内容正文:
生活中的变量关系
学业标准
素养目标
1.通过实例,了解生活中具有函数关系的两个变量之间的关系.
2.通过实例了解分段函数的概念.
1.通过生活中的变量关系,培养数学建模核心素养.
2.借助变量间的关系的表示,提升直观想象核心素养.
导学
生活中的变量关系
初中我们已经学习过函数的概念,它是如何用函数描述变量之间的依赖关系的呢?
[提示] 在一个变化过程中,有两个变量x和y,如果给定了一个x值,相应地就确定唯一的一个y值,那么我们称y是x的函数,其中x是自变量,y是因变量.
◎结论形成
1.函数的概念(初中):如果在一个变化过程中,有两个变量x和y,对于变量x的每一个值,变量y都有唯一确定的值和它对应,那么y就是x的函数,其中x是自变量,y是因变量.
2.具有函数关系的两个变量之间的关系:凡是要确定两个变量具有函数关系,就要判断“对于变量x的每一个值,变量y都有唯一确定的值和它对应”.
3.分段函数
形如y=的函数叫作分段函数.
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)某商场一天的销售额与客流量之间是函数关系.( )
(2)家庭买衣服的支出与交手机费之间是依赖关系.( )
(3)高铁运营里程与年份之间存在依赖关系,但不是函数关系.( )
(4)圆的面积与半径之间是函数的关系.( )
答案 (1)× (2)× (3)√ (4)√
2.张大爷种植了10亩小麦,每亩施肥x千克,小麦总产量为y千克,则( )
A.x,y之间有依赖关系
B.x,y之间有函数关系
C.y是x的函数
D.x是y的函数
解析 小麦总产量与种子、施肥量、水、日照时间等都有关系.
答案 A
3.(1)球的半径与表面积之间是________关系.
(2)家庭收入与支出之间是________关系.
解析 (1)球的表面积随半径的变化而变化,且由半径唯一确定,所以是函数关系.
(2)一般情况下,家庭支出随家庭收入的变化而变化,但收入一定时,支出并不唯一确定,所以是依赖关系.
答案 (1)函数 (2)依赖
4.交通路口,通过的汽车的数量与时间是________关系.
答案 依赖
题型一 两变量关系的判断
(教材例1、例2拓展)
1.(多选)下列两个变量之间的关系是函数关系的是( )
A.出租车车费与出租车行驶的里程
B.商品房销售总价与商品房建筑面积
C.铁块的体积与铁块的质量
D.人的身高与体重
解析 两个变量具有依赖关系,且具有函数关系的是选项A、B、C.故选ABC.
答案 ABC
2.下列过程中,各变量之间是否存在依赖关系?其中哪些是函数关系?
(1)做自由落体运动的物体下落的距离与时间的关系;
(2)商品的销售额与广告费之间的关系;
(3)家庭的食品支出与电视价格之间的关系.
解析 (1)科学家通过实验发现,做自由落体运动的物体下落的距离(h)与时间(t)具有关系h=gt2,其中g是常量,很显然,对于时间t在其变化范围内的每一个取值,都有唯一的下落距离h与之对应,故这两个变量存在依赖关系,且距离是时间的函数;
(2)商品的销售额与广告费这两个变量在现实生活中存在依赖关系,但商品的销售额还受其他因素的影响,比如产品的质量、价格、售后服务等,所以商品的销售额与广告费之间不是函数关系;
(3)家庭的食品支出与电视价格之间不存在依赖关系.
综上可知,(1)中的变量间存在依赖关系,且是函数关系;(2)中变量间存在依赖关系,但不是函数关系;(3)中两个变量间不存在依赖关系.
依赖关系与函数关系的判断方法与步骤
(1)对于两个变量,如果一个变量的改变影响另一个变量,则这两个变量具有依赖关系,否则不具有依赖关系.
(2)如果两个变量具有依赖关系,且一个变量的确定决定另一个变量的确定,则这两个变量具有函数关系,否则不具有函数关系.
题型二 变量关系的表示
(教材例4、例5提升)下图所示为某市一天24小时内的气温变化图,根据图象回答下列问题.
(1)全天的最高气温、最低气温分别是多少?
(2)大约在什么时刻,气温为0 ℃?
(3)大约在什么时刻内,气温在0 ℃以上?
(4)变量Q是关于变量t的函数吗?
[解析] 观察图象可知:
(1)全天最高气温大约是9 ℃,在14时达到.全天最低气温大约是-2 ℃,在4时达到.
(2)大约在0时、8时和22时,气温为0 ℃.
(3)在8时到22时之间,气温在0 ℃以上.
(4)由图象可知随着时间的增加气温先降再升后降.对于时间t的每个取值,都有唯一的气温Q与之对应,所以气温Q是时间t的函数.
[母题变式]
(变结论)对于本例中的两个变量Q和t,t是关于Q的函数吗?为什么?
解析 不是.因为对于气温Q的一个值可能有两个时间t和它对应,所以时间t不是气温Q的函数.
(1)表达两变量关系的常用方法是图象法和表格法.
(2)在解题过程中要尽可能地利用题目所提供的数据,充分挖掘图象以及数据、表格中包含的信息,从而将问题解决.
[触类旁通]
1.以下是某电视台的广告价格表(单位:元)
播出时长
价格
播出时间段
10 s
15 s
20 s
30 s
40 s
50 s
60 s
19:30~22:00
900
950
1000
1500
2000
2500
4000
试问:广告价格与播出时间之间的关系是否是函数关系?
解析 是函数关系,因为x,y的取值范围分别是A={10,15,20,30,40,50,60},B={900,950,1000,1500,2000,2500,4000},它们都是非空数集,且按照表格中给出的对应关系,对任意的x∈A,在B中都有唯一确定的值与之对应,所以y是x的函数,即y与x是函数关系.
题型三 分段函数
(教材例6拓展)在现实生活中,常常使用表格描述两个变量之间的对应关系.比如国内邮寄信函(本埠),每封信函的重量和对应邮资如下表.
信函重
量m/g
0<
m≤20
20<
m≤40
40<
m≤60
60<
m≤80
80<
m≤100
邮资
M/元
0.80
1.60
2.40
3.20
4.00
(1)邮资M是信函重量m的函数吗?若是,其解析式是什么?
(2)在(1)中邮资M是信函重量m的函数有几个?为什么?
[解析] (1)据函数定义知M是m的函数,其解析式为M=
(2)一个.因为(1)中的函数虽然有5个不同的部分,但不是5个函数,只不过在定义域的不同子集内,对应关系不同而已.
理解分段函数的关注点
(1)分段函数是一个函数而不是几个函数.
(2)对于一个变量在不同范围的每一个确定的值,另一个变量都有唯一确定的值与之对应.
[触类旁通]
2.判断y=是分段函数吗?
解析 当x=0时y=1,还可以y=3,不符合函数的定义,故不是分段函数.
[缜密思维提能区] 易错案例
判断两变量之间的关系
[典例] 已知变量x,y满足y2=x,问y是x的函数吗?x是y的函数吗?
[解析] y不是x的函数,若x=4时,y=±2有两个值与之对应;x是y的函数.因为对任意实数y0值,x都有唯一的值y与之对应.
[纠错心得] 判断两个具有依赖关系的变量是否具有函数关系,关键是看两个变量之间的关系是否具有确定性,即对于一个变量的每一个值,另一变量是否都有唯一确定的值与之对应.
知识落实
技法强化
1.两个变量之间的依赖关系,及函数关系.
2.分段函数.
1.函数关系的判定:要充分利用函数定义.
2.分段函数:不仅变量之间是因果关系,而且对于自变量x的不同取值范围对应关系不同,但它是一个函数.
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