角三角形的斜邊,需要借助我們曾經(jīng)教材上的圖例:

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教材的這一處,并未提及共斜邊的直角三角形,但我們在教學(xué)中,可以通過讓學(xué)生作圖觀察,引導(dǎo)學(xué)生去發(fā)現(xiàn)這個結(jié)論,當(dāng)然僅僅是發(fā)現(xiàn)還不夠,在課堂上,還可以用相應(yīng)的習(xí)題去強化它,按學(xué)生認(rèn)知螺旋上升的原則,在后續(xù)教學(xué)中,不斷重現(xiàn),從而將其內(nèi)化為學(xué)生的思維。