数学选择题在命制时便考虑到的思维的特殊性,通常解法有正面推导、代入答案、排除法等,全部掌握需要一定时间,只有多做题,才能慢慢领悟这些方法的妙用,下面用一道二次函数选择题来说明利用数形结合巧解选择题。

数形结合,巧解二次函数选择题

如图,抛物线y=ax²+bx+c(a≠0)过点(1,0)和(0,-2),且顶点在第三象限,设P=a-b+c,则P的取值范围是( )A.-4<P<0 B.-4<P<-2 C.-2<P<0 D.-1<P<0

数形结合,巧解二次函数选择题

从学生完成过程中的思维活动来看,基本上拿到此题,都能将两个点坐标代入函数解析式,从而得到a+b+c=0和c=-2这两个结论,更进一步的结果是a+b=2,然后就由顶点在第三象限想到顶点坐标均为负数,想到列两个不等式,然后……就没有然后了,全开始卡壳。本题是一道选择题,所以解析法用在它身上无疑是会花费大量时间的,因此我们得认真观察图形,结合我们所学的二次函数的图象特征来分析它:

第一个要关心的是它的开口方向,由图中可知,此时开口向上,顶点在第三象限,想像一下函数开口变大,那么a值应该变小,最小可以变成多少呢?当a值小到接近0时,二次函数图象会接近一条直线(经过上述那两个已知点),顶点若在这条直线下方,那么开口方向就不再向上了,而变成向下,此时顶点就不在第三象限了;继续刚才的想像,开口变小,那么a值应该变大,最大能变成多少呢?当a值变大时,其对称轴会接近y轴,顶点也接近y轴,由于第三象限的限制,故此它的顶点最多只能接近(0,-2)。

基于以上两个数形结合的动态想像(此时不宜演示给学生看动画),开始我们的解析:将函数解析式化为y=ax²+(2-a)x-2,考虑它变化的两个极限情况,当二次函数成为一条直线(一次函数)时,a=0,解析式为y=2x-2;当顶点在(0,-2)时 ,2-a=0,a=2,解析式为y=2x²-2;

最后再来看P=a-b+c,这个式子是点(-1,a-b+c)的纵坐标,理解为当横坐标为-1时二次函数的函数值。将x=-1分别代入上面的两个函数解析式,分别计算出P=-4和P=0,所以范围是-4<P<0

最后放一个动画截图,显示了二次函数图象当a变化时图象的轨迹,帮助学生来完成理解。

数形结合,巧解二次函数选择题