师:同学们,我们来学习第19章一次函数的复习课,先从一个实际问题开启今天的复习之旅。请仔细阅读题目、认真思考。从题目信息可知,小王、小张均从a地出发,小王先出发,小张半小时后出发,速度分别是每小时10千米、每小时60千米。
第一问,用语言描述小王和小张在路上前后位置的变化。根据条件,小王先出发,0.5小时后小张再出发,刚开始小王在前,小张在后。因为小张速度比小王快,后来小张追上小王,之后小张一直在前。
第二问,判断什么时间段小王在前,什么时间段小张在前,并说明理由。这是行程问题,涉及路程、速度与时间的关系,路程 = 速度×时间,速度 = 路程÷时间,时间 = 路程÷速度。第一问中能说明前后位置变化的量是路程 = 速度×时间,题中速度已知,需知道行驶时间。假设小王出发后行驶时间为x小时,小王、小张离a地的路程分别为Y1、Y2千米,易求得Y1 = 10x,Y2 = 60x - 30,Y1、Y2均随x改变而改变。
要判断前后位置,求出小张追上小王的时间即可,此时两人离a地路程相等,即Y1 = Y2,也就是10X = 60X - 30,解得x = 0.6。所以当x < 0.6时,小王在前;x > 0.6时,小张在前。也可在同一直角坐标系中画出这两个函数图像,小张追上小王的时间x = 0.6,即为两个函数图像交点的横坐标。x < 0.6时,Y1 > Y2,小王在前;x > 0.6时,Y1 < Y2,小张在前。
通过例一的解决,请同学们思考以下几个问题:用自己的语言描述什么是函数,怎样确定函数自变量的取值范围?函数有哪几种表示方法,各有什么特点?例一中用了解析式法和图像法表示函数,还有其他方法吗?例一中出现的函数是什么函数,它们的解析式是什么形式,图像又有哪些性质?例一中小王小张离a地的路程与时间的关系可用一次函数表达式表示,通过第二问的解决,能否理解一次函数和方程组、不等式之间的关系?带着这些问题,通过练习一起梳理本章知识点。
我们知道,在一个变化过程中,变量是数值发生变化的量,例一中的x和y就是变量,数值始终不变的量叫常量,例一中的10和60就是常量。根据定义,练习一答案为C。在一个变化过程中,如果有两个变量x与y,对于x的每一个确定值,y都有唯一确定的值与其对应,那么x是自变量,y是x的函数。所以习题二正确答案为C,A、B、D选项中出现当x给定一确定值时,y有两个确定值与其对应。
在一个变化过程中,自变量x的取值范围是否有限定,又如何确定呢?看练习三,因为x - 3是被开方数,所以x - 3 ≥ 0;x - 4在分母位置,所以x - 4 ≠ 0,两个条件需同时满足,正确答案为D选项。对于实际问题,还要考虑自变量的实际意义,例如例一中自变量x表示时间,所以x ≥ 0。
对于一个函数,如果把自变量与函数的每对应值分别作为点的横坐标和纵坐标,坐标平面内由这些点组成的图形就是这个函数的图像。可通过列表、描点、连线三个步骤画函数图像。除了解析式法、图像法,还有列表法,这是函数的三种表示方法,各有优点。
例一中函数Y1 = 10x,y与x满足y = kx(k为不等于0的常数)的函数叫正比例函数。所以练习一中a - 1 = 1,可得a = 2,此时k = 3不为0,答案为A。同理,练习2中第一个和第三个为正比例函数。通过描点法画正比例函数图像,可知其图像是一条过原点的直线。当k > 0时,正比例函数过一、三象限,y随x增大而增大;当k < 0时,正比例函数图像经过二、四象限,y随x增大而减小。根据这一性质,练习3中函数图像经过二、四象限,可得k < 0,正确答案为B。练习4中k的位置被k2 + 1取代,由平方的非负性可得k2 + 1 ≥ 1,故选A。
例一中函数y2 = 60x - 30,y与x满足y = kx + b(k、b均为常数,且k ≠ 0)的函数叫一次函数。可以发现,正比例函数是特殊的一次函数,所以练习一中第一个、第四个和第五个为一次函数。根据一次函数一般式特点,练习2中m2 - 8 = 1,且m + 3 ≠ 0,可解得m = 3。类比正比例函数,一次函数图像也是一条直线,根据两点确定一条直线,画一次函数图像只要确定两个点,这里要特别关注函数图像与坐标轴的交点。
一次函数图像所经过的象限不仅受k影响,也受b影响。和正比例函数一样,当k > 0时,直线y = kx + b必过一、三象限,y随x增大而增大;b > 0时,直线经过一、二、三象限;b < 0时,直线经过一、三、四象限。当k < 0时,直线y = kx + b必过二、四象限,y随x增大而减小;b > 0时,直线经过一、二、四象限;b < 0时,直线经过二、三、四象限。
下面通过3个练习题巩固。练习3中k > 0,b < 0,可判断直线经过一、三、四象限,答案为B。练习4中根据图像经过一、二、四象限,可得k - 3 < 0,解得k < 3。再看变式,由直线经过二、三、四象限,可得2 - 2k < 0且k - 3 < 0,解不等式组可得1 < k < 3。
看练习5和练习6。练习5中直线经过(-2, 2),将点坐标代入解析式,即2 = -2k - 4,求得k = -3,此时解析式为y = -3x - 4。练习6中两直线平行,可得两直线k值相同,所以k = -1,直线与y轴交点纵坐标为 -2,可得b = -2,函数解析式为y = -x - 2。
根据题目条件求出k、b值,进而确定一次函数解析式的方法叫待定系数法。一般步骤为:先设出函数解析式,根据条件列出关于待定系数的方程或方程组,求解方程组或方程,最后把求出的系数代入所设解析式,写出这个解析式。
看这样一个练习:如图,求方程kx + b = 0的解,即求当y = 0时自变量x的取值,由图可知,也就是求直线y = kx + b与x轴交点的横坐标,答案为x = -2。一次函数与一元一次方程密切相关,与一元一次不等式也密切相关。看练习二,题目要求求kx + b > 0的解集,即求当y > 0时自变量的取值范围,从图像分析,就是直线在x轴上方部分所对应的x的取值,答案为x > -2。
任何一个二元一次方程都可化为一次函数y = kx + b的形式,每个二元一次方程都对应一个一次函数,也对应一条直线,二元一次方程组的解对应两条直线交点的坐标。理解这点,练习三易得方程组的解为x = 2,y = 1。
接下来看几个例题。先看例二,第一问,由正比例函数定义,可得m - 3 = 0,解得m = 3;第二问,两直线平行,可得2m + 1 = 3,解得m = 1;第三问,因为y随x增大而减小,可得2m + 1 < 0,解得m < -1/2;第四问,函数图像经过(1, 4),将点坐标代入解析式,解得m = 2,函数解析式为y = 5x - 1。通过例一学习知道,一次函数图像与y轴交点纵坐标就是y = kx + b中b的值,两直线平行,函数解析式中自变量系数k相等,当k > 0时,y随x增大而增大,当k < 0时,y随x增大而减小。
看例三,分析题中条件,图像不经过第三象限,分两种情况考虑:图像只经过二、四象限;图像经过一、二、四象限。当图像只经过二、四象限时,可得2m + 1 < 0,且 - m - 1 = 0,解得m = -1;当图像经过一、二、四象限时,可得2m + 1 < 0, - m - 1 > 0,解得m < -1。综上所述,m ≤ -1。
在实际生活中也常常用到一次函数知识。看例4,请认真读题、分析条件。根据条件,a、b两种园艺造型共50个。第一问,问符合题意的搭配方案有几种,假设a种造型为x个,则b种造型为50 - x个,根据用于搭配甲乙两种花卉总盆数的限定,列出不等式组,求出x取值范围,得出具体方案。
根据第一问,可搭配的方案有三种,分别求出所需费用,可知最低费用。也可假设所需成本为y元,求出y与x的函数关系式为y = -160x + 48000。由一次函数性质,当k < 0时,y随x增大而减小,所以当x = 33时,y有最小值42720元。
用一次函数解决实际问题,先理解题意,把文字语言转化为数学语言,列出相应关系式。若是方案选择问题,要求出自变量在不同值时所对应的函数值,判断大小关系,结合实际需求选出最佳方案。
回顾例一,判断什么时间段小王在前、什么时间段小张在前的问题,可转换为函数值大小的比较,可通过函数图像得出相应函数值大小比较,即x取相同值时对应y值的大小比较,再通过解析式求出x的值或x的取值范围,将实际问题转换成数学问题。生活中有许多实际问题可通过构建数学模型解决。同学们,数学来源于生活又服务于生活,请用心观察、体会,一定能发现更多与数学相关的事物。课后请完成习题1 - 10,课堂到此结束,再见。
