19.2.3 一次函数与方程、不等式(1)
知识技能目标
1.使学生理解二元一次方程组的解是两条直线的交点坐标,并能通过图象法来求二元一次方程组的解;
2.让学生了解到函数是刻画和研究现实世界数量关系的重要数学模型,也是一种重要的数学思想,培养和提高学生在数学学习中的创造和应用函数的能力.
过程性目标
1.使学生体会到实际问题中数量之间的相互关系,学会用函数的思想去进行描述、研究其内在联系和变化规律;
2.通过图象获取函数相关信息,运用图象来解释实际问题中相关量的涵义;
3.使学生体会到二元一次方程组的解是两条直线的交点坐标,能通过图象法来求二元一次方程组的解.
教学过程
一、创设情境
问题 学校有一批复印任务,原来由甲复印社 ( http: / / www.21cnjy.com )承接,按每100页40元计费.现乙复印社表示:若学校先按月付给一定数额的承包费,则可按每100页15元收费.两复印社每月收费情况如下图所示.
( http: / / www.21cnjy.com )
根据图象回答:
(1)乙复印社的每月承包费是多少?
(2)当每月复印多少页时,两复印社实际收费相同?
(3)如果每月复印页数在1200页左右,那么应选择哪个复印社?
二、探究归纳
问 “乙复印社的每月承包费”在图象上怎样反映出来?
答 “乙复印社的每月承包费”指当x=0时,y的值,从图中可以看出乙复印社的每月承包费是200元.
问 “收费相同”在图象上怎样反映出来?
答 “收费相同”是指当x取相同的值时,y ( http: / / www.21cnjy.com )相等,即两条射线的交点.我们看到,两个一次函数图象的交点处,自变量和对应的函数值同时满足两个函数的关系式.而两个一次函数的关系式就是方程组中的两个方程,所以交点的坐标就是方程组的解.据此,我们可以利用图象来求某些方程组的解.
问 如何在图象上看出函数值的大小?
答 作一条x轴的垂线,如下图,此时x的值相 ( http: / / www.21cnjy.com )同,它与哪一条射线的交点较高,就表示对应函数值较大,收费就较高;反之,它与另一条射线的交点较低,就表示对应函数值较小,收费就较低.从图中可以看出,如果每月复印页数在1200页左右,那么应选择乙复印社收费较低.
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三、实践应用
例1 小张准备将平时的零用 ( http: / / www.21cnjy.com )钱节约一些储存起来.他已存有50元,从现在起每个月节存12元.小张的同学小王以前没有存过零用钱,听到小张在存零用钱,表示从小张存款当月起每个月存18元,争取超过小张.请你写出小张和小王存款和月份之间的函数关系,并计算半年以后小王的存款是多少,能否超过小张?至少几个月后小王的存款能超过小张?
解 设小张存x个月的存款是y1元,小王的存x个月的存款是y2元,
则y1=50+12x,y2=18x,
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当x=6时,y1=50+12×6=122(元), y2=18×6=108(元).
所以半年后小王的存款不能超过小张.
由y2>y1,即18x> 50+12x,得x>,
所以9个月后,小王的存款能超过小张.
思考:①求的解.②观察两直线交点坐标与这个方程组的解有什么关系.
结论 我们看到,两个一次函数图象的交点 ( http: / / www.21cnjy.com )处,自变量和对应的函数值同时满足两个函数的关系式.而两个一次函数的关系式就是方程组中的两个方程,所以交点的坐标就是方程组的解.据此,我们可以利用图象来求某些方程组的解.
例2 利用图象解方程组
解 在直角坐标系中画出两条直线,如下图所示.
两条直线的交点坐标是(2,-1),所以方程组的解为
例3 下图表示一艘轮船和一艘快艇沿 ( http: / / www.21cnjy.com )相同路线从甲港出发到乙港行驶过程中路程随时间变化的图象(分别是正比例函数图象和一次函数图象).根据图象解答下列问题:
( http: / / www.21cnjy.com )
(1)请分别求出表示轮船和快艇行驶过程的函数解析式(不要求写出自变量的取值范围);
(2)轮船和快艇在途中(不包括起点和终点)行驶的速度分别是多少?
(3)问快艇出发多长时间赶上轮船?
解 (1)设表示轮船行驶过程的函数解析式为y=kx(k≠0),
由图象知:当x=8时,y=160.
代入上式,得8k=160,
可解得k=20.
所以轮船行驶过程的函数解析式为y=20x.
设表示快艇行驶过程的函数解析式为y=ax+b(a≠0),
由图象知:当x=2时,y=0;当x=6时,y=160.
代入上式,得
可解得
所以快艇行驶过程的函数解析式为y=40x-80.
(2)由图象可知,轮船在8小时内行驶了160千米,快艇在4小时内行驶了160千米,所以轮船的速度是(千米/时),快艇的速度是(千米/时).
(3)设轮船出发x小时快艇赶上轮船,
20x=40x-80
得x=4,x-2=2.
答 快艇出发了2小时赶上轮船.
四、交流反思
1.实际问题中数量之间的相互关系,用函数的思想去进行描述、研究其内在联系和变化规律;
2.使学生体会到二元一次方程组的解是两条直线的交点坐标,能通过图象法来求二元一次方程组的解.
五、检测反馈
1.利用图象解下列方程组:
(1) (2)
2.已知直线y=2x+1和y=3x+b的交点在第三象限,写出常数b可能的两个数值.
3.学校准备去白云山春游.甲、乙两 ( http: / / www.21cnjy.com )家旅行社原价都是每人60元,且都表示对学生优惠.甲旅行社表示: 全部8折收费;乙旅行社表示: 若人数不超过30人则按9折收费,超过30人按7折收费.
(1)设学生人数为x,甲、乙两旅行社实际收取 ( http: / / www.21cnjy.com )总费用为y1、y2(元),试分别列出y1、y2与x的函数关系式(y2应分别就人数是否超过30两种情况列出);
(2)讨论应选择哪家旅行社较优惠;
(3)试在同一直角坐标系内画出(1)题两个函数的图象,并根据图象解释题(2)题讨论的结果.
4.药品研究所开发一种抗菌 ( http: / / www.21cnjy.com )新药.经多年动物实验,首次用于临床人体试验.测得成人服药后血液中药物浓度y(微克/毫升)与服药后时间x(时)之间的函数关系如下图.请你根据图象:
( http: / / www.21cnjy.com )
(1)说出服药后多少时间血液中药物浓度最高?
(2)分别求出血液中药物浓度上升和下降阶段y与x的函数关系式.
19.2.3 一次函数与方程、不等式(2)
知识技能目标
1.使学生理解并掌握一次函数与一元一次方程、一元一次不等式的相互联系;
2.使学生能初步运用函数的图象来解释一元一次方程、一元一次不等式的解集,并能通过函数图象来回答一元一次方程、一元一次不等式的解集.
过程性目标
1.使学生体会到一次函数与一元一次方程、一元一次不等式的相互联系;
2.使学生感受到“数形结合”在数学研究和探究现实生活数量关系及其变化规律中的作用.
3.能运用函数的图象来解释一元一次方程、一元一次不等式的解集,并能通过函数图象来回答一元一次方程、一元一次不等式的解集.
教学过程
一、创设情境
问题 画出函数y=的图象,根据图象,指出:
(1) x取什么值时,函数值 y等于零?
(2) x取什么值时,函数值 y始终大于零?
( http: / / www.21cnjy.com )
二、探究归纳
问 一元一次方程=0的解与函数y=的图象有什么关系?
答 一元一次方程=0的解就是函数y=的图象上当y=0时的x的值.
问 一元一次方程=0的解,不等式>0的解集与函数y=的图象有什么关系?
答 不等式>0的解集就是直线y=在x轴上方部分的x的取值范围.
三、实践应用
例1 画出函数y=-x-2的图象,根据图象,指出:
(1) x取什么值时,函数值 y等于零?
(2) x取什么值时,函数值 y始终大于零?
解 过(-2,0),(0,-2)作直线,如图.
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(1)当x=-2时,y=0;
(2)当x<-2时,y>0.
例2 利用图象解不等式(1)2x-5>-x+1,(2) 2x-5<-x+1.
解 设y1=2x-5,y2=-x+1,
在直角坐标系中画出这两条直线,如下图所示.
( http: / / www.21cnjy.com )
两条直线的交点坐标是(2, -1) ,由图可知:
(1)2x-5>-x+1的解集是y1>y2时x的取值范围,为x>-2;
(2)2x-5<-x+1的解集是y1<y2时x的取值范围,为x<-2.
四、交流反思
运用函数的图象来解释一元一次方程、一元一次不等式的解集,并能通过函数图象来回答一元一次方程、一元一次不等式的解集.
五、检测反馈
1.已知函数y=4x-3.当x取何值时,函数的图象在第四象限?
2.画出函数y=3x-6的图象,根据图象,指出:
(1) x取什么值时,函数值 y等于零?
(2) x取什么值时,函数值 y大于零?
(3) x取什么值时,函数值 y小于零?
3.画出函数y=-0.5x-1的图象,根据图象,求:
(1)函数图象与x轴的交点坐标;
(2)函数图象在x轴上方时,x的取值范围;
(3)函数图象在x轴下方时,x的取值范围.
4.如图,一次函数y=kx+b的图象与反比例函数的图象交于A、B两点.
( http: / / www.21cnjy.com )
(1)利用图中条件,求反比例函数和一次函数的解析式;
(2)根据图象写出一次函数的值大于反比例函数的值的x的取值范围.
19.2.3 一次函数与方程、不等式(3)
知识技能目标
1.通过对一次函数性质、一次函数与一次方程、一次不等式联系的探索,提高自主学习和对知识综合应用的能力.
2.让学生用简单的已知函数来拟合实际问题中变量的函数关系.
过程性目标
1.让学生在探索过程中,体会“问题情境—建立模型—解释应用—回顾拓展”这一数学建模的基本思想,感受函数知识的应用价值;
2.让学生结合自身的生活经历,模仿尝试解决一些身边的函数应用问题.
教学过程
一、创设情境
问题 为了研究某合金材料的体积V(cm3)随温度t(℃)变化的规律,对一个用这种合金制成的圆球测得相关数据如下:
能否据此求出V和t的函数关系?
将这些数值所对应的点在坐 ( http: / / www.21cnjy.com )标系中作出.我们发现,这些点大致位于一条直线上,可知V和t近似地符合一次函数关系.我们可以用一条直线去尽可能地与这些点相符合,求出近似的函数关系式.如下图所示的就是一条这样的直线,较近似的点应该是(10,1000.3)和(60,1002.3).
( http: / / www.21cnjy.com )
设V=kt+b(k≠0),把(10,1000.3)和(60,1002.3)代入,可得k=0.04,b=999.7.
V=0.04t+999.7.
你也可以将直线稍稍挪动一下,不取这两点,换上更适当的两点.
二、探究归纳
我们曾采用待定系数法求得一次函数和反比 ( http: / / www.21cnjy.com )例函数的关系式.但是现实生活中的数量关系是错综复杂的,在实践中得到一些变量的对应值,有时很难精确地判断它们是什么函数,需要我们根据经验分析,也需要进行近似计算和修正,建立比较接近的函数关系式进行研究.
三、实践应用
例1 为了学生的身体健康,学校课桌、凳 ( http: / / www.21cnjy.com )的高度都是按一定的关系科学设计的.小明对学校所添置的一批课桌、凳进行观察研究,发现它们可以根据人的身长调节高度.于是,他测量了一套课桌、凳上相对应的四档高度,得到如下数据:
( http: / / www.21cnjy.com )
(1)小明经过对数据探究,发现:桌高y是凳高x的一次函数,请你求出这个一次函数的关系式(不要求写出x的取值范围);
(2)小明回家后,测量了家里的写字台和凳子,写字台的高度为77cm,凳子的高度为43.5cm,请你判断它们是否配套?说明理由.
解 (1)设一次函数为y=kx+b(k≠0),将表中数据任取两组,不妨取(37.0,70.0)和(42.0,78.0)代入,得
解得
一次函数关系式是y=1.6x+10.8.
(2)当x=43.5时,y=1.6×43.5+10.8=80.4≠77.
答 一次函数关系式是y=1.6x+10.8,小明家里的写字台和凳子不配套.
例2 某公司到果园基地购买某种优质 ( http: / / www.21cnjy.com )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最少?并说明理由.
解 (1);
.
(2)当,即9x=8x+5000时,
解得x=5000.
所以当x=5000时,两种付款一样;
解得3000≤x<5000.
所以当3000≤x<5000时,选择甲方案付款最少;
.
解得x>5000.
所以当x>5000时,选择乙方案付款最少.
四、交流反思
1.现实生活中的数量关系是错综复杂的,在 ( http: / / www.21cnjy.com )实践中得到一些变量的对应值,有时很难精确地判断它们是什么函数,需要我们根据经验分析,也需要进行近似计算和修正,建立比较接近的函数关系式进行研究;
2.把实际问题数学化,运用数学的方法进行分析和研究,是常用的、有效的一种方法.
五、检测反馈
1.酒精的体积随温度的升高而增大,在 ( http: / / www.21cnjy.com )一定范围内近似于一次函数关系.现测得一定量的酒精在0℃时的体积是5.250升,在40℃时的体积是5.481升.求出其函数关系式,又问这些酒精在10℃和30℃时的体积各是多少?
2.分别写出下列函数的关系式,指出是哪种函数,并确定其中自变量的取值范围.
(1)在时速为60km的运动中,路程 s关于运动时间t的函数关系式;
(2)某校要在校园中辟出一块面积为84m2的长方形土地做花圃,这个花圃的长y(m)关于宽x(m)的函数关系式;
(3)已知定活两便储蓄的月利率是0.0 ( http: / / www.21cnjy.com )675%,国家规定,取款时,利息部分要交纳20%的利息税,如果某人存入2万元,取款时实际领到的金额y(元)与存入月数x的函数关系式.
3. 如图,温度计上表示了摄氏 ( http: / / www.21cnjy.com )温度(℃)与华氏温度(℉)的刻度.能否用一个函数关系式来表示摄氏温度y(℃)和华氏温度x(℉)的关系?如果气温是摄氏32度,那相当于华氏多少度?
4.小亮家最近购买了一套住房.准备在装 ( http: / / www.21cnjy.com )修时用木质地板铺设居室,用瓷砖铺设客厅.经市场调查得知:用这两种材料铺设地面的工钱不一样.小亮根据地面的面积,对铺设居室和客厅的费用(购买材料费和工钱)分别做了预算,通过列表,并用x(m2)表示铺设地面的面积,用y(元)表示铺设费用,制成下图.请你根据图中所提供的信息,解答下列问题:
( http: / / www.21cnjy.com )
(1)预算中铺设居室的费用为 元/ m2,铺设客厅的费用为 元/ m2;
(2)表示铺设居室的费用y(元)与面积x( ( http: / / www.21cnjy.com )m2)之间的函数关系式为 ,表示铺设客厅的费用y(元)与面积x(m2)之间的函数关系式为 ;
(3)已知在小亮的预算中,铺设1m2的瓷砖比铺设1m2的木质地板的工钱多5元;购买1m2的瓷砖是购买1m2的木质地板费用的.那么铺设每平方米木质地板、瓷砖的工钱各是多少?购买每平方米的木质地板、瓷砖的费用各是多少?