跳出问题看问题——以一道二次函数综合题为例

很多时候数学题的困难在于我们没能有效地抓住问题的核心要素,发现问题考察的本质,进而得到解决问题的方法。题目的条件只是表象,条件背后如何去运用是关键,我们需要跳出问题去看问题。下面以一个例子说明。
例:如图,抛物线y=-x²+2x+3与x轴交于A、B两点,与y轴交于C,顶点为D。设P为x轴上一点,∠DAO+∠DPO=∠α,当tan∠α=4时,求点P的坐标。
分析:本题是一道二次函数的综合题,但事实上运用二次函数的内容有限,仅仅在求A、B、C、D四点坐标时有所运用,而求解P点坐标毫无疑问需要用到题中所给的条件,也即∠α的正切值,这就需要构造直角三角形才能加以利用。故而本题是一道典型地披着二次函数外衣的几何、三角函数综合题。
乍一看本题所给的条件∠DAO+∠DPO=∠α,tan∠α=4,直接的想法就是两角和的正切公式,但如何运用初中的方法去解决,这是问题。本题中要求点P的坐标,由于点P在x轴上,而A、B、C、D、O都是已知点,tan∠DAO也就是已知的,为2,如若能求出tan∠DPO,则点P的坐标也就出来了。
刚才谈到既然要求tan∠DPO,那就要构造直角三角形,而如果我们的眼界只盯着题目所给的图,我们是很难去解决这个问题的,毕竟我们还要找一个角等于∠DAO+∠DPO。我们考虑跳出这个含坐标系、抛物线的图,构造一个全新的直击问题本质的解决问题的图。
方法:我们构造如下的矩形,由下图我们可以很容易地得到所求的tan∠DPO等于下图中tan∠1=2/9,从而回到原图,得出点P的坐标。
这个构图我们充分利用了矩形及“M”型相似(有些书上称之为一线三等角)的性质,使得复杂的问题迎刃而解,希望同学们可以好好思考这个图是如何构造出来的。下面一组习题留作练习:
那么在原图上如何构图呢?下面两幅图给大家以供参考:
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