
概念教學(xué),理解越深,破題越快

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(duì)學(xué)生而言,數(shù)學(xué)概念理解越深,越透徹,解題時(shí)思路就越容易找到。
在二次函數(shù)壓軸題中,這種對(duì)數(shù)學(xué)概念的理解要求愈發(fā)重要,以武漢市九年級(jí)某期中考試壓軸題為例,多數(shù)學(xué)生面對(duì)最后一問(wèn)時(shí)的手足無(wú)措,基本上源自于對(duì)圓概念理解不夠,用學(xué)生自已的話(huà)講“沒(méi)想到是圓”,因此,破解這種“沒(méi)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(xiàn)y=ax2+bx+3與x軸交于A(-1,0),B(3,0)兩點(diǎn),與y軸交于點(diǎn)C.
(1)求拋物線(xiàn)的解析式;
(2)如圖1,Q為拋物線(xiàn)上第一象限內(nèi)一點(diǎn),若∠AQC=2∠BAQ,求點(diǎn)Q的坐標(biāo);
(3)如圖2,P為x軸上方一動(dòng)點(diǎn),直線(xiàn)PM,PN與拋物線(xiàn)均只有唯一公共點(diǎn)M,N,OH⊥MN于點(diǎn)H,且△PAB的面積是10,求線(xiàn)段OH長(zhǎng)度的最大值.

解析:
01
(1)將點(diǎn)A(-1,0)和B(3,0)代入y=ax2+bx+3,求得a=-1,b=2,所以?huà)佄锞€(xiàn)解析式為y=-x2+2x+3;
02
(2)觀察圖中的∠AQC和∠BAQ,我們過(guò)點(diǎn)Q向y軸作垂線(xiàn)DQ,如下圖:

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(diǎn)D為CE中點(diǎn);
不妨設(shè)Q(t,-t2+2t+3),則D(0,-t2+2t+3),利用中點(diǎn)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(jiàn)動(dòng)設(shè)參的意思是,對(duì)于題目條件中的動(dòng)點(diǎn)、動(dòng)線(xiàn),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(gè)參數(shù)來(lái)表示其余的點(diǎn)、線(xiàn)段長(zhǎng)、函數(shù)解析式等,即設(shè)點(diǎn)參或線(xiàn)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(duì)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(diǎn)參或線(xiàn)參,由于題目最終是求線(xiàn)段OH最大值,而點(diǎn)H在直線(xiàn)MN上,這是一條動(dòng)直線(xiàn),因此設(shè)線(xiàn)參在計(jì)算推導(dǎo)中會(huì)簡(jiǎn)便一些;

現(xiàn)在我們來(lái)解讀直線(xiàn)MN的解析式,將其變形得
y=k(x-1)+3,觀察這個(gè)解析式右邊,當(dāng)x=1時(shí),y=3,與k取值無(wú)關(guān),這意味著直線(xiàn)MN經(jīng)過(guò)一個(gè)定點(diǎn)Q(1,3),如下圖:

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(zhǎng)的直角三角形,其直角頂點(diǎn)H在某個(gè)圓上,如下圖:

取OQ中點(diǎn)E,以點(diǎn)E為圓心,OQ為直徑作圓,現(xiàn)在再來(lái)看題目要求的線(xiàn)段OH,在圓E中是弦,而圓內(nèi)最長(zhǎng)的弦是直徑,于是OH最長(zhǎng)時(shí),長(zhǎng)度即直徑OQ=√10,所以線(xiàn)段OH長(zhǎng)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(xiàn)背景下的動(dòng)點(diǎn)、動(dòng)線(xiàn)問(wèn)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(xiàn)與拋物線(xiàn)相交,直線(xiàn)與直線(xiàn)相交需聯(lián)立方程,判斷交點(diǎn)個(gè)數(shù)用判別式,兩根關(guān)系韋達(dá)定理等,在推導(dǎo)過(guò)程中,會(huì)出現(xiàn)選擇用其中一個(gè)參數(shù)來(lái)表示另一個(gè)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(shí)表示方式錯(cuò)了,導(dǎo)致計(jì)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(shuí)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(huì)搞錯(cuò)“碼頭”;
對(duì)于直線(xiàn)過(guò)定點(diǎn)的解讀,也是學(xué)生思考中的另一個(gè)難點(diǎn),雖然在平時(shí)練習(xí)中我們講過(guò)不少此類(lèi)習(xí)題,但仍然存在部分學(xué)生,得到解析式后,沒(méi)有朝這個(gè)方向去思考,而教學(xué)中要解決這個(gè)問(wèn)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(duì)于題目中的圓,首先要觀察到定點(diǎn)Q,然后是定線(xiàn)段OQ,它的身份是直角三角形的斜邊,需要借助我們?cè)?jīng)教材上的圖例:

教材的這一處,并未提及共斜邊的直角三角形,但我們?cè)诮虒W(xué)中,可以通過(guò)讓學(xué)生作圖觀察,引導(dǎo)學(xué)生去發(fā)現(xiàn)這個(gè)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(qiáng)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。
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