浅析动点问题中的函数图像论文_刘冬梅

摘要:2015年的高考已经结束了,在理科数学全国2卷中,我们看到了有关动点问题中的函数图像类型题。从历年的高考题中,此类题型时常出现。此类问题常以动点的运动来研究几何图形的变化规律,通过图像的形式体现出来。它的特点是:图形中的某个元素(如:点)按照某种规律运动,在运动过程中,引起某个其他元素的变化,从而构造出函数所对应的图像变化,并通过信息技术验证相应的结果。

关键词:动点问题;函数图像;信息技术

我们看到,有关动点问题中的函数图像类型题,通常在选择题中出现。解答此类题型,常用方法有两种:定性法和定量法。下面,笔者将列举几道近年来的高考题,说明一下这两种方法。同时,我们也可以借助信息技术来验证结果,从而说明信息技术在数学中的应用。

答案A与D,当p点与C点重合时, x=.经计算,此时PA+PB=。当p点与Q点(CD的中点)重合时,x=.经计算,此时PA+PB=。由此我们知道。故选A。

验证:

通过数学软件——几何画板的应用,具体实践如下:

1画出矩形ABCD,做出点P,连接PA,PB。2计算PA+PB:当点P与点C 重合时,PA+PB=3.21;当点P与CD中点重合时,PA+PB=2.84,由此对照确定答案A。

例2. (2014 全国1)如图,圆O的半径为1,A是圆上的定点,P是圆上的动点,角的始边为射线,终边为射线,过点作直线的垂线,垂足为,将点到直线的距离表示为的函数,则=在[0,]上的图像大致为( )

解法分析:同理,上述两法也适用于此题。

定性法:当时,过点M作MQ垂直于OP.由OP=1,得OM=cosx,PM=sinx.所以,有即 ,故f(x)的最大值为;

当时,因为P点的运动具有对称性,所以点M到OP的距离也具有对称性,关于直线x=对称,此时,当x=,f()=0。

综上,选D。

特值法:当P与点A重合时,x=0,得到y=0;

当OP与OA的夹角,x=时,M到OP的距离最大。由OP=1知,OM=,则点M到OP的距离为<1;所以,排除答案A,B;

当OP与OA垂直时,x=,此时O点与M点重合,那么,点M到OP的距离仍为0,这样就可以排除答案C。综上,选择答案D。

验证:借助于几何画板,我们把实际结果展示如下:

总结:对于动点问题中,函数图像的识别问题。若函数的图像对应的解析式不易求时,作为选择题,对于用定性法求解函数的解析式,不但方法繁琐,而且计算复杂,很容易出现失误;再次,在考场上,作为选择题也没有太多的时间去给学生解答。因此,对比上述两个方法,我们发现定量法(特值法)相对来说,更简便一些,在小题中,不但求解快速,而且准确节约时间。下面这道题,我们就选用定量法来处理。

例3.(2012 江西理)如图,已知正四棱锥所有棱长都为1,点E是侧棱上一动点,过点垂直于的截面将正四棱锥分成上、下两部分,记截面下面部分的体积为则函数的图像大致为( )

解法分析:当时,随增大,观察图形可知,单调递减,且递减的速度越来越快;当时,随增大,观察图形可知,单调递减,且递减的速度越来越慢;再观察各选项中的图象,发现只有A图象符合。故选A。当然,通过信息技术的使用也可以验证这一结果。

方法反思:解答此类问题,常用运动的观点去分析元素之间的变化规律。在运动过程中,综合运用函数知识,几何关系去解决这一问题。

定性法具体可分为三步:第一步:分析运动过程。弄清楚动点从何点出发,到何点结束,整个运动过程分为几个阶段,以及何点是特殊点;第二步:推导。即在第一步的基础上进行计算,推导出动点在不同阶段的函数解析式,并注明自变量的取值范围。同时要计算特殊点的函数值;第三步:选择。即根据函数解析式选择准确的函数图像。

定量法的应用相对简单一些,主要是要注意分析随动点的变化,图像的变化规律,例如动点的运动是否具有对称性,可以推导出图像是否具有对称性,从而排除一些错误答案。同时思考在变化过程中,图像的变化规律,是下降还是上升,以及在特殊点的所对应的函数值,从而选出正确答案。整个过程中,排除法的应用很重要,是处理这种小题的主要办法。最后笔者希望通过自己的分析,可以帮助学生更快速地处理这类问题。

论文作者:刘冬梅

论文发表刊物:《中学课程辅导.教学研究》2015年9月下供稿

论文发表时间:2015/11/16

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