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第3课时 用待定系数法求一次函数的表达式
第12章 一次函数
12.2 一次函数
前面,我们学习了一次函数及其图象和性质,你能写出两个具体的一次函数解析式吗?如何画出它们的图象?
思考:
反过来,已知一个一次函数的图象经过两个具体的点,你能求出它的解析式吗?
两点法 — — 两点确定一条直线
引例:某物体沿一个斜坡下滑,它的速度 v (m/s)与其下滑时间 t (s)的关系如右图所示:
(1)请写出 v 与 t 的关系式.
(2)下滑 3 s 时物体的速度是多少?
v (m/s)
t(s)
O
解:(1)v = 2.5t;
(2)v = 2.5×3 = 7.5 (m/s).
5
2
确定正比例函数的表达式
典例精析
例1 求正比例函数 的表达式.
解:由正比例函数的定义知
m2-15=1且 m-4 ≠ 0,
∴m=-4,
∴y=-8x.
方法总结:利用正比例函数的定义确定表达式:自变量的指数为 1,系数不为 0.
想一想:确定正比例函数的表达式需要几个条件?
确定一次函数的表达式呢?
一个
两个
如图,已知一次函数的图象经过 P(0,-1),
Q(1,1) 两点. 怎样确定这个一次函数的解析式呢?
合作探究
确定一次函数的表达式
因为一次函数的一般形式是 y = kx + b(k,b 为常数,k ≠ 0),要求出一次函数的解析式,关键是要确定 k 和 b 的值(即待定系数).
函数解析式
y = kx + b
满足条件的两点
(x1,y1),(x2,y2)
一次函数的图象直线 l
选取
解出
画出
选取
∵P(0,-1) 和Q(1,1)都在该函数图象上,
∴它们的坐标应满足 y = kx + b , 将这两点坐标代入该式中,得到一个关于 k,b 的二元一次方程组:
k·0 + b = -1,
k + b = 1,
{
{
解这个方程组,得
k = 2,
b = -1.
∴这个一次函数的解析式为 y = 2x- 1.
这里,先设所求的一次函数表达式为 y = kx + b(k,b 是待确定的系数),再根据已知条件列出 k,b 的方程组,求得 k,b 的值,这种确定表达式中系数的方法,叫做待定系数法.
知识要点
例2 如果知道一个一次函数,当自变量 x = 4 时,函数值 y = 5;当 x = 5 时,y = 2.你能画出它的图象,并写出函数表达式吗?
y
解:因为 y 是 x 的一次函数,设其表达式为 y = kx + b.
由题意得 解得
4k + b = 5,5k + b = 2,
所以,函数表达式为 y = -3x + 17.
图象如图所示.
k = -3,b = 17,
利用二元一次方程组求一次函数表达式的一般步骤:
1.用含字母的系数设出一次函数的表达式:y = kx + b.
2.将已知条件代入上述表达式中得 k,b 的二元一次方程组.
3.解这个二元一次方程组得 k,b.
4.进而求出一次函数的表达式.
总结归纳
1.已知一次函数 y = kx + 5 的图象经过点 (-1,2),
则 k =______.
2.已知函数 y = 2x + b 的图像经过点 (a,7)和 (-2,a),则这个函数的表达式为__________.
3
y = 2x + 5
练一练
例3 已知一次函数的图象过点 (0,2),且与两坐标轴围成的三角形的面积为 2,求此一次函数的解析式.
分析:一次函数 y = kx + b 与 y 轴的交点是(0,b),与 x 轴的交点是( ,0).由题意可列出关于 k,b的方程.
y
x
O
2
注意:此题有两种情况.
解:设一次函数的解析式为 y = kx + b (k ≠ 0)
∵一次函数 y = kx + b 的图象过点(0,2),
∴b = 2
∵一次函数的图象与 x 轴的交点是( ,0),则
解得 k = 1或 -1.
故此一次函数的解析式为 y = x + 2 或 y = - x + 2.
已知一次函数 y = kx + b (k ≠ 0) 的自变量的取值范围是- 3≤x≤6,相应函数值的范围是- 5≤y≤- 2 ,求这个函数的解析式.
能力提升
分析:(1)当- 3≤x≤6 时,-5≤y≤-2,实质是给出了两组自变量及对应的函数值;
(2)由于不知道函数的增减性,此题需分两种情况讨论.
答案:
例4 正比例函数与一次函数的图象如图所示,它们的交点为 A(4,3),B 为一次函数的图象与 y 轴的交点,且OA=2OB.求正比例函数与一次函数的表达式.
解:设正比例函数的表达式为 y1=k1x,一次函数的表达式为 y2=k2x+b.
∵点 A(4,3) 是它们的交点,
∴代入上述表达式中,
得 3=4k1,3=4k2+b . 解得 k1= .
即正比例函数的表达式为 y= x.
∵OA= =5,且 OA=2OB,
∴OB= .
∵点 B 在 y 轴的负半轴上,
∴B 点的坐标为(0,- ).
又∵点 B 在一次函数 y2=k2x+b 的图象上,
∴- =b,代入 3=4k2+b 中,得 k2= .
∴一次函数的表达式为 y2= x- .
根据图象确定一次函数的表达式的方法:从图象上选取两个已知点的坐标,然后运用待定系数法将两点的横、纵坐标代入所设表达式中求出待定系数,从而求出函数的表达式.
归纳总结
做一做
某种拖拉机的油箱可储油 40 L,加满油并开始工作后,油箱中的剩余油量 y(L)与工作时间 x(h) 之间为一次函数关系,函数图象如图所示.
(1)求 y 关于 x 的函数表达式;
(2)一箱油可供拖拉机工作
几小时?
y = - 5x + 40(0≤x≤8)
8 h
1.一次函数 y = kx + b (k ≠ 0) 的图象如图,则下列结论正确的是 ( )
A.k = 2 B.k = 3
C.b = 2 D.b = 3
D
y
x
O
2
3
2. 如图,直线 l 是一次函数 y = kx + b 的图象,填空: (1) b =______,k =______;
(2) 当 x = 30 时,y =______;
(3) 当 y = 30 时,x =______.
2
-18
-42
l
y
x
3.已知一次函数的图象经过 (0,5)、(2,-5) 两点,求一次函数的表达式.
解:设一次函数的表达式为 y = kx+b,根据题意得,
∴-5 = 2k+b,5 = b,
解得 b = 5,k = -5.
∴一次函数的表达式为 y=-5x+5.
解:设直线 l 为 y = kx + b,
∵l 与直线 y = -2x 平行,∴k = -2.
又∵直线过点(0,2),
∴2 = -2×0 + b. ∴b = 2.
∴直线 l 的表达式为 y = -2x + 2.
4.已知直线 l 与直线 y = -2x 平行,且与 y 轴交于点 (0,2),求直线 l 的表达式.
5.在弹性限度内,弹簧的长度 y(厘米)是所挂物体质量 x(千克)的一次函数.一根弹簧不挂物体时长 14.5 厘米;当所挂物体的质量为 3 千克时,弹簧长 16 厘米.请写出 y 与 x 之间的关系式,并求当所挂物体的质量为 4 千克时弹簧的长度.
解:由题意设 y = kx + b (k ≠ 0) 则 14.5 = b,16 = 3k + b,
解得:b = 14.5,k = 0.5.
所以在弹性限度内,y = 0.5x + 14.5 .
当 x = 4 时,y = 0.5×4+14.5 = 16.5(厘米).
故当所挂物体的质量为 4 千克时弹簧的长度为 16.5 厘米.
用待定系数法求一次函数的表达式
2. 根据已知条件列出关于 k、b 的方程组;
1. 设所求的一次函数表达式为 y = kx + b;
3. 解方程,求出 k、b;
4. 把求出的 k,b 代回表达式即可.