☉江蘇省如皋市港城實(shí)驗(yàn)學(xué)校初中部沈爭(zhēng)光
最近一次九年級(jí)的階段調(diào)研測(cè)試中,有一道“較難考題”難住了絕大多數(shù)學(xué)生,題目如下:
較難考題:在平面直角坐標(biāo)系xOy中,已知點(diǎn)M(-1,2)、N(2,1),若拋物線y=ax2-x+2(a≠0)與線段MN有兩個(gè)不同的交點(diǎn),求a的取值范圍.
為了追求較好的講評(píng)效果,備課組經(jīng)過(guò)集體打磨,生成如下一份專題復(fù)習(xí)課案.本文整理出來(lái),供分享和研討.
例1(2016年北京,改編)在平面直角坐標(biāo)系xOy中,拋物線y=mx2-2mx+m-1與x軸的交點(diǎn)為A、B.橫、縱坐標(biāo)都是整數(shù)的點(diǎn)叫整點(diǎn).若拋物線在點(diǎn)A、B之間的部分與線段AB所圍成的區(qū)域內(nèi)(包括邊界)恰有6個(gè)整點(diǎn),結(jié)合函數(shù)的圖像,求m的取值范圍.
教學(xué)組織:預(yù)設(shè)如下問(wèn)題串,啟發(fā)學(xué)生思考.
問(wèn)題1:求該拋物線頂點(diǎn)的坐標(biāo);(預(yù)設(shè):頂點(diǎn)坐標(biāo)為(1,-1))
問(wèn)題2:當(dāng)m=1時(shí),分析線段AB上的整點(diǎn)的個(gè)數(shù).(預(yù)設(shè):3個(gè))
圖1
在這兩個(gè)問(wèn)題的引導(dǎo)之下,畫出草圖分析,
如圖1,拋物線在點(diǎn)A、B之間的部分與線段AB所圍成的區(qū)域內(nèi)(包括邊界)恰有6個(gè)整點(diǎn),可以發(fā)現(xiàn)點(diǎn)A應(yīng)該在(-1,0)與(-2,0)之間(包括(-1,0)),當(dāng)拋物線經(jīng)過(guò)(-1,0)時(shí),m=當(dāng)拋物線經(jīng)過(guò)點(diǎn)(-2,0)時(shí),m=于是可確定m的取值范圍為.教學(xué)時(shí)注意追問(wèn)學(xué)生對(duì)這里的“<”“≤”進(jìn)行辨析.另外,還可追問(wèn)學(xué)生是否可以把右側(cè)的兩個(gè)臨界點(diǎn)(3,0)與(4,0)分別代入拋物線的解析式,求出相應(yīng)的m的值.讓學(xué)生理解根據(jù)拋物線的對(duì)稱性質(zhì),它們是一致的.
變式拓展:(2018年山東濟(jì)南,改編)若平面直角坐標(biāo)系內(nèi)的點(diǎn)M滿足橫、縱坐標(biāo)都為整數(shù),則把點(diǎn)M叫作“整點(diǎn)”.例如,P(1,0)、Q(2,-2)都是“整點(diǎn)”.拋物線y=mx2-4mx+4m-2(m>0)與x軸交于A、B兩點(diǎn),若該拋物線在A、B之間的部分與線段AB所圍成的區(qū)域(包括邊界)恰有7個(gè)整點(diǎn),分析m的取值范圍.
教學(xué)預(yù)設(shè):學(xué)生獨(dú)立思考后,很快能確認(rèn)拋物線開口向上,頂點(diǎn)坐標(biāo)為(2,-2),對(duì)稱軸是直線x=2.可知點(diǎn)(2,0)、點(diǎn)(2,-1)、頂點(diǎn)(2,-2)一定會(huì)在“圍成區(qū)域”內(nèi),這樣可進(jìn)一步構(gòu)造出如圖2~圖4所示的一些草圖分析.
圖2(m=時(shí))
圖3(m=1時(shí))
圖4(m=2時(shí))
接下來(lái),根據(jù)m的值越大,拋物線的開口越小,m的值越小,拋物線的開口越大,可得到<m≤1時(shí),該函數(shù)的圖像與x軸所圍城的區(qū)域(含邊界)內(nèi)有7個(gè)整點(diǎn).要注意引導(dǎo)學(xué)生辨析“等號(hào)”添加的位置.
例2(2018年北京,改編)在平面直角坐標(biāo)系xOy中,拋物線y=ax2+bx-3a經(jīng)過(guò)點(diǎn)A(-1,0),將點(diǎn)B(0,4)向右平移5個(gè)單位長(zhǎng)度,得到點(diǎn)C.若拋物線與線段BC恰有1個(gè)公共點(diǎn),結(jié)合函數(shù)圖像,求a的取值范圍.
教學(xué)組織:預(yù)設(shè)以下問(wèn)題串,啟發(fā)學(xué)生獲得思路.
問(wèn)題1:寫出點(diǎn)B、C的坐標(biāo);(預(yù)設(shè):B(0,4)、C(5,4))
問(wèn)題2:求出拋物線的對(duì)稱軸;(預(yù)設(shè):直線x=1)
問(wèn)題3:當(dāng)拋物線與直線BC恰有1個(gè)公共點(diǎn)時(shí),分析a的值;(預(yù)設(shè):此時(shí)拋物線的頂點(diǎn)在BC上,可分析出頂點(diǎn)為(1,4),將頂點(diǎn)坐標(biāo)代入解析式中,得a-2a-3a=4,解得a=-1)
問(wèn)題4:當(dāng)拋物線開口向下時(shí),分析拋物線與線段BC的公共點(diǎn)情況(.預(yù)設(shè):0<a<-1時(shí),拋物線與線段BC沒(méi)有交點(diǎn);a=-1時(shí),拋物線與線段BC只有1個(gè)公共點(diǎn);當(dāng)-≤a<-1時(shí),拋物線與線段BC有2個(gè)公共點(diǎn);當(dāng)a<-時(shí),拋物線與線段BC只有1個(gè)公共點(diǎn))
在以上4個(gè)問(wèn)題的引導(dǎo)之下,學(xué)生再分析時(shí),就知道要分三種情形討論,分別對(duì)應(yīng)著圖5~7.
圖5
圖6
圖7
①如圖5,當(dāng)拋物線過(guò)點(diǎn)C時(shí),把點(diǎn)C的坐標(biāo)代入拋物線的解析式,解得a=;
②如圖6,當(dāng)拋物線過(guò)點(diǎn)B時(shí),把點(diǎn)B的坐標(biāo)代入拋物線的解析式,解得a=-;
③如圖7,當(dāng)拋物線的頂點(diǎn)在BC上時(shí),此時(shí)頂點(diǎn)為(1,4),代入拋物線的解析式,解得a=-1.
變式拓展:在平面直角坐標(biāo)系xOy中,已知M(-1,2)、N(2,1),若拋物線y=ax2-x+2(a≠0)與線段MN有2個(gè)不同的交點(diǎn),求a的取值范圍.
教學(xué)預(yù)設(shè):由于這道較難題多數(shù)學(xué)生都不會(huì),所以預(yù)設(shè)以下詳細(xì)講評(píng).需要分兩種情況研究.
情況1:當(dāng)a<0時(shí),拋物線開口向下,此時(shí)拋物線的對(duì)稱軸在y軸左側(cè),且經(jīng)過(guò)y軸正半軸上的定點(diǎn)(0,2),這樣,只要考慮拋物線經(jīng)過(guò)線段MN的左端點(diǎn)M(-1,2)就行了,只要經(jīng)過(guò)M點(diǎn),則右側(cè)線段MN一定會(huì)有另一個(gè)交點(diǎn)存在.把M(-1,2)的坐標(biāo)代入y=ax2-x+2中,解得a=-1.再想清只要a≤-1時(shí),拋物線的張口就很小,一定會(huì)與線段MN有2個(gè)不同交點(diǎn).
情況2:當(dāng)a>0時(shí),拋物線開口向上,這里先要考慮拋物線與直線MN有兩個(gè)不同交點(diǎn)的情況,這需要聯(lián)立它們的解析式(注意直線方程是y=-,得到關(guān)于x的一元二次方程,計(jì)算Δ>0,得a<;進(jìn)一步,再考慮線段MN的端點(diǎn),這時(shí)不需要考慮點(diǎn)M,因?yàn)辄c(diǎn)M在(0,2)的左側(cè),只要考慮線段NM的右端點(diǎn)N(2,1),代入拋物線的解析式,求出a=.故這樣綜合想清≤a<.
另外,還可借助電腦上一些繪圖軟件生成一些臨界圖形,幫助學(xué)生直觀感知上述臨界值的確定,如圖8-12.
圖8(a=0.9時(shí))
圖9(a=時(shí))
圖10(a=時(shí))
近年來(lái),“含參”函數(shù)題連續(xù)出現(xiàn)在北京、河北、福建等省級(jí)中考試題中的把關(guān)題或較難題位置,帶來(lái)強(qiáng)烈的導(dǎo)向,很多地區(qū)的中考命題都積極跟進(jìn),產(chǎn)生了很多“含參”函數(shù)考題.這類試題的特點(diǎn)就是不給圖像,需要隨著對(duì)條件的分析,選取一些特殊點(diǎn)的坐標(biāo)確定一些臨界圖形的位置,再數(shù)形結(jié)合分析出字母參數(shù)的取值范圍.在上面的復(fù)習(xí)課例中,我們不但預(yù)設(shè)了問(wèn)題串鋪墊設(shè)問(wèn),也提供了一些“臨界圖形”促進(jìn)學(xué)生更好地直觀理解.值得一提的是,提供臨界圖形要盡可能精準(zhǔn),因?yàn)橐粋€(gè)精準(zhǔn)的圖形往往能啟示解題方向、校正思路,這也是上面我們運(yùn)用電腦軟件作圖的原因,可以讓學(xué)生獲得更好的“視覺(jué)”效果.
圖11(a=-1時(shí))
圖12(a=-3時(shí))
《中學(xué)數(shù)學(xué)》(初中版)最近兩年刊發(fā)了很多中考微專題復(fù)習(xí)課,對(duì)我們的日常教學(xué)非常有幫助,這些課例文章中的教學(xué)設(shè)計(jì)詳細(xì),既有各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)的例題呈現(xiàn),又有教學(xué)預(yù)設(shè)下的具體的鋪墊設(shè)問(wèn),有些課例還提供了變式檢測(cè),是非常實(shí)用、接地氣的微專題課例,可以直接“拿來(lái)”使用.像上文中的這份習(xí)題課的教學(xué)課例一樣,也是得到相關(guān)課例文獻(xiàn)的啟示,對(duì)較難題的講評(píng)進(jìn)行了精心準(zhǔn)備,收集了同類問(wèn)題,并以題組形式歸類呈現(xiàn),漸次推進(jìn),變式拓展,通過(guò)一系列同類問(wèn)題的層層遞進(jìn),再組織學(xué)生共同思考“較難題”,起 到了較好的教學(xué)效果,一些成績(jī)中等的學(xué)生也紛紛表示能理解這道“較難題”.
在本文最后,想提及所謂的課題研究,特別是一些“高、大、上”的省、市級(jí)課題研究,普通一線教師往往“望而卻步、敬而遠(yuǎn)之”.像本文這樣從日常教學(xué)中較難題的講評(píng)出發(fā),檢索、搜集同類題組,并構(gòu)思成主題聚焦的微專題教學(xué),想來(lái)不但是我們力所能及的,而且能切實(shí)解決教學(xué)現(xiàn)實(shí)問(wèn)題,這大概也是值得我們重視的“手邊課題”吧.