讲方法 扣关键 抓本质

2024-01-30 14:29陈俊
初中生世界·九年级 2023年12期
关键词:球门射门表达式

陈俊

从“数”上看,二次函数是研究最优化问题的常用数学模型。我们常用它来研究最大面积、最大利润、最小能耗等数学问题。从“形”上看,二次函数的图像是抛物线——人们常见的曲线之一,拱桥、隧道、美丽的喷泉、铅球的投掷、跳远、跨栏等都与抛物线有关。

苏科版数学教材九年级下册第20页习题第9题:怎样平移函数y=-x2的图像,可以得到函数y=-x2-8x-7的图像?

【解析】二次项系数a相同的情况下,二次函数图像的平移,其实质就是顶点的平移。因此,解决这个问题的关键就是要抓住一个关键点——顶点。

函数y=-x2的顶点是(0,0),函数y=-x2-8x-7=-(x+4)2+9的顶点是(-4,9)。

因为点(0,0)先向左平移4个单位长度,再向上平移9个单位长度,可得到点(-4,9),所以函数y=-x2的图像也同样先向左平移4个单位长度,再向上平移9个单位长度,可得到函数y=-x2-8x-7的图像。

利用二次函数表达式确定顶点,通过顶点的平移,可以确定二次函数图像的平移。反之,利用二次函数图像的平移,可以确定顶点的平移,从而确定平移后的函数表达式。

苏科版数学教材九年级下册第37页复习巩固第14题:把二次函数y=x2+bx+c的图像向下平移1个单位长度,再向左平移5个单位长度后,所得的抛物线的顶点坐标为(-2,0)。写出原抛物线相应的函数表达式。

【解析】二次函数y=x2+bx+c的图像向下平移1个单位长度,再向左平移5个单位长度,说明顶点也发生了同样的平移。我们将平移后得到的顶点坐标(-2,0)先向上平移1个单位长度,再向右平移5个单位长度,就可以反向平移到变化前的位置(3,1)。由顶点式就可以写出原来的二次函数表达式:y=(x-3)2+1=x2-6x+10。

我们通过教材上的这两个问题,可以知道:二次项系数a相同的情况下,二次函数图像的平移,其实质就是顶点的平移。紧扣这个关键点,抓住本质,在解决更复杂的二次函数平移问题时,就会有思路和方法了。

(2023·浙江温州)一次足球训练中,小明从球门正前方8m的A处射门,球射向球门的路线呈抛物线。当球飞行的水平距离为6m时,球达到最高点,此时球离地面3m。已知球门高OB为2.44m,现以O为原点建立如图所示的直角坐标系。

(1)求抛物线的函数表达式,并通过计算判断球能否射进球门(忽略其他因素)。

(2)对本次训练进行分析,若射门路线的形状、最大高度均保持不变,则当时他应该带球向正后方移动多少米射门,才能让足球经过点O正上方2.25m处?

【解析】(1)抛物线的顶点坐标为(2,3),则我们可以设抛物线表达式为y=a(x-2)2+3。

把点A(8,0)代入,得36a+3=0,解得a=[-112]。

∴抛物线的函数表达式为y=[-112](x-2)2+3。

当x=0时,y=[83]>2.44,∴球不能射进球门。

(2)设小明带球向正后方移動m米,则移动后的抛物线为y=[-112](x-2-m)2+3。

把点(0,2.25)代入,得2.25=[-112](0-2-m)2+3。解得m1=-5(舍去),m2=1。

∴当时他应该带球向正后方移动1米射门。

函数图像是由点构成的。函数图像位置的变化,实质就是图像上点的位置的变化。因此,同学们可以通过研究点的位置变换与其坐标的变化,来研究函数图像的变换及其表达式的变化。

(作者单位:江苏省南京外国语学校方山分校)

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