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联系,就是事物之间以及事物内部诸要素之间的相互影响、相互制约和相互作用的关系。初中阶段函数的学习包含一次函数、反比例函数和二次函数。如果我们能积极运用联系的观点来学习二次函数,必将取得事半功倍的效果。
一、“二次函数”的学习内容
从一次函数以及反比例函数的学习来看,学习一种新的函数大致包括以下内容:(1)函数的概念;(2)函数的图像与性质;(3)函数与相应方程的联系;(4)用函数解决实际问题。“二次函数”的学习也是从以上几个方面展开的。我们了解了二次函数的学习内容就相当于知道了“到哪里去”,否则我们的学习内容将是零碎的,不知道知识展开的一般思路。
二、“二次函数”的学习路径
二次函数的概念形成,也是像一次函数、反比例函数一样,通过具体的实例,经历归纳、抽象、概括等过程(如例1),同时我们也感受到二次函数是描述现实世界中变化规律的数学模型。
例1 填空:(1)一粒石子投入水中,激起的波纹不断地向外扩展,扩大的圆的面积S与半径r之间的函数关系式是 ;
(2)用16m长的篱笆围成一个长方形的封闭围栏,围栏的面积y(m2)与长方形的长x(m)之间的函数关系式为 ;
(3)要给一个边长为x (m)的正方形实验室铺设地板,已知某种地板的价格为每平方米240元,踢脚线价格为每米30元,如果其他费用为1000元,那么总费用y(元)与x(m)之间的函数关系式是 。
【评析】通过观察、比较,概括出上述函数关系式的共同之处,进而引出二次函数的概念。
二次函数的图像与性质的学习,也是经历先由函数关系式猜想出其性质,然后画出函数图像,进一步完善函数的性质,并借助图像直观感受到二次函数的一系列性质,体会到数形结合的思想。
例2 请你说说函数y=2x2具有哪些性质?
【评析】首先通过关系式发现,2>0,无论x取何值,总有x2≥0,所以y≥0;由于字母x的指数为2,所以x取互为相反数的两个数时,其函数值相等,进一步分析可知函数图像具有对称性。然后通过画函数图像,借助图像获得更多函数的性质。
类似于一次函数,二次函数与一元二次方程的联系,也是从表达式和图像两个角度来理解的。从关系式看,一元二次方程ax2+bx+c=0 的解就是二次函数y为0时,自变量x的取值;从二次函数的图像看,一元二次方程ax2+bx+c=0 的解就是二次函数的图像与 x轴交点的横坐标。当然,借助二次函数的图像可以理解ax2+bx+c>0或ax2+bx+c<0的意义。
例3 函数y=ax2+bx+c的图像如图1所示,那么关于x的方程ax2+bx+c-4=0的根的情况是( )。
<E:\初中生\9年级语文\黄秀旺-1.tif>
图1
A.有两个相等的实数根
B.有两个异号的实数根
C.有两个不相等的实数根
D.没有实数根
【评析】根据抛物线的顶点的纵坐标为4,判断方程ax2+bx+c-4=0的根的情况即是判断函数y=ax2+bx+c的图像与过点(0,4)且与x轴平行的直线的交点情况。
例4 如图2是二次函数y=ax2+bx+c的部分图像,由图像可知不等式ax2+bx+c<0的解集为( )。
A.x<-1或x>5 B.x>5
C.-1 <E:\初中生\9年级语文\黄秀旺-2.tif>
图2
【评析】由图像可知对称轴是过点(2,0)且与y轴平行的直线,与x轴一个交点是(5,0),则另一个交点为(-1,0),结合函数图像即可求得ax2+bx+c<0的解集。
运用二次函数解决实际问题,也与一次函数、反比例函数类似,根据实际问题中的相等关系,建立函数关系式,然后利用函数的性质解决问题。
当了解了“二次函数”的学习路径时,我们不仅知道“到哪里去”,更知道“怎么到那里”。从中领悟到研究函数的方法,有利于提升探究能力,发展数学学科素养。
以上我们更多看出二次函数与一次函数、反比例函数之间的类似之处或相同之处,但联系的观点并不仅仅是相似,也有不同之处。接下来重点交流“二次函数的图像与性质”。
三、“二次函数的图像与性质”的深思考
许多同学会脱口而出“列表、描點、连线”,我不禁想问,对二次函数来说,怎么列表(列表指表中给出一些自变量的值及其对应的函数值,下同)呢?现在想想看,因为一次函数的图像是直线,所以列表时即使随意也没有关系。而二次函数的图像不是直线,所以列表就没有那么“随意”了。那该怎么办呢,我想最好的办法是尝试,只要几位同学一起尝试,相信对画二次函数图像之前的列表这一步就会感到困惑,这样的困惑就是一种宝贵的学习财富。尝试之后我们发现,二次函数的图像是轴对称图形,所以回头反思,列表是在认识图像是轴对称图形之下的理性作为,而不可以“任性”。
那连线呢?毫无疑问,连线不是用直尺连接两个点。从一次函数到反比例函数,大家在“连线”这步是有体会的。同样,对于二次函数,连线就是用平滑的曲线顺次连接各点,它的图像是“曲线”,我们称为抛物线。
例5 画出函数y=-x2+1的图像。
【评析】画二次函数的图像的一般步骤是列表、描点、连线。其中列表是关键,通过关系式明晰了图像的顶点坐标、图像的对称性,在此认识下的“列表”才是明智之举。如本例的列表:
[x … -3 -2 -1 0 1 2 3 … y … … ]
通过二次函数的图像,我们发现二次函数有许多性质,比如,图像是轴对称图形,图像的开口方向因a的符号而不同,图像有最低点或最高点,在对称轴的左右两边函数y与自变量x的变化情况不同。这些性质与一次函数、反比例函数的性质不同,但观察图像的视角有相似之处,所以我们在探究二次函数的图像与性质时,既要借助一次函数、反比例函数来联想,也要知道它们之间的不同之处。
总之,只要我们善于用联系的观点看二次函数的学习,我们就可以对函数这一知识板块有整体的认识。我们不仅习得与二次函数相关的知识与方法,更能提升我们探究函数的能力,乃至提升我们探究数学的能力。
(作者单位:江苏省南京市江宁区教学研究室)
一、“二次函数”的学习内容
从一次函数以及反比例函数的学习来看,学习一种新的函数大致包括以下内容:(1)函数的概念;(2)函数的图像与性质;(3)函数与相应方程的联系;(4)用函数解决实际问题。“二次函数”的学习也是从以上几个方面展开的。我们了解了二次函数的学习内容就相当于知道了“到哪里去”,否则我们的学习内容将是零碎的,不知道知识展开的一般思路。
二、“二次函数”的学习路径
二次函数的概念形成,也是像一次函数、反比例函数一样,通过具体的实例,经历归纳、抽象、概括等过程(如例1),同时我们也感受到二次函数是描述现实世界中变化规律的数学模型。
例1 填空:(1)一粒石子投入水中,激起的波纹不断地向外扩展,扩大的圆的面积S与半径r之间的函数关系式是 ;
(2)用16m长的篱笆围成一个长方形的封闭围栏,围栏的面积y(m2)与长方形的长x(m)之间的函数关系式为 ;
(3)要给一个边长为x (m)的正方形实验室铺设地板,已知某种地板的价格为每平方米240元,踢脚线价格为每米30元,如果其他费用为1000元,那么总费用y(元)与x(m)之间的函数关系式是 。
【评析】通过观察、比较,概括出上述函数关系式的共同之处,进而引出二次函数的概念。
二次函数的图像与性质的学习,也是经历先由函数关系式猜想出其性质,然后画出函数图像,进一步完善函数的性质,并借助图像直观感受到二次函数的一系列性质,体会到数形结合的思想。
例2 请你说说函数y=2x2具有哪些性质?
【评析】首先通过关系式发现,2>0,无论x取何值,总有x2≥0,所以y≥0;由于字母x的指数为2,所以x取互为相反数的两个数时,其函数值相等,进一步分析可知函数图像具有对称性。然后通过画函数图像,借助图像获得更多函数的性质。
类似于一次函数,二次函数与一元二次方程的联系,也是从表达式和图像两个角度来理解的。从关系式看,一元二次方程ax2+bx+c=0 的解就是二次函数y为0时,自变量x的取值;从二次函数的图像看,一元二次方程ax2+bx+c=0 的解就是二次函数的图像与 x轴交点的横坐标。当然,借助二次函数的图像可以理解ax2+bx+c>0或ax2+bx+c<0的意义。
例3 函数y=ax2+bx+c的图像如图1所示,那么关于x的方程ax2+bx+c-4=0的根的情况是( )。
<E:\初中生\9年级语文\黄秀旺-1.tif>
图1
A.有两个相等的实数根
B.有两个异号的实数根
C.有两个不相等的实数根
D.没有实数根
【评析】根据抛物线的顶点的纵坐标为4,判断方程ax2+bx+c-4=0的根的情况即是判断函数y=ax2+bx+c的图像与过点(0,4)且与x轴平行的直线的交点情况。
例4 如图2是二次函数y=ax2+bx+c的部分图像,由图像可知不等式ax2+bx+c<0的解集为( )。
A.x<-1或x>5 B.x>5
C.-1
图2
【评析】由图像可知对称轴是过点(2,0)且与y轴平行的直线,与x轴一个交点是(5,0),则另一个交点为(-1,0),结合函数图像即可求得ax2+bx+c<0的解集。
运用二次函数解决实际问题,也与一次函数、反比例函数类似,根据实际问题中的相等关系,建立函数关系式,然后利用函数的性质解决问题。
当了解了“二次函数”的学习路径时,我们不仅知道“到哪里去”,更知道“怎么到那里”。从中领悟到研究函数的方法,有利于提升探究能力,发展数学学科素养。
以上我们更多看出二次函数与一次函数、反比例函数之间的类似之处或相同之处,但联系的观点并不仅仅是相似,也有不同之处。接下来重点交流“二次函数的图像与性质”。
三、“二次函数的图像与性质”的深思考
许多同学会脱口而出“列表、描點、连线”,我不禁想问,对二次函数来说,怎么列表(列表指表中给出一些自变量的值及其对应的函数值,下同)呢?现在想想看,因为一次函数的图像是直线,所以列表时即使随意也没有关系。而二次函数的图像不是直线,所以列表就没有那么“随意”了。那该怎么办呢,我想最好的办法是尝试,只要几位同学一起尝试,相信对画二次函数图像之前的列表这一步就会感到困惑,这样的困惑就是一种宝贵的学习财富。尝试之后我们发现,二次函数的图像是轴对称图形,所以回头反思,列表是在认识图像是轴对称图形之下的理性作为,而不可以“任性”。
那连线呢?毫无疑问,连线不是用直尺连接两个点。从一次函数到反比例函数,大家在“连线”这步是有体会的。同样,对于二次函数,连线就是用平滑的曲线顺次连接各点,它的图像是“曲线”,我们称为抛物线。
例5 画出函数y=-x2+1的图像。
【评析】画二次函数的图像的一般步骤是列表、描点、连线。其中列表是关键,通过关系式明晰了图像的顶点坐标、图像的对称性,在此认识下的“列表”才是明智之举。如本例的列表:
[x … -3 -2 -1 0 1 2 3 … y … … ]
通过二次函数的图像,我们发现二次函数有许多性质,比如,图像是轴对称图形,图像的开口方向因a的符号而不同,图像有最低点或最高点,在对称轴的左右两边函数y与自变量x的变化情况不同。这些性质与一次函数、反比例函数的性质不同,但观察图像的视角有相似之处,所以我们在探究二次函数的图像与性质时,既要借助一次函数、反比例函数来联想,也要知道它们之间的不同之处。
总之,只要我们善于用联系的观点看二次函数的学习,我们就可以对函数这一知识板块有整体的认识。我们不仅习得与二次函数相关的知识与方法,更能提升我们探究函数的能力,乃至提升我们探究数学的能力。
(作者单位:江苏省南京市江宁区教学研究室)