一次函数复习课
知识点1 一次函数和正比例函数的概念
若两个变量x,y间的关系式可以表示成y=kx+b(k,b为常数,k≠0)的形式,则称y是x的一次函数(x为自变量),特别地,当b=0时,称y是x的正比例函数.例如:y=2x+3,y=-x+2,y=x等都是一次函数,y=x,y=-x都是正比例函数.
【说明】 (1)一次函数的自变量的取值范围是一切实数,但在实际问题中要根据函数的实际意义来确定.
(2)一次函数y=kx+b(k,b为常数,b≠0)中的“一次”和一元一次方程、一元一次不等式中的“一次”意义相同,即自变量x的次数为1,一次项系数k必须是不为零的常数,b可为任意常数.
(3)当b=0,k≠0时,y= kx仍是一次函数.
(4)当b=0,k=0时,它不是一次函数.
知识点2 函数的图象
把一个函数的自变量x与所对应的y的值分别作为点的横坐标和纵坐标在直角坐标系内描出它的对应点,所有这些点组成的图形叫做该函数的图象.画函数图象一般分为三步:列表、描点、连线.
知识点 3一次函数的图象
由于一次函数y=kx+b(k,b为常数,k≠0)的图象是一条直线,所以一次函数y=kx+b的图象也称为直线y=kx+b.
由于两点确定一条直线,因此在今后作一次函数图象时,只要描出适合关系式的两点,再连成直线即可,一般选取两个特殊点:直线与y轴的交点(0,b),直线与x轴的交点(-,0).但也不必一定选取这两个特殊点.画正比例函数y=kx的图象时,只要描出点(0,0),(1,k)即可.
知识点4 一次函数y=kx+b(k,b为常数,k≠0)的性质
(1)k的正负决定直线的倾斜方向;
①k>0时,y的值随x值的增大而增大;
②k﹤O时,y的值随x值的增大而减小.
(2)|k|大小决定直线的倾斜程度,即|k|越大,直线与x轴相交的锐角度数越大(直线陡),|k|越小,直线与x轴相交的锐角度数越小(直线缓);
(3)b的正、负决定直线与y轴交点的位置;
①当b>0时,直线与y轴交于正半轴上;
②当b<0时,直线与y轴交于负半轴上;
③当b=0时,直线经过原点,是正比例函数.
(4)由于k,b的符号不同,直线所经过的象限也不同;
①如图11-18(l)所示,当k>0,b>0时,直线经过第一、二、三象限(直线不经过第四象限);
②如图11-18(2)所示,当k>0,b﹥O时,直线经过第一、三、四象限(直线不经过第二象限);
③如图11-18(3)所示,当k﹤O,b>0时,直线经过第一、二、四象限(直线不经过第三象限);
④如图11-18(4)所示,当k﹤O,b﹤O时,直线经过第二、三、四象限(直线不经过第一象限).
(5)由于|k|决定直线与x轴相交的锐角的大小,k相同,说明这两个锐角的大小相等,且它们是同位角,因此,它们是平行的.另外,从平移的角度也可以分析,例如:直线y=x+1可以看作是正比例函数y=x向上平移一个单位得到的.
知识点3 正比例函数y=kx(k≠0)的性质
(1)正比例函数y=kx的图象必经过原点;
(2)当k>0时,图象经过第一、三象限,y随x的增大而增大;
(3)当k<0时,图象经过第二、四象限,y随x的增大而减小.
知识点4 点P(x0,y0)与直线y=kx+b的图象的关系
(1)如果点P(x0,y0)在直线y=kx+b的图象上,那么x0,y0的值必满足解析式y=kx+b;
(2)如果x0,y0是满足函数解析式的一对对应值,那么以x0,y0为坐标的点P(1,2)必在函数的图象上.
例如:点P(1,2)满足直线y=x+1,即x=1时,y=2,则点P(1,2)在直线y=x+l的图象上;点P′(2,1)不满足解析式y=x+1,因为当x=2时,y=3,所以点P′(2,1)不在直线y=x+l的图象上.
知识点5 确定正比例函数及一次函数表达式的条件
(1)由于正比例函数y=kx(k≠0)中只有一个待定系数k,故只需一个条件(如一对x,y的值或一个点)就可求得k的值.
(2)由于一次函数y=kx+b(k≠0)中有两个待定系数k,b,需要两个独立的条件确定两个关于k,b的方程,求得k,b的值,这两个条件通常是两个点或两对x,y的值.
知识点6 待定系数法
先设待求函数关系式(其中含有未知常数系数),再根据条件列出方程(或方程组),求出未知系数,从而得到所求结果的方法,叫做待定系数法.其中未知系数也叫待定系数.例如:函数y=kx+b中,k,b就是待定系数.
知识点7 用待定系数法确定一次函数表达式的一般步骤
(1)设函数表达式为y=kx+b;
(2)将已知点的坐标代入函数表达式,解方程(组);
(3)求出k与b的值,得到函数表达式.
例如:已知一次函数的图象经过点(2,1)和(-1,-3)求此一次函数的关系式.
解:设一次函数的关系式为y=kx+b(k≠0),
由题意可知,
解
∴此函数的关系式为y=.
【说明】 本题是用待定系数法求一次函数的关系式,具体步骤如下:第一步,设(根据题中要求的函数“设”关系式y=kx+b,其中k,b是未知的常量,且k≠0);第二步,代(根据题目中的已知条件,列出方程(或方程组),解这个方程(或方程组),求出待定系数k,b);第三步,求(把求得的k,b的值代回到“设”的关系式y=kx+b中);第四步,写(写出函数关系式).
思想方法小结 (1)函数方法.
函数方法就是用运动、变化的观点来分析题中的数量关系,抽象、升华为函数的模型,进而解决有关问题的方法.函数的实质是研究两个变量之间的对应关系,灵活运用函数方法可以解决许多数学问题.
(2)数形结合法.
数形结合法是指将数与形结合,分析、研究、解决问题的一种思想方法,数形结合法在解决与函数有关的问题时,能起到事半功倍的作用.
知识规律小结 (1)常数k,b对直线y=kx+b(k≠0)位置的影响.
①当b>0时,直线与y轴的正半轴相交;
当b=0时,直线经过原点;
当b﹤0时,直线与y轴的负半轴相交.
②当k,b异号时,即->0时,直线与x轴正半轴相交;
当b=0时,即-=0时,直线经过原点;
当k,b同号时,即-﹤0时,直线与x轴负半轴相交.
③当k>O,b>O时,图象经过第一、二、三象限;
当k>0,b=0时,图象经过第一、三象限;
当b>O,b<O时,图象经过第一、三、四象限;
当k﹤O,b>0时,图象经过第一、二、四象限;
当k﹤O,b=0时,图象经过第二、四象限;
当b<O,b<O时,图象经过第二、三、四象限.
(2)直线y=kx+b(k≠0)与直线y=kx(k≠0)的位置关系.
直线y=kx+b(k≠0)平行于直线y=kx(k≠0)
当b>0时,把直线y=kx向上平移b个单位,可得直线y=kx+b;
当b﹤O时,把直线y=kx向下平移|b|个单位,可得直线y=kx+b.
(3)直线b1=k1x+b1与直线y2=k2x+b2(k1≠0 ,k2≠0)的位置关系.
①k1≠k2y1与y2相交;
②y1与y2相交于y轴上同一点(0,b1)或(0,b2);
③y1与y2平行;
④y1与y2重合.
典例剖析
基本概念题
本节有关基本概念的题目主要是一次函数、正比例函数的概念及它们之间的关系,以及构成一次函数及正比例函数的条件.
例1 下列函数中,哪些是一次函数?哪些是正比例函数?
(1)y=-x; (2)y=-; (3)y=-3-5x;
(4)y=-5x2; (5)y=6x- (6)y=x(x-4)-x2.
[分析] 本题主要考查对一次函数及正比例函数的概念的理解.
解:(1)(3)(5)(6)是一次函数,(l)(6)是正比例函数.
例2 当m为何值时,函数y=-(m-2)x+(m-4)是一次函数?
[分析] 某函数是一次函数,除应符合y=kx+b外,还要注意条件k≠0.
解:∵函数y=(m-2)x+(m-4)是一次函数,
∴∴m=-2.
∴当m=-2时,函数y=(m-2)x+(m-4)是一次函数.
小结 某函数是一次函数应满足的条件是:一次项(或自变量)的指数为1,系数不为0.而某函数若是正比例函数,则还需添加一个条件:常数项为0.
基础知识应用题
本节基础知识的应用主要包括:(1)会确定函数关系式及求函数值;(2)会画一次函数(正比例函数)图象及根据图象收集相关的信息;(3)利用一次函数的图象和性质解决实际问题;(4)利用待定系数法求函数的表达式.
例3 一根弹簧长15cm,它所挂物体的质量不能超过18kg,并且每挂1kg的物体,弹簧就伸长0.5cm,写出挂上物体后,弹簧的长度y(cm)与所挂物体的质量x(kg)之间的函数关系式,写出自变量x的取值范围,并判断y是否是x的一次函数.
[分析] (1)弹簧每挂1kg的物体后,伸长0.5cm,则挂xkg的物体后,弹簧的长度y为(l5+0.5x)cm,即y=15+0.5x.
(2)自变量x的取值范围就是使函数关系式有意义的x的值,即0≤x≤18.
(3)由y=15+0.5x可知,y是x的一次函数.
解:(l)y=15+0.5x.
(2)自变量x的取值范围是0≤x≤18.
(3)y是x的一次函数.
学生做一做 乌鲁木齐至库尔勒的铁路长约600千米,火车从乌鲁木齐出发,其平均速度为58千米/时,则火车离库尔勒的距离s(千米)与行驶时间t(时)之间的函数关系式是 .
老师评一评 研究本题可采用线段图示法,如图11-19所示.
火车从乌鲁木齐出发,t小时所走路程为58t千米,此时,距离库尔勒的距离为s千米,故有58t+s=600,所以,s=600-58t.
例4 某物体从上午7时至下午4时的温度M(℃)是时间t(时)的函数:M=t2-5t+100(其中t=0表示中午12时,t=1表示下午1时),则上午10时此物体的温度为 ℃.
[分析] 本题给出了函数关系式,欲求函数值,但没有直接给出t的具体值.从题中可以知道,t=0表示中午12时,t=1表示下午1时,则上午10时应表示成t=-2,当t=-2时,M=(-2)3-5×(-2)+100=102(℃).
答案:102
例5 已知y-3与x成正比例,且x=2时,y=7.
(1)写出y与x之间的函数关系式;
(2)当x=4时,求y的值;
(3)当y=4时,求x的值.
[分析] 由y-3与x成正比例,则可设y-3=kx,由x=2,y=7,可求出k,则可以写出关系式.
解:(1)由于y-3与x成正比例,所以设y-3=kx.
把x=2,y=7代入y-3=kx中,得
7-3=2k,
∴k=2.
∴y与x之间的函数关系式为y-3=2x,即y=2x+3.
(2)当x=4时,y=2×4+3=11.
(3)当y=4时,4=2x+3,∴x=.
学生做一做 已知y与x+1成正比例,当x=5时,y=12,则y关于x的函数关系式是 .
老师评一评 由y与x+1成正比例,可设y与x的函数关系式为y=k(x+1).
再把x=5,y=12代入,求出k的值,即可得出y关于x的函数关系式.
设y关于x的函数关系式为y=k(x+1).
∵当x=5时,y=12,
∴12=(5+1)k,∴k=2.
∴y关于x的函数关系式为y=2x+2.
【注意】 y与x+1成正比例,表示y=k(x+1),不要误认为y=kx+1.
例6 若正比例函数y=(1-2m)x的图象经过点A(x1,y1)和点B(x2,y2),当x1﹤x2时,y1>y2,则m的取值范围是( )
A.m﹤O B.m>0
C.m﹤ D.m>M
[分析] 本题考查正比例函数的图象和性质,因为当x1<x2时,y1>y2,说明y随x的增大而减小,所以1-2m﹤O,∴m>,故正确答案为D项.
学生做一做 某校办工厂现在的年产值是15万元,计划今后每年增加2万元.
(1)写出年产值y(万元)与年数x(年)之间的函数关系式;
(2)画出函数的图象;
(3)求5年后的产值.
老师评一评 (1)年产值y(万元)与年数x(年)之间的函数关系式为y=15+2x.
(2)画函数图象时要特别注意到该函数的自变量取值范围为x≥0,因此,函数y=15+2x的图象应为一条射线.
画函数y=12+5x的图象如图11-21所示.
(3)当x=5时,y=15+2×5=25(万元)
∴5年后的产值是25万元.
例7 已知一次函数y=kx+b的图象如图11-22所示,求函数表达式.
[分析] 从图象上可以看出,它与x轴交于点(-1,0),与y轴交于点(0,-3),代入关系式中,求出k为即可.
解:由图象可知,图象经过点(-1,0)和(0,-3)两点,
代入到y=kx+b中,得
∴
∴此函数的表达式为y=-3x-3.
例8 求图象经过点(2,-1),且与直线y=2x+1平行的一次函数的表达式.
[分析] 图象与y=2x+1平行的函数的表达式的一次项系数为2,则可设此表达式为y=2x+b,再将点(2,-1)代入,求出b即可.
解:由题意可设所求函数表达式为y=2x+b,
∴图象经过点(2,-1),
∴-l=2×2+b.
∴b=-5,
∴所求一次函数的表达式为y=2x-5.
综合应用题
本节知识的综合应用包括:(1)与方程知识的综合应用;(2)与不等式知识的综合应用;(3)与实际生活相联系,通过函数解决生活中的实际问题.
例8 已知y+a与x+b(a,b为是常数)成正比例.
(1)y是x的一次函数吗?请说明理由;
(2)在什么条件下,y是x的正比例函数?
[分析] 判断某函数是一次函数,只要符合y=kx+b(k,b中为常数,且k≠0)即可;判断某函数是正比例函数,只要符合y=kx(k为常数,且k≠0)即可.
解:(1)y是x的一次函数.
∵y+a与x+b是正比例函数,
∴设y+a=k(x+b)(k为常数,且k≠0)
整理得y=kx+(kb-a).
∵k≠0,k,a,b为常数,
∴y=kx+(kb-a)是一次函数.
(2)当kb-a=0,即a=kb时,
y是x的正比例函数.
例9 某移动通讯公司开设了两种通讯业务:“全球通”使用者先交50元月租费,然后每通话1分,再付电话费0.4元;“神州行”使用者不交月租费,每通话1分,付话费0.6元(均指市内通话)若1个月内通话x分,两种通讯方式的费用分别为y1元和y2元.
(1)写出y1,y2与x之间的关系;
(2)一个月内通话多少分时,两种通讯方式的费用相同?
(3)某人预计一个月内使用话费200元,则选择哪种通讯方式较合算?
[分析] 这是一道实际生活中的应用题,解题时必须对两种不同的收费方式仔细分析、比较、计算,方可得出正确结论.
解:(1)y1=50+0.4x(其中x≥0,且x是整数)
y2=0.6x(其中x≥0,且x是整数)
(2)∵两种通讯费用相同,
∴y1=y2,
即50+0.4x=0.6x.
∴x=250.
∴一个月内通话250分时,两种通讯方式的费用相同.
(3)当y1=200时,有200=50+0.4x,
∴x=375(分).
∴“全球通”可通话375分.
当y2=200时,有200=0.6x,
∴x=333(分).
∴“神州行”可通话333分.
∵375>333,
∴选择“全球通”较合算.
例10 已知y+2与x成正比例,且x=-2时,y=0.
(1)求y与x之间的函数关系式;
(2)画出函数的图象;
(3)观察图象,当x取何值时,y≥0?
(4)若点(m,6)在该函数的图象上,求m的值;
(5)设点P在y轴负半轴上,(2)中的图象与x轴、y轴分别交于A,B两点,且S△ABP=4,求P点的坐标.
[分析] 由已知y+2与x成正比例,可设y+2=kx,把x=-2,y=0代入,可求出k,这样即可得到y与x之间的函数关系式,再根据函数图象及其性质进行分析,点(m,6)在该函数的图象上,把x=m,y=6代入即可求出m的值.
解:(1)∵y+2与x成正比例,
∴设y+2=kx(k是常数,且k≠0)
∵当x=-2时,y=0.
∴0+2=k·(-2),∴k=-1.
∴函数关系式为x+2=-x,
即y=-x-2.
(2)列表;
x 0 -2
y -2 0
描点、连线,图象如图11-23所示.
(3)由函数图象可知,当x≤-2时,y≥0.
∴当x≤-2时,y≥0.
(4)∵点(m,6)在该函数的图象上,
∴6=-m-2,
∴m=-8.
(5)函数y=-x-2分别交x轴、y轴于A,B两点,
∴A(-2,0),B(0,-2).
∵S△ABP=·|AP|·|OA|=4,
∴|BP|=.
∴点P与点B的距离为4.
又∵B点坐标为(0,-2),且P在y轴负半轴上,
∴P点坐标为(0,-6).
例11 已知一次函数y=(3-k)x-2k2+18.
(1)k为何值时,它的图象经过原点?
(2)k为何值时,它的图象经过点(0,-2)
(3)k为何值时,它的图象平行于直线y=-x?
(4)k为何值时,y随x的增大而减小?
[分析] 函数图象经过某点,说明该点坐标适合方程;图象与y轴的交点在y轴上方,说明常数项b>O;两函数图象平行,说明一次项系数相等;y随x的增大而减小,说明一次项系数小于0.
解:(1)图象经过原点,则它是正比例函数.
∴∴k=-2.
∴当k=-3时,它的图象经过原点.
(2)该一次函数的图象经过点(0,-2).
∴-2=-2k2+18,且3-k≠0,
∴k=±
∴当k=±时,它的图象经过点(0,-2)
(3)函数图象平行于直线y=-x,
∴3-k=-1,
∴k=4.
∴当k=4时,它的图象平行于直线x=-x.
(4)∵随x的增大而减小,
∴3-k﹤O.
∴k>3.
∴当k>3时,y随x的增大而减小.
例12 判断三点A(3,1),B(0,-2),C(4,2)是否在同一条直线上.
[分析] 由于两点确定一条直线,故选取其中两点,求经过这两点的函数表达式,再把第三个点的坐标代入表达式中,若成立,说明在此直线上;若不成立,说明不在此直线上.
解:设过A,B两点的直线的表达式为y=kx+b.
由题意可知,
∴
∴过A,B两点的直线的表达式为y=x-2.
∴当x=4时,y=4-2=2.
∴点C(4,2)在直线y=x-2上.
∴三点A(3,1), B(0,-2),C(4,2)在同一条直线上.
学生做一做 判断三点A(3,5),B(0,-1),C(1,3)是否在同一条直线上.
探索与创新题
主要考查学生运用知识的灵活性和创新性,体现分类讨论思想、数形结合思想在数学问题中的广泛应用.
例13 老师讲完“一次函数”这节课后,让同学们讨论下列问题:
(1)x从0开始逐渐增大时,y=2x+8和y=6x哪一个的函数值先达到30?这说明了什么?
(2)直线y=-x与y=-x+6的位置关系如何?
甲生说:“y=6x的函数值先达到30,说明y=6x比y=2x+8的值增长得快.”
乙生说:“直线y=-x与y=-x+6是互相平行的.”
你认为这两个同学的说法正确吗?
[分析] (1)可先画出这两个函数的图象,从图象中发现,当x>2时,6x>2x+8,所以,y=6x的函数值先达到30.
(2)直线y=-x与y=-x+6中的一次项系数相同,都是-1,故它们是平行的,所以这两位同学的说法都是正确的.
解:这两位同学的说法都正确.
例14 某校一名老师将在假期带领学生去北京旅游,用旅行社说:“如果老师买全票,其他人全部半价优惠.”乙旅行社说:“所有人按全票价的6折优惠.”已知全票价为240元.
(1)设学生人数为x,甲旅行社的收费为y甲元,乙旅行社的收费为y乙元,分别表示两家旅行社的收费;
(2)就学生人数讨论哪家旅行社更优惠.
[分析] 先求出甲、乙两旅行社的收费与学生人数之间的函数关系式,再通过比较,探究结论.
解:(1)甲旅行社的收费y甲(元)与学生人数x之间的函数关系式为
y甲=240+×240x=240+120x.
乙旅行社的收费y乙(元)与学生人数x之间的函数关系式为
y乙=240×60%×(x+1)=144x+144.
(2)①当y甲=y乙时,有240+120x=144x+144,
∴24x=96,∴x=4.
∴当x=4时,两家旅行社的收费相同,去哪家都可以.
②当y甲>y乙时,240+120x>144x+144,
∴24x<96,∴x<4.
∴当x﹤4时,去乙旅行社更优惠.
③当y甲﹤y乙时,有240+120x﹤140x+144,
∴24x>96,∴x>4.
∴当x>4时,去甲旅行社更优惠.
小结 此题的创新之处在于先通过计算进行讨论,再作出决策,另外,这两个函数都是一次函数,利用图象来研究本题也不失为一种很好的方法.
学生做一做 某公司到果园基地购买某种优质水果,慰问医务工作者.果园基地对购买量在3000千克以上(含3000千克)的有两种销售方案.甲方案:每千克9元,由基地送货上门;乙方案:每千克8元,由顾客自己租车运回,已知该公司租车从基地到公司的运输费为5000元.
(1)分别写出该公司两种购买方案的付款y(元)与所购买的水果量x(千克)之间的函数关系式,并写出自变量X的取值范围;
(2)当购买量在什么范围时,选择哪种购买方案付款少?并说明理由.
老师评一评 先求出两种购买方案的付款y(元)与所购买的水果量x(千克)之间的函数关系式,再通过比较,探索出结论.
(1)甲方案的付款y甲(元)与所购买的水果量x(千克)之间的函数关系式为
y甲=9x(x≥3000);
乙方案的付款y乙(元)与所购买的水果量x(千克)之间的函数关系式为
y乙=8x+500O(x≥3000).
(2)有两种解法:
解法1:①当y甲=y乙时,有9x=8x+5000,
∴x=5000.
∴当x=5000时,两种方案付款一样,按哪种方案都可以.
②当y甲﹤y乙时,有9x﹤8x+5000,
∴x<5000.
又∵x≥3000,
∴当3000≤x≤5000时,甲方案付款少,故采用甲方案.
③当y甲>y乙时,有9x>8x+5000,
∴x>5000.
∴.当x>500O时,乙方案付款少,故采用乙方案.
解法2:图象法,作出y甲=9x和y乙=8x+5000的函数图象,如图11-24所示,由图象可得:当购买量大于或等于3000千克且小于5000千克时,y甲﹤y乙,即选择甲方案付款少;当购买量为5000千克时,y甲﹥y乙即两种方案付款一样;当购买量大于5000千克时,y甲>y乙,即选择乙方案付款最少.
【说明】 图象法是解决问题的重要方法,也是考查学生读图能力的有效途径.
例15 一次函数y=kx+b的自变量x的取值范围是-3≤x≤6,相应函数值的取值范围是-5≤y≤-2,则这个函数的解析式为 .
[分析] 本题分两种情况讨论:①当k>0时,y随x的增大而增大,则有:当x=-3,y=-5;当x=6时,y=-2,把它们代入y=kx+b中可得
∴∴函数解析式为y=-x-4.
②当k﹤O时则随x的增大而减小,则有:当x=-3时,y=-2;当x=6时,y=-5,把它们代入y=kx+b中可得
∴∴函数解析式为y=-x-3.
∴函数解析式为y=x-4,或y=-x-3.
答案:y=x-4或y=-x-3.
【注意】 本题充分体现了分类讨论思想,方程思想在一次函数中的应用,切忌考虑问题不全面.
中考试题预测
例1 某地举办乒乓球比赛的费用y(元)包括两部分:一部分是租用比赛场地等固定不变的费用b(元),另一部分与参加比赛的人数x(人)成正比例,当x=20时y=160O;当x=3O时,y=200O.
(1)求y与x之间的函数关系式;
(2)动果有50名运动员参加比赛,且全部费用由运动员分摊,那么每名运动员需要支付多少元?
[分析] 设举办乒乓球比赛的费用y(元)与租用比赛场地等固定不变的费用b(元)和参加比赛的人数x(人)的函数关系式为y=kx+b(k≠0).
把x=20,y=1600;x=30,y=2000代入函数关系式,求出k,b的值,进而求出y与x之间的函数关系式,当x=50时,求出y的值,再求得y÷50的值即可.
解:(1)设y1=b,y2=kx(k≠0,x>0),
∴y=kx+b.
又∵当x=20时,y=1600;当x=30时,y=2000,
∴∴
∴y与x之间的函数关系式为y=40x+800(x>0).
(2)当x=50时,y=40×50+800=2800(元).
∴每名运动员需支付2800÷50=56(元〕
答:每名运动员需支付56元.
例2 已知一次函数y=kx+b,当x=-4时,y的值为9;当x=2时,y的值为-3.
(1)求这个函数的解析式。
(2)在直角坐标系内画出这个函数的图象.
[分析] 求函数的解析式,需要两个点或两对x,y的值,把它们代入y=kx+b中,即可求出k在的值,也就求出这个函数的解析式,进而画出这个函数的图象.
解:(1)由题意可知
∴
∴这个函数的解析式为x=-2x+1.
(2)列表如下:
x 0
y 1 0
描点、连线,如图11-26所示即为y=-2x+1的图象.
例3 如图11-27所示,大拇指与小拇指尽量张开时,两指尖的距离称为指距.某项研究表明,一般情况下人的身高h是指距d的一次函数,下表是测得的指距与身高的一组数据.
指距d/cm 20 21 22 23
身高h/cm 160 169 178 187
(1)求出h与d之间的函数关系式;(不要求写出自变量d的取值范围)
(2)某人身高为196cm,一般情况下他的指距应是多少?
[分析] 设h与d之间的函数关系式是h=kd+b(k≠0)
当d=20时,h=160;当d=21时,h=169.
把这两对d,h值代人h=kd+b得
∴
所以得出h与d之间的函数关系式,当h=196时,即可求出d.
解:(1)设h与d之间的函数关系式为h=kd+b(k≠0)
由题中图表可知当d=2O时,h=16O;当d=21时,h=169.
把它们代入函数关系式,得
∴
∴h与d之间的函数关系式是h=9d-20.
(2)当h=196时,有196=9d-20.
∴d=24.
∴当某人的身高为196cm时,一般情况下他的指距是24cm.
例4 汽车由重庆驶往相距400千米的成都,如果汽车的平均速度是100千米/时,那么汽车距成都的路程s(千米)与行驶时间t(时)的函数关系用图象(如图11-28所示)表示应为( )
[分析] 本题主要考查函数关系式的表达及函数图象的知识,由题意可知,汽车距成都的路程s(千米)与行驶时间t(时)的函数关系式是s=400-100t,其中自变量t的取值范围是0≤t≤4,所以有0≤s≤400,因此这个函数图象应为一条线段,故淘汰掉D.又因为在S=400-100t中的k=-100<0,∴s随t的增大而减小,所以正确答案应该是C.
答案:C
小结 画函数图象时,要注意自变量的取值范围,尤其是对实际问题.
例5 已知函数:(1)图象不经过第二象限;(2)图象经过点(2,-5).请你写出一个同时满足(1)和(2)的函数关系式: .
[分析] 这是一个开放性试题,答案是不惟一的,因为点(2,-5)在第四象限,而图象又不经过第二象限,所以这个函数图象经过第一、三、四象限,只需在第一象限另外任意找到一点,就可以确定出函数的解析式.设经过第一、二、四象限的直线解析式为y=kx+b(k≠O),另外的一点为(4,3),把这两个点代入解析式中即可求出k,b.
∴∴y=4x-13.
答案:y=4x-13
【注意】 后面学习了反比例函数二次函数后可另行分析.
例6 人在运动时的心跳速率通常和人的年龄有关.如果用a表示一个人的年龄,用b表示正常情况下这个人运动时所能承受的每分心跳的最高次数,另么b=0.8(220-a).
(1)正常情况下,在运动时一个16岁的学生所能承受的每分心跳的最高次数是多少?
(2)一个50岁的人运动10秒时心跳的次数为20次,他有危险吗?
[分析] (1)只需求出当a=16时b的值即可.
(2)求出当a=50时b的值,再用b和20×=120(次)相比较即可.
解:(1)当a=16时,
b=0.8(220-16)=163.2(次).
∴正常情况下,在运动时一个16岁的学生所能承受的每分心跳的最高次数是163.2次.
(2)当a=50时,
b=0.8(220-50)=0.8×170=136(次),表示他最大能承受每分136次.
而20×=120﹤136,所以他没有危险.
∴一个50岁的人运动10秒时心跳的次数为20次,他没有危险.
例7 某市的A县和B县春季育苗,急需化肥分别为90吨和60吨,该市的C县和D县分别储存化肥100吨和50吨,全部调配给A县和B县.已知C,D两县运化肥到A,B两县的运费(元/吨)如下表所示.
(1)设C县运到A县的化肥为x吨,求总运费W(元)与x(吨)的函数关系式,并写出自变量x的取值范围;
(2)求最低总运费,并说明总运费最低时的运送方案.
[分析] 利用表格来分析C,D两县运到A,B两县的化肥情况如下表.
则总运费W(元)与x(吨)的函数关系式为
W=35x+40(90-x)+30(100-x)+45[60-(100-x)]=10x+4800.
自变量x的取值范围是40≤x≤90.
解:(1)由C县运往A县的化肥为x吨,则C县运往B县的化肥为(100-x)吨.
D县运往A县的化肥为(90-x)吨,D县运往B县的化肥为(x-40)吨.
由题意可知
W=35x+40(90-x)+30(100-x)+45(x-40)=10x+4800.
自变量x的取值范围为40≤x≤90.
∴总运费W(元)与x(吨)之间的函数关系式为
w=1Ox+480O(40≤x≤9O).
(2)∵10>0,
∴W随x的增大而增大.
∴当x=40时,
W最小值=10×40+4800=5200(元).
运费最低时,x=40,90-x=50(吨),x-40=0(吨).
∴当总运费最低时,运送方案是:C县的100吨化肥40吨运往A县,60吨运往B县,D县的50吨化肥全部运往A县.
例8 2006年夏天,某省由于持续高温和连日无雨,水库蓄水量普遍下降,图11-29是某水库的蓄水量V(万米2)与干旱持续时间t(天)之问的关系图,请根据此图回答下列问题.
(1)该水库原蓄水量为多少万米2?持续干旱10天后.水库蓄水量为多少万米3?
(2)若水库存的蓄水量小于400万米3时,将发出严重干旱警报,请问:持续干旱多少天后,将发生严重干旱警报?
(3)按此规律,持续干旱多少天时,水库将干涸?
[分析] 由函数图象可知,水库的蓄水量V(万米2)与干旱时间t(天)之间的函数关系为一次函数,设一次函数的解析式是V=kt+b(k,b是常数,且k≠0).由图象求得这个函数解析式,进而求出本题(1)(2)(3)问即可.
解:设水库的蓄水量V(万米3)与干旱时间t(天)之间的函数关系式是
V=kt+b(k,b是常数,且k=0).
由图象可知,当t=10时,V=800;当t=30时,V=400.
把它们代入V=kt+b中,得
∴
∴V=-20t+1000(0≤t≤50).
(1)当t=0时,V=-20×0+1000=1000(万米2);
当t=10时,V=-20×10+1000=800(万米3).
∴该水库原蓄水量为1000万米3,持续干旱10天后,水库蓄水量为800万米3.
(2)当V<400时,有-20t+1000<400,
∴t>30,
∴当持续干旱30天后,将发生严重干旱警报.
(3)当V=0时,有-20t+1000=0,
∴t=50,
∴按此规律,持续干旱50天时,水库将干涸.
【说明】解决本题的关键是求出V与t之间的函数关系式.
例9 图11-30表示甲、乙两名选手在一次自行车越野赛中,路程y(千米)随时间x(分)变化的图象(全程),根据图象回答下列问题.
(1)当比赛开始多少分时,两人第一次相遇?
(2)这次比赛全程是多少千米?
(3)当比赛开始多少分时,两人第二次相遇?
[分析] 本题主要考查读图能力和运用函数图象解决实际问题的能力.解决本题的关键是写出甲、乙两人在行驶中,路程y(千米)随时间x(分)变化的函数关系式,其中:乙的函数图象为正比例函数,而甲的函数图象则是三段线段,第一段是正比例函数,第二段和第三段是一次函数,需分别求出.
解:(1)当15≤x<33时,设yAB=k1x+b1,把(15,5)和(33,7)代入,解得k1=,b1=,
∴yAB=x+.∴yAB=x+.
当y=6时,有6=x+,
∴x=24。
∴比赛开始24分时,两人第一次相遇.
(2)设yOD=mx,把(4,6)代入,得m=,
当X=48时,yOD=×48=12(千米)
∴这次比赛全程是12千米.
(3)当33≤x≤43时,设yBC=k2x+b2,把(33,7)和(43,12)代入,
解得k2=,b2=-.∴yBC=x-.
解方程组得得
∴x=38.
∴当比赛开始38分时,两人第二次相遇.
例10 如图11-31所示,已知直线y=x+3的图象与x轴、y轴交于A,B两点,直线l经过原点,与线段AB交于点C,把△AOB的面积分为2:1的两部分,求直线l的解析式.
[分析] 设直线l的解析式为y=kx(k≠0),因为l分△AOB面积比为2:1,故分两种情况:①S△AOC:S△BOC=2:1;②S△AOC:S△BOC=1:2.求出C点坐标,就可以求出直线l的解析式.
解:∵直线y=x+3的图象与x,y轴交于A,B两点.
∴A点坐标为(-3,0),B点坐标为(0,3).
∴|OA|=3,|OB|=3.
∴S△AOB=|OA|·|OB|=×3×3=.
设直线l的解析式为y=kx(k≠0).
∵直线l把△AOB的面积分为2:1,直线l与线段AB交于点C
∴分两种情况来讨论:
①当S△AOC:S△BOC=2:1时,设C点坐标为(x1,y1).
又∵S△AOB=S△AOC+S△BOC=,
∴S△AOB==3.
即S△AOC=·|OA|·|y1|=×3×|y1|=3.
∴y1=±2,由图示可知取y1=2.
又∵点C在直线AB上,
∴2=x1+3,∴x1=-1.
∴C点坐标为(-1,2).
把C点坐标(-1,2)代人y=kx中,得
2=-1·k,∴k=-2.
∴直线l的解析式为y=-2x.
②当S△AOC:S△BOC=1:2时,设C点坐标为(x2,y2).
又∵S△AOC=S△AOC+S△BOC=,
∴S△AOB=
即S△AOC=·|OA|·|y2|=·3·|y2|=.
∴y2=±1,由图示可知取y2=1.
又∵点C在直线AB上,
∴1=x2+3,∴x2=-2.
把C点坐标(-2,1)代入y=kx中,得
1=-2k,∴k=-y2.
∴直线l的解析式为y=-x.
∴直线l的解析式为y=-2x或y=-x.