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【摘 要】二次函数不仅是初中数学的重中之重,同时二次函数与高中知识的交汇也是高考的重点和难点之一。二次函数在函数概念与性质的引入、指数与对数函数的复合函数、三角函数、一元二次不等式、数列等多个知识点中都扮演着重要的角色。
【关键词】二次函数;高中数学;初中数学
【中图分类号】G633.6 【文献标识码】A 【文章编号】1671-8437(2019)10-0163-02
能顺利考入高中的学生初中阶段通常都较为优异,但在进入高中学习一段时间后,他们普遍会感觉到高中数学更难以理解和学习,就连他们曾经熟悉的二次函数都变得陌生,产生心理落差,导致成绩产生起伏。其实,二次函数不仅是初中数学的重点,在高中数学中也举足轻重的作用,它不仅初期对函数概念引入及性质学习的过程会用到,且在指数与对数函数、三角函数、一元二次不等式、数列等知识点中也都至关重要。笔者在研读了部分初高中教学衔接教材之后很受启发,结合高中数学教学,探讨的二次函数在高中数学中的应用。
1 利用二次函数图象引入函数概念和性质——形象直观
高中数学中,函数的概念是这样阐述的:设A,B是非空的数集,如果按照某种确定的对应关系,使对于集合A中的任意一个数,在集合B中都有唯一确定的数和它对应,那么就称:A→B为从集合A到集合B的一个函数。函数的概念描述繁芜抽象,高一学生对此定义理解较慢,如果辅以他们熟悉的二次函数图象便会更为直观。若再举几个反例,效果更佳。除此之外,在讲到函数的单调性和奇偶性的时候,二次函数的图象也是不可多得的经典例子。
2 利用二次函数解决对数函数的复合问题——化繁为简
对于常见的对数函数中有关定义域、值域以及单调性问题,学生能够比较熟练地解决,但对数函数常和其它函数(特别是与二次函数复合)同时出现,解决这类比较复杂的问题,关键是抓住其基本性质,将问题化繁为简。在考虑这类复合函数问题的时候,要仔细分析内外层函数的定义域和值域,尤其是复合后的定义域和值域的变化。
例1:设不等式2(log)2+9(log)+9≤0的解集为A,求当∈A时函数=(log2)(log2)的最值。
解析:由条件可求出,则=(log2-1)(log2-3)就可以看成关于log2的二次函数,令t=log2,则。
此时要注意新函数的定义域,∵2≤≤8,
∴≤log2≤3,即≤t≤3,
进而求得,。
例2:已知函数;
(1)若定义域为R,求t的取值范围。(2)若值域为R,求t的取值范围。
解析:这是一个由对数函数与二次函数复合而成的“对数型函数”的问题,由对数函数及二次函数的图象与性质不难得到。前者是当取任意实数时,二次函数的值恒为正数,故应有△<0;而后者是要求在复合函数的定义域内,二次函数的值域是,故应有△≥0.在处理这类问题时,我们要抓住关键,将问题转化到熟悉的形式进行解决。答案:(1)。(2)或。
3 利用二次函数解决特殊三角函数式——拨云见日
三角函数是初等函数中的一类,公式繁多,应用灵活,往往令学生挠头。但若能将一些特殊三角函数式与二次函数结合,就会峰回路转,找到思路。
例3:求函数的最值。
分析:本题可设再借助关系将也用t表示,从而可将原函数转化为关于的二次函数求最值
问题。
4 利用二次函数的图象解一元二次不等式问题——信手拈来
一元二次方程,一元二次不等式,二次函数的关系就如同孪生兄弟,二次函数图象的开口与交点决定了一元二次方程的根,也决定了一元二次不等式的解集。
例4:对于任意实数,不等式都成立,试求m的取值范围。
解:由题意得不等式组:
解得m>5,即对于任意实数,当m>5时,原不等式都成立。
評析:通过二次函数图象可知,函数开口向上并且与x轴没有交点,由此可根据二次函数的判别式解决此题。
5 巧用二次函数图象讨论等差数列求和问题——深入浅出
数列是一类定义在正整数集或它的有限子集上的特殊函数,同时数列和函数的结合也是当今高考命题的重点与热点,其中等差数列作为高考高频考点常常需要用
到二次函数知识。如等差数列前n项和公式,经过化简得Sn=,
此公式可以看做n的二次函数(当d≠0时),且常数项为0,故此式可以写成=,在等差数列前n项和有关问题很难入手时,我们就可以尝试联系二次函数的性质与图象,使问题轻松解决。
例5:设等差数列的前n项和为Sn,已知a3=12,S12>0,S13<0,请问S1,S2…Sn中哪一个值最大,并说明理由。
解:因为是关于几何的二次函数,d<0,S12>0,S13<0,Sn=的图象如图1所示,抛物线过(0,0)点,不妨设另一交点为(m,0),则12 例6:在等差数列{an}中,Sn是其前n项和,公差d≠0,m≠n.若Sm=Sn,则Sm+n=____
解:由=可知:
Sn是关于n的二次式,且无常数项,
令=,则=0,而,
即,则=为此二次函数的对称轴(图2),所以,即Sm+n=0.
注:此题虽然解题思路较多,但是我们从中不难发现,利用二次函数图象的对称性解题最为直观简便。
本文通过对二次函数与其他知识综合应用的论述,利用了二次函数的图像和性质,使复杂问题简单化,抽象问题具体化,促进学生提高对数学的兴趣,开拓学生的解题思路,训练学生掌握解题方法,同时培养学生的形象思维与空间想象能力。
【关键词】二次函数;高中数学;初中数学
【中图分类号】G633.6 【文献标识码】A 【文章编号】1671-8437(2019)10-0163-02
能顺利考入高中的学生初中阶段通常都较为优异,但在进入高中学习一段时间后,他们普遍会感觉到高中数学更难以理解和学习,就连他们曾经熟悉的二次函数都变得陌生,产生心理落差,导致成绩产生起伏。其实,二次函数不仅是初中数学的重点,在高中数学中也举足轻重的作用,它不仅初期对函数概念引入及性质学习的过程会用到,且在指数与对数函数、三角函数、一元二次不等式、数列等知识点中也都至关重要。笔者在研读了部分初高中教学衔接教材之后很受启发,结合高中数学教学,探讨的二次函数在高中数学中的应用。
1 利用二次函数图象引入函数概念和性质——形象直观
高中数学中,函数的概念是这样阐述的:设A,B是非空的数集,如果按照某种确定的对应关系,使对于集合A中的任意一个数,在集合B中都有唯一确定的数和它对应,那么就称:A→B为从集合A到集合B的一个函数。函数的概念描述繁芜抽象,高一学生对此定义理解较慢,如果辅以他们熟悉的二次函数图象便会更为直观。若再举几个反例,效果更佳。除此之外,在讲到函数的单调性和奇偶性的时候,二次函数的图象也是不可多得的经典例子。
2 利用二次函数解决对数函数的复合问题——化繁为简
对于常见的对数函数中有关定义域、值域以及单调性问题,学生能够比较熟练地解决,但对数函数常和其它函数(特别是与二次函数复合)同时出现,解决这类比较复杂的问题,关键是抓住其基本性质,将问题化繁为简。在考虑这类复合函数问题的时候,要仔细分析内外层函数的定义域和值域,尤其是复合后的定义域和值域的变化。
例1:设不等式2(log)2+9(log)+9≤0的解集为A,求当∈A时函数=(log2)(log2)的最值。
解析:由条件可求出,则=(log2-1)(log2-3)就可以看成关于log2的二次函数,令t=log2,则。
此时要注意新函数的定义域,∵2≤≤8,
∴≤log2≤3,即≤t≤3,
进而求得,。
例2:已知函数;
(1)若定义域为R,求t的取值范围。(2)若值域为R,求t的取值范围。
解析:这是一个由对数函数与二次函数复合而成的“对数型函数”的问题,由对数函数及二次函数的图象与性质不难得到。前者是当取任意实数时,二次函数的值恒为正数,故应有△<0;而后者是要求在复合函数的定义域内,二次函数的值域是,故应有△≥0.在处理这类问题时,我们要抓住关键,将问题转化到熟悉的形式进行解决。答案:(1)。(2)或。
3 利用二次函数解决特殊三角函数式——拨云见日
三角函数是初等函数中的一类,公式繁多,应用灵活,往往令学生挠头。但若能将一些特殊三角函数式与二次函数结合,就会峰回路转,找到思路。
例3:求函数的最值。
分析:本题可设再借助关系将也用t表示,从而可将原函数转化为关于的二次函数求最值
问题。
4 利用二次函数的图象解一元二次不等式问题——信手拈来
一元二次方程,一元二次不等式,二次函数的关系就如同孪生兄弟,二次函数图象的开口与交点决定了一元二次方程的根,也决定了一元二次不等式的解集。
例4:对于任意实数,不等式都成立,试求m的取值范围。
解:由题意得不等式组:
解得m>5,即对于任意实数,当m>5时,原不等式都成立。
評析:通过二次函数图象可知,函数开口向上并且与x轴没有交点,由此可根据二次函数的判别式解决此题。
5 巧用二次函数图象讨论等差数列求和问题——深入浅出
数列是一类定义在正整数集或它的有限子集上的特殊函数,同时数列和函数的结合也是当今高考命题的重点与热点,其中等差数列作为高考高频考点常常需要用
到二次函数知识。如等差数列前n项和公式,经过化简得Sn=,
此公式可以看做n的二次函数(当d≠0时),且常数项为0,故此式可以写成=,在等差数列前n项和有关问题很难入手时,我们就可以尝试联系二次函数的性质与图象,使问题轻松解决。
例5:设等差数列的前n项和为Sn,已知a3=12,S12>0,S13<0,请问S1,S2…Sn中哪一个值最大,并说明理由。
解:因为是关于几何的二次函数,d<0,S12>0,S13<0,Sn=的图象如图1所示,抛物线过(0,0)点,不妨设另一交点为(m,0),则12
解:由=可知:
Sn是关于n的二次式,且无常数项,
令=,则=0,而,
即,则=为此二次函数的对称轴(图2),所以,即Sm+n=0.
注:此题虽然解题思路较多,但是我们从中不难发现,利用二次函数图象的对称性解题最为直观简便。
本文通过对二次函数与其他知识综合应用的论述,利用了二次函数的图像和性质,使复杂问题简单化,抽象问题具体化,促进学生提高对数学的兴趣,开拓学生的解题思路,训练学生掌握解题方法,同时培养学生的形象思维与空间想象能力。