☉江蘇省如皋市實驗初中 胡宏權(quán)
近年,二次函數(shù)的圖像在某一區(qū)間(定區(qū)間或動區(qū)間)取得最值的探究問題比較流行,不少地區(qū)都將其作為把關(guān)位置的壓軸題來承擔(dān)試卷區(qū)分功能.為了做好這類問題的備考復(fù)習(xí),筆者搜集了大量類似的考題,并精心構(gòu)思了一節(jié)“區(qū)間求最值”專題復(fù)習(xí)課,本文整理出來,并跟進(jìn)教學(xué)思考.
說明:這是一節(jié)二次函數(shù)的圖像在某區(qū)間的最值探究問題的專題復(fù)習(xí),素材改編自最近三年一些地區(qū)的中考試卷.
例1 已知二次函數(shù)y=(x+1)2-5.
(1)當(dāng)1≤x≤3時,分析二次函數(shù)y=(x+1)2-5的最大值與最小值;
(2)當(dāng)-5≤x≤-2時,分析二次函數(shù)y=(x+1)2-5的最大值與最小值;
(3)當(dāng)-3≤x≤0時,分析二次函數(shù)y=(x+1)2-5的最大值與最小值.
教學(xué)組織:學(xué)生在練習(xí)第(1)問時如果只是“簡單化”地把x=1、x=3分別代入二次函數(shù)求出最小值、最大值,教師需要追問“你這樣做的依據(jù)是什么”,待學(xué)生結(jié)合拋物線的增減性解釋后才能確認(rèn),并要求學(xué)生畫圖說明清楚.特別是“數(shù)形結(jié)合”的分析對于第(2)問和第(3)問的解答很有幫助.
例2在平面直角坐標(biāo)系xOy中,已知拋物線y=x2-2(k-1)x+k2-k(k為常數(shù)).若將該拋物線向右平移1個單位長度得到新拋物線,當(dāng)1≤x≤2時,新拋物線對應(yīng)的函數(shù)有最小值-,求k的值.
教學(xué)組織:這是2018年江蘇南通中考卷第26題第(3)問,有一定的難度,教學(xué)時可預(yù)設(shè)如下一些鋪墊式問題.
問題1:將原拋物線配方成“頂點式”;設(shè):拋物線
問題2:分析平移后得到的新拋物線的頂點坐標(biāo)(用含k的代數(shù)式表示);設(shè):平移后的解析式為y=(x-k)2-
追問:新拋物線的對稱軸是什么?它的頂點在一條直線上嗎?設(shè):該拋物線的對稱軸為直線x=k,它的頂點在直線
在以上三個問題的鋪墊之下,學(xué)生就可進(jìn)入分類討論,討論新拋物線的對稱軸x=k與x=1、x=2的位置關(guān)系.
綜上所述,k=1或k=3.
同類訓(xùn)練:關(guān)于x的二次函數(shù)y=x2+(1-a)x+1,當(dāng)x的取值范圍是1≤x≤3時,y在x=1時取得最大值,分析實數(shù)a的取值范圍.
預(yù)設(shè)講評:問題本質(zhì)上是“動圖像定區(qū)間”問題.如圖1,被直線x=1、x=3夾住的拋物線就是一種可能的情形,此時對稱軸為直線
接著分析對稱軸向右平移(如圖2、圖3),y在x=1時仍然取得最大值,也就是說,對稱軸為直線≥2,解得a≥5.
圖1
圖2
圖3
例3二次函數(shù)y=(x+1)2-5,當(dāng)m≤x≤n,且mn<0時,y的最小值是2m,最大值是2n,則m+n=_____.
教學(xué)組織:拋物線是確定的(固定的),結(jié)合“當(dāng)m≤x≤n,且mn<0時”,減少了分類討論的情況,只要需考慮直線x=m與對稱軸x=-1的位置關(guān)系.
教學(xué)組織:先將拋物線的解析式化為頂點式:y=-(x-m)2+2m-5.接下來分三種情況考慮:
m>2m-2,2m-5≤m≤2m-2,m<2m-5.
過程略.
點睛:本題考查了二次函數(shù)解析式的三種形式、二次函數(shù)圖像上點的坐標(biāo)特征、解一元二次方程及二次函數(shù)的最值,解題的關(guān)鍵是:利用配方法將二次函數(shù)的解析式變形為頂點式;分三種情況考慮.
同類再練:已知二次函數(shù)y=x2+mx+m2(m為常數(shù)),3m+4<0,當(dāng)x滿足m≤x≤m+2時,y有最小值13,求此時二次函數(shù)的解析式.
預(yù)設(shè)解答:分析出拋物線的對稱軸一定在直線x=m+2的右側(cè),再結(jié)合增減性分析.
中考復(fù)習(xí)或習(xí)題講評常常是主題松散、不夠聚焦,這也和選題、選資料所花時間和精力有關(guān),有時遇到一道特別欣賞的試題可能就會選入相應(yīng)的學(xué)案或試卷進(jìn)行訓(xùn)練與講評,但缺少必要的整合與整體構(gòu)思.我們認(rèn)為,中考復(fù)習(xí)既要關(guān)注初中階段各個知識點的梳理以便達(dá)到清查盲區(qū)的目的,同時在專題復(fù)習(xí)時要注意關(guān)注本地區(qū)中考命題的風(fēng)格,對于本地區(qū)中考高頻考題需要重點突破、多角度講評.比如,二次函數(shù)的圖像與定區(qū)間(動區(qū)間)的探究問題就是值得關(guān)注的一類高頻習(xí)題,很多地區(qū)都將其作為中考必考知識點.與平時零散遇到一些相關(guān)試題的訓(xùn)練與講評相比,在中考復(fù)習(xí)階段要注意開展主題復(fù)習(xí),由淺及深,對不同類型的區(qū)間最值問題進(jìn)行歸類研究、對比講評,幫助學(xué)生辨明類型、學(xué)會解題.
研讀《中學(xué)數(shù)學(xué)(初中版)》近兩年的一些中考微專題課例的一個體會是,這些課例在處理較難試題的思路講解時,都比較注意預(yù)設(shè)鋪墊式問題,這對我們一線教師很有啟示作用.如果缺少這些鋪墊式問題的熱身、啟發(fā)作用,學(xué)生往往很難直接聽懂較難題的思路是如何生成的,有時莫名其妙的一條輔助線從何而來,一個方程或算式是怎樣突然“從天而降”的,往往感到是意料之外.如果注意設(shè)計出一些鋪墊式問題,有時隨著講評和解決這些熱身問題,往往學(xué)生就能獨立獲得較難題的思路,不需要再講解較難題了,我們也就追求了“教,是為了不教”的教學(xué)境界.
為了有效反饋講評效果,在講解一些較難試題之后,設(shè)計一些同類變式問題進(jìn)行再練是非常有必要的教學(xué)舉措.從各地中考試題命題現(xiàn)狀來看,90%的試題基本上都是學(xué)生曾練習(xí)過的“原題”(或者簡單改編數(shù)據(jù)、字母,而且多數(shù)改編自教材例、習(xí)題),所以,當(dāng)前中考復(fù)習(xí)的目標(biāo)簡單一點說,只要學(xué)生把教材上例、習(xí)題都練習(xí)過關(guān),就應(yīng)該達(dá)到或接近滿分90%的考試目標(biāo).這就說明,復(fù)習(xí)題量不必追求太多,而要追求練習(xí)之后的達(dá)成率、鞏固率,所以講評一些較難試題后,跟進(jìn)同類變式問題就得到很多一線教師的認(rèn)可.當(dāng)然,難點在于有時找不到類似的問題,或者高度相似的同類題,這時教師可以對所講評試題進(jìn)行簡單的變式,讓學(xué)生再練、鞏固.從這個意義上說,有一定的命題基本功也是教師應(yīng)該修煉的重要能力之一.