以函数典型题观中考

2015-11-03 05:59江苏省南通市通州区川港中学张建群
中学数学杂志 2015年2期
关键词:出水管进水管综合题

☉江苏省南通市通州区川港中学 张建群

以函数典型题观中考

☉江苏省南通市通州区川港中学张建群

本文将以综合题为例,旨在抛砖引玉,谈谈与函数相关的综合题的解题方法以及相关题目的分析方法.

一、一次函数常见综合题

图1

例1有甲、乙两个容器,均装有进水管和出水管.初始时,两个容器同时只开进水管,8分钟时,甲容器关闭进水管,打开出水管;到16分钟时,再打开进水管,此时进水管与出水管同时打开,既进水又出水;到28分钟时,同时关闭两个容器中的所有水管.两容器中的各种水管每分钟的进水量和出水量均为常数,容器内的水量y(升)与时间x(分)之间的函数关系式如图1所示,解答下列问题.

(1)甲容器的进水管每分钟进水______升,出水管每分钟出水______升.

(2)求乙容器内的水量y与时间x的函数关系式.

(3)求从初始时刻到两容器最后一次水量相等时所需要的时间.

分析:这是一道典型的考查一次函数的题型.通过图像可以看出,在一定范围内,y与x刚好能构成一次函数的关系.由已知可得到在甲容器中进行了多次变换操作,因此对甲的分析可以先分段,在特定的时间段进行分析.

在第一问中,求甲容器的进水速度和出水速度,只需要得到一定时间内的进水量或出水量,就可以利用水量与时间的比来得出进出水的速度.从原题中“两个容器同时只开进水管”,此时,甲容器只开进水管直至第8分钟,对应的图像中,我们可以看到,x轴上的时间为8分钟时对应的y值水量为40升,那么进水速度就是每分钟5升.同样的道理,求甲容器中出水管出水的速度,则根据图中8分钟至16分钟时,关闭了进水管,只开出水管,这段时间内的水量变化及时间,得出出水量为(40-20)升,所耗时间为(16-8)分,出水速度为每分钟2.5升.

在第二问中,要求的是乙容器中水量y与时间x的函数关系式,可以直接使用待定系数法,从图中找到相应的点,容器中原有10升水,5分钟时有15升水,代入求解.

设乙容器内水量y与时间x的函数关系式为y=kx+ b(k≠0).

所以y=x+10.

在第三问中,由图像可知:两个容器最后一次水量相等是在16至28分钟之间,此时甲容器的状态是进水管与出水管都打开了,每分钟的进水量为2.5升.在16至28分钟之间,甲容器中水量y与时间x的关系式为y=2.5x+b,把点(16,20)代入,得b=-20.所以y=2.5x-20.要求两容器水量相等时的时间,可以令这两个函数的y相等,直接求出x.即x+10=2.5x-20,解得x=20.也就是在20分钟时,两容器内的水量相等.

总结:这是一种结合函数图像综合考查的一次函数题型,是一种非常典型的问题.在解决这类问题的时候,最重要的就是结合题目中的已知,充分挖掘出图像中的信息,把函数图像中隐含的所有信息找出来,明确图像中不同线段所表示的意义.能把图像看懂,就可以说大致上没有问题了.而在看图的时候,也一定要养成良好的习惯,先确定x轴和y轴分别表示什么,再结合已知条件细心研究图像.

二、反比例函数常见综合题

例2如图2所示,在平面直角坐标系中,直线y=-2x+2与x轴、y轴分别相交于点A、B.四边形ABCD是正方形,双曲线y=在第一象限经过点D.

图2

(1)求双曲线表示的函数解析式.

(2)将正方形ABCD沿x轴向左平移______个单位长度时,点C的对应点C′恰好落在(1)中的双曲线上.

分析:反比例函数相对来说还是比较简单的,因此常与其他的相关知识点结合在一起考查,在考试中常常会考查k值的求解方法.

第一问直接是求反比例函数的解析式,也就是要求出k的值,我们知道,k=xy,也就是求出双曲线上任一点的坐标即可求出函数的解析式.如图2,D点在双曲线上,可以先求出D点的坐标.

先过点D作DE⊥x轴于点E.

由四边形ABCD是正方形,得∠BAD=90°,AB=AD.

由∠BAO+∠DAE=90°,∠BAO+∠ABO=90°,得∠ABO=∠DAE.

又∠AOB=∠AED=90°,AB=AD,则△AOB≌△DEA.则DE=OA,AE=BO.

根据直线y=-2x+2与x轴、y轴分别相交于点A、B,容易得到A(1,0)、B(0,2),即OA=1,OB=2.则DE=1,OE=3,即点D(3,1).

在第二问中,同理可知点C的纵坐标为3,横坐标为2,当点C′恰好落在(1)中的双曲线上时,此时x对应的值为1,也就是由原来的位置向左移动一个单位即可.其实这个问题重点在于求出点C的坐标,其他方面倒是更简单一些.

总结:在反比例函数问题中,k的值可以说是一个必考点,学生在平时的学习中要能够理解k值并灵活地运用.在很多题目中k值还表示对应图形的面积,这点也是要多加留心的.

三、二次函数常见综合题

图3

例3如图3,将抛物线l1:y=-x2平移得到抛物线l2,且l2经过O(0,0)和点A(4,0).l2的顶点为点B,它的对称轴与l1相交于点C,设l1、l2与BC围成的阴影部分面积为S.解答下列问题.

(1)求l2表示的函数解析式及它的对称轴、顶点坐标.

(2)求点C的坐标,并直接写出S的值.

分析:第一问中考查的是二次函数的基础知识,首先是求二次函数的解析式.平移后的二次函数图像的开口方向和开口大小是不变的;同时抛物线经过原点,也就是c=0,所以我们可以设抛物线l2的解析式为y= -x2+bx,这里直接把另一个点(4,0)代入函数解析式中,得:-16+4b=0⇒b=4.函数的解析式为:y=-x2+4x.

要求出函数的顶点坐标及对称轴,可以用公式直接代入计算,也可以利用配方法来求出h和k,这两种方式实质上也是一样的.在这里,我们对函数进行配方,得y=-(x-2)2+4,可以看到,抛物线l2的对称轴为直线x=2,顶点B的坐标为(2,4).

第二问中,C点刚好在抛物线的对称轴上,也就是x=2,代入计算得到C点的坐标为(2,-4),那么S=8.

对于第三问,存在满足题意的点P.

设直线AC表示的函数解析式为y=k1x+b1(k1≠0),把(4,0)、(2,-4)代入到函数解析式中,得解得所以y=2x-8.

设点P的坐标为(m,2m-8),则S△POA=

△POAm=5,则2m-8=2.所以点P的坐标为(5,2).

综上所述,点P的坐标为(5,2)或(3,-2).

总结:在二次函数的综合题中,一般会考查基础知识和其他综合性的知识,像这道题中,既考查了求解析式、顶点坐标及对称轴,又考查点是否存在的问题.这是一类非常典型的二次函数综合题.考生们一定要对相关的知识熟练掌握并能够灵活运用到解题当中.

从上面三道例题不难看出,中考对函数的考查是重中之重,无论是什么类型的函数,都可以命制综合题,题型的结构和模式不管怎么变,考查的知识点是不变的.学生们在备考的时候必须要从基础抓起,把基础知识掌握牢固了,解题时才会有更加灵活的思维.

1.张仲义.浅谈二次函数在中考题中的综合运用[J].新课程学习(中),2013(8).

2.刘勇华.例谈中考动态题中图形面积与运动变量的函数关系[J].中学时代(理论版),2013(8).

3.唐星.点击中考反比例函数问题[J].中小学数学(初中版),2013(7).

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