一道好题5种解法,破解初中数学二次函数面积最值问题
二次函数是初中数学的难点,更是全国各地中考数学的压轴题,知识综合性强,能力要求高,教与学常常心有余而力不足,让人欲罢不能。而二次函数的大题中常常考察面积最值问题。本文选取一道典型好题(第3问),提供5种精彩解法,力图对师生朋友教学有所启发。
解:第(1)问,没啥难度,代入B(4,0),求出a=-0.5即可。
第(2)问,揣摩命题人的意图,结合题目中直观图形预判ABC可能是直角三角形,如此ABC的外接圆圆心应该就是线段AB的中点(1.5,0)。有了这个思路引领,“先猜想+后证明”根据第一问求出的解析式,令y=0计算出A(-1,0).再根据OA:OC=OC:ON=1:2,可以得到AOC∽COB,显然属于初中几何基本图形“子母三角形”,从而“正式”证明出ABC是直角三角形,ABC的外接圆圆心就是它的斜边线段AB的中点(1.5,0)。
第(3)问,教学中学生普遍感觉较难,但是本题呈现自然,毫无突兀感,属于“必须”要会做并得到分的目标题目。所以本文重点讲解这一问,在此提供5种解法,精彩马上呈现!
方法1:计算三角形面积,我们优先找底找高,面积是底高乘积的一半。由OB=4,OC=2,可以算出BC长,不妨把BC当成底来计算,那么高MD越大MBC的面积就越大,MD最大MBC面积也最大。何时MD最大呢?考虑到MD是点M到直线BC的距离,“平行线之间距离处处相等”过M点作BC的平行直线l,当l与抛物线只有一个公共点时,MD最大,而此时联立抛物线解析式和直线l的解析式,令根判别式为0即可求解。如图
方法2:铅垂法。基于割补思想推导出来的三角形面积公式=水平宽×铅锤高÷2.如下图,本题水平宽可为BO,铅垂高为MD.如图
方法3:割补法。因为BOC面积不变,所以求MBC面积最大值,也相当于求四边形BOCM面积最大值(先补),而连接MO就可以分割成两块容易计算的三角形面积(后割),如图
方法4:化斜为直,利用相似。如图(计算参考法2)
方法5:精妙结论,M的横坐标等于B和C的横坐标之和的平均数!!!这么精彩的结论,如果用初中知识去证明未免粗俗野蛮,大煞风景顿失美感。而用高中导数方法几乎可以秒杀,有幸读到本文的初中生小朋友可以存留这个问题,待到你们上高中学过导数后“朝花夕拾”今天我提供的绝妙解法5.如图
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