二次函式作為初中數學的重點與難點,也是進一步學好高中數學的重要基礎,在中考數學中,可以說是佔據絕對重要的核心位置。如以二次函式為背景設定的壓軸題,基本是全國各省市的必考題型,此類題型突出了利用函式思想進行科學探究的過程考查,體現了代數與幾何的聯絡,通過幾何考查函式的應用,透過函式去考查幾何的應用,使函式與幾何融為一體。
因此,二次函式有關的中考試題,一方面能很好考查考生的知識掌握程度,另一方面更能考查考生的分析問題和解決問題的能力,體現中考人才選拔的功能。
中考試題既關注知識之間的縱向聯絡,又關注了知識間的橫向聯絡,在考查學生思維的靈活性、廣闊性方面具有較高的效度,這些都是中考命題老師關注的焦點,而二次函式相關的知識點、方法技巧和題型剛好能夠體現這些作用與功能。
二次函式有關的壓軸題,注重思維能力的考查,而不是單純的計算操作,融合了幾何性質與代數運算為一體。如一些試題會透過點的運動帶來圖形的變化,考查的知識代數中有函式的解析式、圖象與性質等,幾何中有相似、全等、面積等內容。這樣的綜合問題突出了對待定係數法、配方法、數形結合、歸納概括、化歸轉化、分類討論、函式與方程、演繹推理、函式建模等主要數學思想方法的考查。
就像下面這道二次函式有關的壓軸題,就非常典型,一起來看看。
如圖,拋物線y=x²-bx-5與x軸交於A.B兩點(點A在點B的左側),與y軸交於點C,點C與點F關於拋物線的對稱軸對稱,直線AF交y軸於點E,|OC|:|OA|=5:1.
(1)求拋物線的解析式;
(2)求直線AF的解析式;
(3)在直線AF上是否存在點P,使△CFP是直角三角形?若存在,求出P點座標;若不存在,說明理由.
考點分析:
二次函式綜合題,二次函式的性質,待定係數法,曲線上點的座標與方程的關係,直角三角形的判定,等腰直角三角形的性質。
題幹分析:
(1)根據拋物線解析式求出OC的長度,再根據比例求出OA的長度,從而得到點A的座標,然後把點A的座標代入拋物線解析式計算求出b,即可得到拋物線解析式。
(2)由y=x2﹣4x﹣5=(x﹣2)2﹣9可得對稱軸為x=2,根據點C、F關於對稱軸對稱可得點F的座標,然後利用待定係數法求直線函式解析式求解即可。
(3)分點P與點E重合和CF是斜邊兩種情況討論即可。
中考試題都重視方法和思維的考查,重視用運動的觀點來分析問題和解決問題,體現出一定的數學思考和解決問題能力方面的要求,因而能更好地培養學生的獨立思考能力和探索精神,培養學生的創造意識與創新能力。
以二次函式為背景的解答題,可以發現試題的設計大都由簡單到複雜的兩到三個問題組成,由淺入深,逐層遞進,涵蓋了圖形與座標、圖形與變換、函式影象與性質等核心知識,突出了對待定係數法、配方法、數形結合、歸納概括、轉化化歸、分類討論、函式與方程、演繹推理、函式建模等主要數學思想方法的考查。
如圖,在平面直角座標系中,二次函式y=x²+bx+c的圖象與x軸交於A、B兩點,A點在原點的左側,B點的座標為(3,0),與y軸交於C(0,﹣3)點,點P是直線BC下方的拋物線上一動點.
(1)求這個二次函式的表示式.
(2)連線PO、PC,並把△POC沿CO翻折,得到四邊形POP′C,那麼是否存在點P,使四邊形POP′C為菱形?若存在,請求出此時點P的座標;若不存在,請說明理由.
(3)當點P運動到什麼位置時,四邊形ABPC的面積最大並求出此時P點的座標和四邊形ABPC的最大面積.
考點分析:
二次函式綜合題,曲線上點的座標與方程的關係,翻折的性質,菱形的判定和性質,二次函式最值。
題幹分析:
(1)將B、C的座標代入拋物線的解析式中即可求得待定係數的值。
(2)由於菱形的對角線互相垂直平分,若四邊形POP′C為菱形,那麼P點必在OC的垂直平分線上,據此可求出P點的縱座標,代入拋物線的解析式中即可求出P點的座標。
(3)由於△ABC的面積為定值,當四邊形ABPC的面積最大時,△BPC的面積最大;過P作y軸的平行線,交直線BC於Q,交x軸於F,易求得直線BC的解析式,可設出P點的橫座標,然後根據拋物線和直線BC的解析式求出Q、P的縱座標,即可得到PQ的長,以PQ為底,B點橫座標的絕對值為高即可求得△BPC的面積,由此可得到關於四邊形ACPB的面積與P點橫座標的函式關係式,根據函式的性質即可求出四邊形ABPC的最大面積及對應的P點座標。
二次函式有關的綜合試題,一般不會以單純的函式形式出現,而是結合幾何圖形或點的運動,使幾何圖形發生變化,從而讓函式與幾何有機結合起來。
試題所運用的知識型別主要有兩種:
一是以建立函式模型為主的代數綜合性問題;
二是代數與幾何有機結合的綜合性問題。
值得注意是其中運動型問題居多,透過點的運動對圖形產生的影響,探求有關圖形形狀問題、最值問題、存在性問題等;或是設定圖形的平移、翻折與旋轉。在圖形的運動變化過程中,尋找規律,用函式研究變化的圖形中的數量關係。
二次函式是中考的重點與熱點,複習二次函式應掌握二次函式的基本概念、影象與性質的相互聯絡和相互轉化,掌握二次函式與方程、不等式等知識的交匯與綜合。