(共26张PPT)
【2025新教材】沪科版数学 八年级上册
第12章 函数与一次函数
12.3.2一次函数与二元一次方程组
1
2
3
知道一次函数与二元一次方程组的关系,会用图象法解二元一次方程组;
会根据二元一次方程的系数判断二元一次方程组解的情况;
学习用函数的观点看待方程组的方法,进一步感受数形结合的思想方法.
12.3.2 一次函数与二元一次方程组 教学课件
一、教学基本信息
授课对象:高一学生(已掌握一次函数与二元一次方程的关联、二元一次方程组解法及一次函数图像绘制)
核心目标:1. 理解二元一次方程组的解与两个一次函数图像交点坐标的对应关系;2. 能利用一次函数图像求解二元一次方程组,掌握“数形结合”的解题方法;3. 结合图像理解方程组解的三种情况,培养分类讨论思想。
教学重难点:重点为二元一次方程组的解与函数图像交点的关联及应用;难点为理解方程组“无解”“无数组解”的几何意义。
教学准备:PPT课件、几何画板、学生自备直角坐标系绘图工具。
二、教学过程设计(45分钟)
环节一:复习铺垫,衔接新知(5分钟)
1. 旧知回顾:
提问:二元一次方程2x + y = 5对应的一次函数解析式是什么?(y = -2x + 5)该方程的解与函数图像上的点有什么关系?(方程的解是函数图像上点的坐标,反之亦然)
2. 求解二元一次方程组:$\begin{cases}2x + y = 5 \\ x - y = 1\end{cases}$(学生用代入法或加减法求解,得$\begin{cases}x=2 \\ y=1\end{cases}$)
3. 悬念导入:教师板书两个方程对应的一次函数——y = -2x + 5和y = x - 1,提问:“这两个函数的图像有什么位置关系?它们的交点坐标和刚才方程组的解有联系吗?能不能通过画函数图像直接求出方程组的解?”引出本节课主题——一次函数与二元一次方程组。
设计意图:通过复习上节课核心关联与方程组代数解法,搭建知识桥梁,以“图像与解的关联”激发探究欲,自然衔接新知。
环节二:探究新知,揭示核心关联(18分钟)
本环节以具体方程组为载体,从“代数解与图像交点—一般规律—解的三种情况”三层递进,突破难点。
1. 第一层:具体探究——“方程组的解与函数图像交点坐标”
1. 画图分析:让学生在直角坐标系中画出一次函数y = -2x + 5和y = x - 1的图像(教师用几何画板同步演示标准图像),标注两条直线的交点坐标。
2. 对比发现:引导学生观察:“两条直线的交点坐标是什么?((2,1))这个坐标与刚才方程组$\begin{cases}2x + y = 5 \\ x - y = 1\end{cases}$的解$\begin{cases}x=2 \\ y=1\end{cases}$有什么关系?”(完全一致)
3. 逻辑验证:提问:“为什么交点坐标就是方程组的解?”引导学生思考:交点在第一条直线上,其坐标满足第一个方程;同时在第二条直线上,满足第二个方程,因此是方程组的公共解,即方程组的解。
2. 第二层:规律总结——“二元一次方程组与一次函数的核心关联”
结合上述探究,师生共同总结:
- 二元一次方程组$\begin{cases}a_1x + b_1y = c_1 \\ a_2x + b_2y = c_2\end{cases}$,可转化为两个一次函数$y = k_1x + b_1$和$y = k_2x + b_2$($b_1、b_2$不为0时);
- 方程组的解,就是这两个一次函数图像交点的坐标;
- 反之,两个一次函数图像交点的坐标,就是对应的二元一次方程组的解。
即时应用:给出一次函数y = 3x - 4和y = -x的图像交点为(1,-1),直接写出对应的方程组的解($\begin{cases}x=1 \\ y=-1\end{cases}$),强化关联认知。
3. 第三层:分类讨论——“方程组解的三种情况与函数图像的位置关系”
用几何画板展示三组一次函数图像,引导学生观察图像位置关系,结合方程组解的情况,总结分类规律:
函数图像位置关系
对应方程组的解
一次函数系数特征($y=k_1x+b_1$,$y=k_2x+b_2$)
示例
相交(有一个交点)
有唯一一组解
$k_1 \neq k_2$
$\begin{cases}y=-2x+5 \\ y=x-1\end{cases}$(交点(2,1))
平行(无交点)
无解
$k_1 = k_2$且$b_1 \neq b_2$
$\begin{cases}y=2x+3 \\ y=2x-1\end{cases}$(图像平行,无交点)
重合(有无数个交点)
有无数组解
$k_1 = k_2$且$b_1 = b_2$
$\begin{cases}y=3x-2 \\ 2y=6x-4\end{cases}$(图像重合,无数交点)
重点强调:判断方程组解的情况,可通过转化为一次函数后,比较k和b的值——k不同则有唯一解,k相同看b,b不同则无解,b相同则无数解。
设计意图:从具体到一般,再到分类讨论,层层深入,帮助学生既掌握“有解”的核心关联,又理解“无解”“无数解”的几何本质,突破教学难点。
环节三:技能应用,巩固提升(15分钟)
本环节分“基础应用—综合拓展”两级,强化“以形助数”和“以数解形”的双向能力。
1. 基础应用:图像法解方程组及解的情况判断(8分钟)
例题1:完成下列问题:
- 用图像法解方程组$\begin{cases}x + y = 3 \\ 2x - y = 6\end{cases}$:
步骤1:将方程组转化为一次函数:$y = -x + 3$和$y = 2x - 6$;
- 步骤2:画出两个函数的图像(学生动手画,教师展示标准图);
- 步骤3:找出交点坐标(3,0),得方程组的解为$\begin{cases}x=3 \\ y=0\end{cases}$;
- 步骤4:用代数方法验证(代入方程组,左右两边相等,解正确)。
判断下列方程组解的情况,无需求解:
$\begin{cases}y=5x-2 \\ y=5x+1\end{cases}$($k_1=k_2=5$,$b_1=-2\neq b_2=1$,无解);
$\begin{cases}3x + y = 4 \\ 6x + 2y = 8\end{cases}$(转化为$y=-3x+4$和$y=-3x+4$,$k、b$均相等,无数组解)。
2. 综合拓展:结合实际问题的图像应用(7分钟)
例题2:甲、乙两家快递公司承接同城快递业务,收费标准如下:甲公司:快递费y (元)与快递重量x(kg)的函数关系为y =2x + 3;乙公司:快递费y (元)与快递重量x(kg)的函数关系为y =3x + 1。
1. 画出两个函数的大致图像(重点标注交点);
2. 结合图像说明,当快递重量为多少时,两家公司收费相同?收费多少?(找交点坐标,解得$\begin{cases}x=2 \\ y=7\end{cases}$,即2kg时收费相同,均7元);
3. 若快递重量为1kg,选哪家公司更划算?3kg呢?(1kg时y =5元,y =4元,选乙;3kg时y =9元,y =10元,选甲)
设计意图:基础题强化图像法解方程组的步骤及解的情况判断,综合题将知识与实际决策结合,让学生体会“图像找交点—分析实际意义”的应用价值。
环节四:总结升华,拓展延伸(7分钟)
1. 知识梳理:引导学生用流程图总结核心内容:
二元一次方程组 $\stackrel{转化}{\leftrightarrows}$ 两个一次函数 $\stackrel{对应}{\leftrightarrows}$ 函数图像位置关系(相交/平行/重合) $\stackrel{确定}{\leftrightarrows}$ 方程组的解(唯一/无解/无数)
2. 思想提炼:强调本节课核心思想——数形结合(用图像直观呈现方程组的解,用代数计算验证图像结果)和分类讨论(根据k、b的值分类判断解的情况)。
3. 拓展思考:提问“若有三个一次函数,它们的图像交点与三元一次方程组的解有什么关系?”激发学生后续探究兴趣。
4. 课后任务:
必做:教材对应习题,完成“代数解法”与“图像解法”的对比;
5. 选做:调查本地两家超市同种牛奶的定价(如A超市:箱价60元,单盒3元;B超市:箱价55元,单盒3.5元),设购买数量为x,费用为y,建立函数模型,用图像法分析购买多少时选哪家更划算。
三、板书设计
12.3.2 一次函数与二元一次方程组
一、核心关联
方程组的解 两个一次函数图像的交点坐标
例:$\begin{cases}2x+y=5 \\ x-y=1\end{cases}$ $\begin{cases}y=-2x+5 \\ y=x-1\end{cases}$ 交点(2,1)
二、解的三种情况($y=k_1x+b_1$,$y=k_2x+b_2$)
1. 相交($k_1≠k_2$)→ 唯一解
2. 平行($k_1=k_2$,$b_1≠b_2$)→ 无解
3. 重合($k_1=k_2$,$b_1=b_2$)→ 无数组解
三、图像法解方程组步骤
1. 转化:方程组→两个一次函数
2. 画图:在同一坐标系画图像
3. 找点:确定交点坐标
4. 验证:代数方法检验解的正确性
四、思想方法:数形结合、分类讨论
四、教学反思(课后填写)
1. 学生对“平行→无解”“重合→无数解”的理解是否到位?是否能通过k、b快速判断解的情况?
2. 图像法解方程组时,学生画图的准确性是否影响解的判断?如何指导学生规范画图?
3. 综合应用环节,学生是否能从实际问题中提炼函数模型?需要加强哪些引导?
上节课我们学习了一次函数与二元一次方程间的对应关系,那么,我们是否可以利用一次函数图象来解二元一次方程组呢?
例1 (1) 在同一平面直角坐标系中,画出直线 l1:y=-x+1与 l2:y = 2x + 6 ;
(2) 如果直线 l1 与 l2 交于点 P,写出点 P 的坐标;
解:(1) 图象如图所示.
(2) 由图可知,直线 l1 与 l2 交于点 P,点 P 的坐标为(-2,2).
(3) 说明点 P 的坐标是否为下面方程组的解.
(3) 方程 x + 2y = 2 可以转化成一次函数y=-x+1的形式,因此,直线 l1: y=-x+1上任意一点的坐标都是方程 x + 2y = 2 的解.
同理,直线 l2 上任意一点的坐标都是方程 2x - y = -6 的解,所以直线 l1 与 l2的交点 P 的坐标是方程 x + 2y = 2 与2x - y = -6 的公共解,也就是说,点 P 的坐标是二元一次
方程组 的解.
归纳:
二元一次方程组的图象解法
二元一次方程
组的解
两个一次函数所在直线的交点坐标
对应
解方程组本质上是当两个函数的值相等时,求函数的自变量和对应的函数值.
数
形
例2 利用图象解法解方程组:
解:对于方程①,有
x ... 0 2 ...
y ... -2 3 ...
过点 A(0,-2)和 B(2,3)画出方程①所对应的直线 l: y = -x-2.
同样地,点A(0,-2)和B(2,3)也在方程②所对应的直线上.
所以方程①和方程②所对应的直线都是经过A 和B 两点的直线 l,
如图,就是说,这两条直线重合.
显然,直线 l上每一个点的坐标都是方程组的解,所以方程组有无穷多组解.
你能归纳出用图象法解二元一次方程组的一般步骤吗?
(1)变函数:把方程组化为一次函数y=k1x+b1与y=k2x+b2;
(2)画图象:建立平面直角坐标系,画出两个一次函数的图象;
(3)找交点:由图象确定两直线交点的坐标;
(4)写结论:依据点的坐标写出方程组的解.
思考:
练一练
1 .若二元一次方程组 的解为 ,则函数
y = 5 - x 与 y = -2x + 8 的图象的交点坐标为 .
(3,2)
2.一次函数 y = 5 - x 与 y = -2x + 8 图象的交点为(3,2)则方程组 的解为________.
例3 利用图象解法解方程组:
解:方程 3x + 2y = -2 对应直线 l1:y = -x - 1.
方程 6x + 4y = 4 对应直线 l2: y = -x + 1
作出直线 l1 和直线 l1 ,如图,两条直线平行,故方程组无解.
(1)相交(有一个交点) 二元一次方程组有 唯一解 ;
(2)平行(无交点) 二元一次方程组 无解 ;
(3)重合(有无数个交点) 二元一次方程组有 无数个解.
归纳:
二元一次方程组的解三种情况
唯一解
无解
无穷组解
当把二元一次方程组化为 (其中a1,a2,
b1,b2,c1,c2为常数)的形式后,比较每个例题里两个方程中x的系数之比、y的系数之比以及常数项之比,你发现了怎样的规律?
思考:
(1)当 时,方程组有一组解;
a1
a2
≠
b1
b2
(2)当 时,方程组有无穷多组解;
a1
a2
=
b1
b2
c1
c2
=
发现
(3)当 时,方程组无解.
a1
a2
=
b1
b2
c1
c2
≠
练一练
3 .已知关于x,y的方程组 ,当k______时,方程组有且只有一组解;当k______时,方程组有无数组解.
≠6
=6
当 a1 : a2 ≠ b1 : b2 时 ,有唯一解
3 : k ≠ 7 : 14
当 a1 : a2 = b1 : b2 = c1 : c2 时 ,有无穷多组解
3 : k = 7 : 14 = 14 : 28
随堂练习
1.既不解方程组也不画图,你能判断下列方程组的解的情况吗?
【教材P52 练习 T1】
3x+5y=8
2x-3y=7
(1)
(2)
(3)
(4)
y=2x-3
4x-2y=6
3x-4y=5
6x-8y=12
2x+3y=5
y=x
一组解
无穷组解
无解
一组解
2.已知直线 y=-x+4 与 y=x+2 的图象如图,则方程组 的解为( )
y=-x+4
y=x+2
A.
B.
C.
D.
x=3
y=1
x=1
y=3
x=0
y=4
x=4
y=0
B
3. 如果关于x,y的方程组 无解,那么一次函数y=(-k+1)x -3的图象不经过第_____象限.
y=-x+1,
y=(2k+1)x -3
二
知识点1 一次函数与二元一次方程组的关系
1. [2025合肥三十八中学期中]已知直线 与直
线相交于点,则方程组
的解为( )
D
A. B.
C. D.
返回
2. [2025蚌埠蚌山区期中]一次函数 与
的图象如图所示,下列结论错误的是( )
A
A. 当时,
B. 当时,
C. 关于,的方程组
的解为
D.
【点拨】A.观察题图知,当 时,直线
在直线 的上方,
则 ,故选项A错误;B.观察题图知,
当时, ,故选项B正确;C.
关于,的方程组 的解是一
次函数与 图象的交点坐标,由题图
知,两直线交于点 ,
则方程组的解为 故选
项C正确;D.由题图知,两直线与 轴的交
点在轴的上方,即, ,所以
,故选项D正确;故选A.
返回
3.若方程组无解,则函数 的图
象不经过第____象限.
一
【点拨】因为方程组 无解,所以
,解得.则一次函数 的图象经过
第二、三、四象限,不经过第一象限.
返回
知识点2 利用一次函数判断二元一次方程组解的情况
4. 若直线与直线 有唯一交点,则
二元一次方程组 的解的情况是( )
B
A. 无解 B. 有唯一解
C. 有两组解 D. 有无数组解
返回
5.已知关于,的方程组当 _____时,方程组
有且只有一组解;当 _____时,方程组有无数组解.
返回
课堂小结
二元一次方程组的解与两直线l1:a1x+b1y=c1与l2:a2x+b2y=c2位置关系的联系(其中6 个常数均不为零):
从“数”看 从“形”看
≠ 方程组有唯一解 l1与l2相交
= ≠ 方程组无解 l1与l2平行
== 方程组有无数个解 l1与l2重合
谢谢观看!