邊翠華
【摘要】對(duì)于解數(shù)學(xué)綜合題和難題,很多學(xué)生都感覺(jué)難,找不到解題思路.若注重歸納總結(jié)、積累基本圖形和結(jié)論,尋找解題思路,就變成了“板塊”之間的對(duì)接,更加輕松.在反比例函數(shù)與一次函數(shù)圖像有兩個(gè)交點(diǎn)時(shí),有一個(gè)重要的結(jié)論,利用它可以輕松解決相關(guān)的一些難題.
【關(guān)鍵詞】反比例函數(shù);挖掘習(xí)題;探究;應(yīng)用
著名的科學(xué)哲學(xué)家波普爾指出:“科學(xué)與知識(shí)的增長(zhǎng)永遠(yuǎn)始于問(wèn)題,終于問(wèn)題——愈來(lái)愈深化的問(wèn)題,愈來(lái)愈能啟發(fā)大量新問(wèn)題的問(wèn)題.”研究數(shù)學(xué)就是不斷地發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題.
一、問(wèn)題背景,原題再現(xiàn)
圖1如圖1,已知直線y=-x+8和雙曲線y=k1x(k≠0)在第一象限內(nèi)有兩個(gè)交點(diǎn)A,B,點(diǎn)A的橫坐標(biāo)為2,求△AOB的面積.這個(gè)問(wèn)題比較簡(jiǎn)單,常見(jiàn)思路有:
如圖1,過(guò)點(diǎn)A分別作AM⊥y軸于點(diǎn)M,AE⊥x軸于點(diǎn)E,過(guò)點(diǎn)B作BF⊥x軸于點(diǎn)F,AE與OB相交于點(diǎn)G.1S△AOB=S△AOD-S△BOD;2.S△AOB=S△BOC-S△AOC.3.S△AOB=S△AOG+S△ABG,S四邊形BGEF+S△ABG=S梯形BAEF.4.S△AOB=S△COD-S△AOC-S△BOD.5.由于此時(shí)雙曲線和直線關(guān)于直線y=x對(duì)稱,可得△AOC≌△BOD,于是S△AOB=S△COD-2S△AOC.
二、問(wèn)題提出
如果直線AB:y=ax+b(a≠0)中a≠±1,顯然,前面4種思路同樣適用.那么,第5種思路還行得通嗎?
此時(shí)OC≠OD,顯然△AOC≌△BOD不成立了,但是S△AOC=S△BOD成不成立呢?
如圖1,過(guò)點(diǎn)A作AM⊥y軸于點(diǎn)M,過(guò)點(diǎn)B作BF⊥x軸于點(diǎn)F,S△AOC=112OC·AM=112OC·CA·sin∠OCD=112OC·CA·OD1CD,S△BOD=112OD·BF=112OD·BD·sin∠CDO=112OD·BD·OC1CD,若AC=BD,則S△AOC=S△BOD成立.那么,AC=BD成立嗎?
三、問(wèn)題探究,得出結(jié)論
圖2如圖2,過(guò)點(diǎn)A分別作AE⊥x軸于點(diǎn)E,AM⊥y軸于點(diǎn)M;過(guò)點(diǎn)B分別作BF⊥x軸于點(diǎn)F,BQ⊥y軸于點(diǎn)Q,AE與BQ相交于點(diǎn)R,連接AQ,QE,BE.易得S矩形AEOM=S矩形BQOF=|k|,∴S矩形ARQM=S矩形BREF,∴112S矩形ARQM=112S矩形BREF,即S△AQR=S△BER,∴S△AQR+S△ABR=S△BER+S△ABR,即S△AQB=S△ABE;∵△AQB和△ABE具有公共邊AB,∴AB邊上的高相等,∴QE∥AB.于是得ACQE和BDEQ,∴AC=QE=BD.∴S△AOC=S△BOD成立.當(dāng)交點(diǎn)A,B同在其他象限時(shí),結(jié)論仍然成立.
歸納總結(jié),得出結(jié)論:如圖1,直線y=ax+b(a≠0)和y軸、x軸分別交于點(diǎn)C,D,和雙曲線y=k1x(k≠0)在同一象限內(nèi)有兩個(gè)不同的交點(diǎn)A,B,則AC=BD,S△AOC=S△BOD.
四、問(wèn)題深化探究,一般化結(jié)論
若交點(diǎn)A,B不在同一個(gè)象限,結(jié)論成立嗎?
圖3如圖3,交點(diǎn)分別在第一、三象限.同理可得S△AQR=S△BER,用S△ABR分別減去S△AQR和S△BER,同樣能得到S△AQB=S△ABE,同理可得ACQE和BDEQ,所以AC=QE=BD.所以S△AOC=S△BOD成立.交點(diǎn)A,B分別在二、四象限時(shí),結(jié)論也成立.因此,可以得出一般性結(jié)論:直線y=ax+b(a≠0)與y軸、x軸分別交于點(diǎn)C,D,與雙曲線y=k1x(k≠0)交于兩個(gè)不同的點(diǎn)A,B,則AC=BD,S△AOC=S△BOD.
五、應(yīng)用結(jié)論,事半功倍
圖4例如圖4,一次函數(shù)y=k1x+b的圖像過(guò)點(diǎn)A(0,3),與x軸交于點(diǎn)D,且與反比例函數(shù)y=k2x(x>0)的圖像相交于B,C兩點(diǎn).若AB=BC,則k1·k2的值為.
思路分析根據(jù)以上結(jié)論,可得AB=CD=BC,即B,C為線段AD的三等分點(diǎn),由直線可D-31k1,0,易得B-11k1,2,根據(jù)點(diǎn)B在反比例函數(shù)圖像上,所以-11k1·2=k2,整理得k2k1=-2.
《義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2011年版)》指出,數(shù)學(xué)課程中,應(yīng)當(dāng)注重發(fā)展學(xué)生的數(shù)感、符號(hào)意識(shí)、空間觀念、幾何直觀、數(shù)據(jù)分析能力、運(yùn)算能力、推理能力和模型思想、應(yīng)用意識(shí)和創(chuàng)新意識(shí).而探究能力就是最為重要的成分,探究能力的高低決定著學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng)的高低.教師在教學(xué)時(shí),要善于挖掘教材和習(xí)題,它們不僅可以有效地讓學(xué)生鞏固知識(shí),同時(shí)還具有廣闊的探究空間.長(zhǎng)期堅(jiān)持,有助于讓學(xué)生逐步養(yǎng)成善于發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析和解決問(wèn)題的習(xí)慣,提升探究能力.