二次函数的一个教学难点
好像很多数学老师觉得,无论怎么样学生也不会平移函数图像,比如你要问 是由 怎么移动过来的,学生总是答错,特别是左右平移带来的问题。那应该怎么解决呢?
确实不好解决,但也不是完全没有办法。
在对前面的函数配方成为 以后,一个最好的方法是用特殊值法:原来函数图像的顶点 现在变成了 ,所以函数是向左移动了 个单位,向上移动了 个单位。至于顶点为什么是 而不是 也很容易解释,那是因为可以容易看出顶点纵坐标是 ,既然如此,让配方后的函数值等于 ,就容易得到这时的 等于 了。
我曾经说过,会做题不难,难在明白。具体到本文的问题,“明白”就是要想通这个问题:为什么和纵向移动有关的那个 (这里关键是大于 ,具体数值倒在其次)就能让图像上移,而和横向移动有关的那个 (注意也是大于 )却让图像左移?为什么会有区别?如果学生想不通,将来还会出问题,比如以后遇到正余弦曲线的时候。我想先问问读者中的老师,你们怎么给学生解释?如果要问我,我会让学生把 移动到等号左边变成 。这样的好处是:首先,和左右移动有关的数紧挨着 (注意是 的完全平方),而和上下移动有关的数紧挨着 ;其次,既然和上下移动有关的数字(现在是 了,小于 )能让函数上移,那么和左右移动有关的数字(,大于 )让函数左移,就也不会是什么不好理解的事了。
另外一个经常让数学老师恼火的事情是,初中讲函数的时候经常移动函数图像,而高中讲解析几何的时候却经常移动坐标轴,偏偏这两者对方程的影响是相反的。我个人觉得,初中讲函数时的重点是研究变量之间的关系,比如我们先研究了一个自由落体的运动方程,再研究一个抛体运动的,就要把自由落体的运动方程平移一下。但是解析几何经常需要根据问题研究的方便程度来设定坐标系,这就涉及坐标的移动。但是无论哪种情况,只要掌握了特殊值法(特殊值可能是图形的某个顶点,也可能是直线和坐标轴的交点,或者是有心曲线的中心等等),再弄清楚“动”的是谁,就可以了。
举例来说,两个圆方程分别为 和 ,前一个圆的中心是 ,后一个圆的中心是 ,如果是第一个圆经过图形平移后成为第二个,那就是图形左移 个单位,上移 个单位;如果是第一个圆经过坐标轴平移成为第二个,则坐标轴右移 个单位,下移 个单位。为避免混淆,可以在草稿纸上画出坐标和图形,如果是图形移动就画两个图形,如果是坐标移动就画两套坐标轴(无论是移动谁,都把后来的画成虚线以示区别)。以上是我手画的结果,第一个图表示移动曲线,第二个图表示移动坐标轴,读者凑合看吧。之所以徒手绘制而不是用电脑或者尺规,就是为了考试的时候方便。