内容正文:
12.1 函数
学习目标
1. 理解变量与常量的概念,能在具体情境中识别变量与常量。
2. 学会用表格表示变量之间的关系,并能根据表格信息分析变量的变化趋势。
3. 理解用关系式表示变量之间关系的方法,能根据实际问题列出简单的关系式。
4. 理解函数的概念,能判断两个变量之间是否存在函数关系。
5. 掌握函数解析式的概念,能根据函数解析式进行相关计算。
6. 学会求简单函数的自变量取值范围。
7. 能根据函数解析式,已知自变量的值求函数值,或已知函数值求自变量的值。
知识点讲解
1. 变量与常量
在一个变化过程中,数值发生变化的量称为变量。
在一个变化过程中,数值始终不变的量称为常量。
例如:汽车行驶过程中,行驶的路程和时间是变量,而汽车行驶的速度如果保持不变,则速度是常量。
2. 用表格表示变量间的关系
通过列表格的方式,可以清晰地展示一个变量(自变量)与另一个变量(因变量)之间的对应数值。
表格的第一行(或列)通常表示自变量,第二行(或列)表示因变量。
例如:某商店销售一种商品,每件售价5元,销售数量与销售额的关系如下表:
销售数量(件)
1
2
3
4
5
...
销售额(元)
5
10
15
20
25
...
其中,销售数量是自变量,销售额是因变量。
3. 用关系式表示变量间的关系
用数学式子(等式)来表示两个变量之间的关系,这种式子叫做关系式。
在关系式中,通常用含自变量的代数式表示因变量。
例如:上述销售额 y(元)与销售数量 x(件)之间的关系式可表示为:y = 5x。
4. 函数的概念
在一个变化过程中,如果有两个变量 x 与 y,并且对于 x 的每一个确定的值,y 都有唯一确定的值与其对应,那么我们就说 x 是自变量,y 是 x 的函数。
理解函数概念的关键在于:对于自变量的每一个确定值,函数值的唯一性。
5. 函数解析式
用来表示函数关系的数学式子叫做函数解析式,也称为函数关系式。
通常记作:y = f(x),其中 f(x) 是一个含 x 的代数式。例如 y = 2x + 3,等。
6. 自变量的取值范围
使函数有意义的自变量的取值的全体,叫做自变量的取值范围。
确定自变量取值范围时,主要考虑以下几点:
1. 整式型:自变量可取全体实数。例如 y = 3x - 1,x 可取任何实数。
2. 分式型:分母不能为零。例如,需满足,即。
3. 根式型:
· 偶次根式(如二次根式):被开方数必须大于或等于零。例如,需满足,即。
· 奇次根式(如三次根式):被开方数可取全体实数。
4. 实际问题:自变量的取值不仅要使函数解析式有意义,还要符合实际意义。例如,若 x 表示人数,则 x 应为非负整数。
7. 求自变量的值或函数值
1. 求函数值:已知自变量 x = a,求函数 y 的值,只需将 x = a 代入函数解析式中计算即可,结果记为 y = f(a)。
2. 求自变量的值:已知函数值 y = b,求相应的自变量 x 的值,只需解方程 b = f(x) 即可。
例题解析
例1:识别变量与常量
一辆汽车以60千米/小时的速度匀速行驶,行驶的路程为 s 千米,行驶的时间为 t 小时。
(1)请指出这个变化过程中的变量和常量。
(2)试用含 t 的式子表示 s。
解析:
(1)在这个变化过程中,汽车行驶的速度60千米/小时是固定不变的,所以常量是60。
汽车行驶的路程 s 和行驶的时间 t 是不断变化的,所以变量是 s 和 t。
(2)根据路程 = 速度 × 时间,可得 s = 60t。
例2:用表格表示变量关系
某城市居民用电的电价是0.5元/千瓦时。设用电量为 x 千瓦时,应付电费为 y 元。
(1)填写下表:
用电量 ( x )(千瓦时)
10
20
30
40
50
应付电费 ( y )(元)
(2)y 是 x 的函数吗?为什么?
解析:
(1)因为电费 = 电价 × 用电量,即 。
当 x = 10 时,;
当 x = 20 时,;
当 x = 30 时,;
当 x = 40 时,;
当 x = 50 时,。
故表格填写如下:
用电量 ( x )(千瓦时)
10
20
30
40
50
应付电费 ( y )(元)
5
10
15
20
25
(2)y 是 x 的函数。
因为对于用电量 x 的每一个确定的值,应付电费 y 都有唯一确定的值(通过计算得出)与之对应,符合函数的定义。
例3:判断是否为函数关系
下列各选项中,y 是 x 的函数的有( )
A. 正方形的面积 y 与边长 x
B. 式子()中,y 与 x
C. 人的身高 y 与年龄 x
解析:
A. 正方形面积。对于边长 x 的每一个确定正值(边长不能为负),面积 y 都有唯一确定的值与之对应,所以A 是函数关系。
B. 对于 x 的每一个确定的值(如 x = 4),y 有两个值(y = 2 和 y = -2)与之对应,不满足“唯一确定”,所以B 不是函数关系。
C. 对于一个确定的年龄 x,可能有多个人,身高 y 的值不一定唯一(不同的人身高不同),所以C 不是函数关系。
答案:A
例4:求自变量的取值范围
求下列函数中自变量 x 的取值范围。
(1)y = 2x - 5
(2)
(3)
(4)
解析:
(1)函数 y = 2x - 5 是整式型。
所以自变量 x 的取值范围是全体实数。
(2)函数是分式型,分母不能为0。
则
解得
所以自变量 x 的取值范围是。
(3)函数是二次根式型,被开方数需大于或等于0。
则
解得
所以自变量 x 的取值范围是。
(4)函数既含二次根式(分子),又含分式(分母)。
需同时满足:
分子被开方数非负:,即
分母不为0:,即
综合可得,自变量 x 的取值范围是且。
例5:求函数值与自变量的值
已知函数。
(1)当 x = -1 时,求函数 y 的值。
(2)当 y = 1 时,求自变量 x 的值。
解析:
(1)当 x = -1 时,
(2)当 y = 1 时,可得方程:
移项,得
提取公因式 x,得
x(2x - 3) = 0
则 x = 0 或 2x - 3 = 0
解得 x = 0 或
巩固练习
一、选择题(每小题只有一个正确选项)
1. 在圆的面积公式中,常量是( )
A. S B.. r D. S 和 r
2. 下列关系式中,y 不是 x 的函数的是( )
A. y = 3x B...
3. 函数中自变量 x 的取值范围是( )
A. x > 2 B. x <2 C..
4. 函数中自变量 x 的取值范围是( )
A... x > -3 D. x <-3
5. 已知函数 f(x) = 3x - 2,则 f(2) 的值为( )
A. 4 B. 5 C. 6 D. 7
二、填空题
6. 长方形的长为5cm,宽为 x cm,面积为 y cm²,则 y 与 x 之间的函数解析式为_________,其中自变量 x 的取值范围是_________。
7. 已知函数 y = 2x - 1,当 x = 0 时,y =_________当 y = 5时,x=_________。
8. 函数中自变量 x 的取值范围是_________。
9. 某种储蓄的月利率为0.5%,存入本金 x 元,则本息和 y(元)与所存月数 n 之间的函数关系式为_________(不考虑利息税),其中常量是_________,变量是_________。
三、解答题
10. 某商店出售一种文具,每个进价为2元,售价为3元。若售出数量为 x 个,商店获得的利润为 y 元。
(1)写出 y 与 x 之间的函数关系式。
(2)指出自变量 x 的取值范围。
(3)当售出100个时,利润是多少元?
11. 求下列函数中自变量 x 的取值范围。
(1)
(2)
(3)
12. 已知函数。
(1)求 f(0) 和 f(-1) 的值。
(2)当 f(x) = 1 时,求 x 的值。
巩固练习答案与解析
一、选择题
1. 答案:B
解析:在中,是圆周率,是一个固定不变的常数,所以是常量;S 随着 r 的变化而变化,所以 S 和 r 是变量。
2. 答案:D
解析:A、B、C选项中,对于 x 的每一个确定值,y 都有唯一确定的值与之对应。D选项,例如当 x = 4 时,y = 2 或 y = -2,y 的值不唯一,故 y 不是 x 的函数。
3. 答案:C
解析:函数是二次根式,被开方数需非负,即,解得。
4. 答案:B
解析:函数是分式,分母不能为0,即,解得。
5. 答案:A
解析:
二、填空题
6. 答案:y = 5x;x > 0
解析:长方形面积 = 长×宽,所以 y = 5x。由于长方形的宽不能为0或负数,所以自变量 x 的取值范围是 x > 0。
7. 答案:-1;3
解析:当 x = 0 时,。
当 y = 5 时,2x - 1 = 5
2x = 5 + 1
2x = 6
x = 3
8. 答案:且
解析:被开方数,解得;分母,解得。所以自变量 x 的取值范围是且。
9. 答案:(或);0.5%(或0.005);y,x,n
解析:月利率0.5%,则每月利息为,n 个月的利息为 0.005xn,本息和。其中,月利率0.5%是固定不变的,是常量;本金 x、月数 n、本息和 y 是变化的,是变量。
三、解答题
10. 解析:
(1)每个文具的利润为售价 - 进价 = 3 - 2 = 1(元)。
总利润。
所以函数关系式为 y = x。
(2)售出数量 x 不能为负数,且为整数,所以自变量 x 的取值范围是 x 为非负整数(且 x 为整数)。
(3)当 x = 100 时,y = 100。
答:当售出100个时,利润是100元。
11. 解析:
(1)函数是整式型。
所以自变量 x 的取值范围是全体实数。
(2)函数是分式型,分母不能为0。
解得且。
所以自变量 x 的取值范围是且。
(3)函数含二次根式和分式。
对于二次根式:
对于分式:
解得
所以自变量 x 的取值范围是且。
12. 解析:
(1)求 f(0):
求 f(-1):
(2)当 f(x) = 1 时,
方程两边同乘 x + 2(),得
2x - 1 = x + 2
移项,得
2x - x = 2 + 1
x = 3
经检验,x = 3 时,分母,所以 x = 3 是原方程的解。
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12.1 函数
学习目标
1. 理解变量与常量的概念,能在具体情境中识别变量与常量。
2. 学会用表格表示变量之间的关系,并能根据表格信息分析变量的变化趋势。
3. 理解用关系式表示变量之间关系的方法,能根据实际问题列出简单的关系式。
4. 理解函数的概念,能判断两个变量之间是否存在函数关系。
5. 掌握函数解析式的概念,能根据函数解析式进行相关计算。
6. 学会求简单函数的自变量取值范围。
7. 能根据函数解析式,已知自变量的值求函数值,或已知函数值求自变量的值。
知识点讲解
1. 变量与常量
在一个变化过程中,数值发生变化的量称为变量。
在一个变化过程中,数值始终不变的量称为常量。
例如:汽车行驶过程中,行驶的路程和时间是变量,而汽车行驶的速度如果保持不变,则速度是常量。
2. 用表格表示变量间的关系
通过列表格的方式,可以清晰地展示一个变量(自变量)与另一个变量(因变量)之间的对应数值。
表格的第一行(或列)通常表示自变量,第二行(或列)表示因变量。
例如:某商店销售一种商品,每件售价5元,销售数量与销售额的关系如下表:
销售数量(件)
1
2
3
4
5
...
销售额(元)
5
10
15
20
25
...
其中,销售数量是自变量,销售额是因变量。
3. 用关系式表示变量间的关系
用数学式子(等式)来表示两个变量之间的关系,这种式子叫做关系式。
在关系式中,通常用含自变量的代数式表示因变量。
例如:上述销售额 y(元)与销售数量 x(件)之间的关系式可表示为:y = 5x。
4. 函数的概念
在一个变化过程中,如果有两个变量 x 与 y,并且对于 x 的每一个确定的值,y 都有唯一确定的值与其对应,那么我们就说 x 是自变量,y 是 x 的函数。
理解函数概念的关键在于:对于自变量的每一个确定值,函数值的唯一性。
5. 函数解析式
用来表示函数关系的数学式子叫做函数解析式,也称为函数关系式。
通常记作:y = f(x),其中 f(x) 是一个含 x 的代数式。例如 y = 2x + 3,等。
6. 自变量的取值范围
使函数有意义的自变量的取值的全体,叫做自变量的取值范围。
确定自变量取值范围时,主要考虑以下几点:
1. 整式型:自变量可取全体实数。例如 y = 3x - 1,x 可取任何实数。
2. 分式型:分母不能为零。例如,需满足,即。
3. 根式型:
· 偶次根式(如二次根式):被开方数必须大于或等于零。例如,需满足,即。
· 奇次根式(如三次根式):被开方数可取全体实数。
4. 实际问题:自变量的取值不仅要使函数解析式有意义,还要符合实际意义。例如,若 x 表示人数,则 x 应为非负整数。
7. 求自变量的值或函数值
1. 求函数值:已知自变量 x = a,求函数 y 的值,只需将 x = a 代入函数解析式中计算即可,结果记为 y = f(a)。
2. 求自变量的值:已知函数值 y = b,求相应的自变量 x 的值,只需解方程 b = f(x) 即可。
例题解析
例1:识别变量与常量
一辆汽车以60千米/小时的速度匀速行驶,行驶的路程为 s 千米,行驶的时间为 t 小时。
(1)请指出这个变化过程中的变量和常量。
(2)试用含 t 的式子表示 s。
例2:用表格表示变量关系
某城市居民用电的电价是0.5元/千瓦时。设用电量为 x 千瓦时,应付电费为 y 元。
(1)填写下表:
用电量 ( x )(千瓦时)
10
20
30
40
50
应付电费 ( y )(元)
(2)y 是 x 的函数吗?为什么?
例3:判断是否为函数关系
下列各选项中,y 是 x 的函数的有( )
A. 正方形的面积 y 与边长 x
B. 式子()中,y 与 x
C. 人的身高 y 与年龄 x
例4:求自变量的取值范围
求下列函数中自变量 x 的取值范围。
(1)y = 2x - 5
(2)
(3)
(4)
例5:求函数值与自变量的值
已知函数。
(1)当 x = -1 时,求函数 y 的值。
(2)当 y = 1 时,求自变量 x 的值。
巩固练习
一、选择题(每小题只有一个正确选项)
1. 在圆的面积公式中,常量是( )
A. S B.. r D. S 和 r
2. 下列关系式中,y 不是 x 的函数的是( )
A. y = 3x B...
3. 函数中自变量 x 的取值范围是( )
A. x > 2 B. x <2 C..
4. 函数中自变量 x 的取值范围是( )
A... x > -3 D. x <-3
5. 已知函数 f(x) = 3x - 2,则 f(2) 的值为( )
A. 4 B. 5 C. 6 D. 7
二、填空题
6. 长方形的长为5cm,宽为 x cm,面积为 y cm²,则 y 与 x 之间的函数解析式为_________,其中自变量 x 的取值范围是_________。
7. 已知函数 y = 2x - 1,当 x = 0 时,y =_________当 y = 5时,x=_________。
8. 函数中自变量 x 的取值范围是_________。
9. 某种储蓄的月利率为0.5%,存入本金 x 元,则本息和 y(元)与所存月数 n 之间的函数关系式为_________(不考虑利息税),其中常量是_________,变量是_________。
三、解答题
10. 某商店出售一种文具,每个进价为2元,售价为3元。若售出数量为 x 个,商店获得的利润为 y 元。
(1)写出 y 与 x 之间的函数关系式。
(2)指出自变量 x 的取值范围。
(3)当售出100个时,利润是多少元?
11. 求下列函数中自变量 x 的取值范围。
(1)
(2)
(3)
12. 已知函数。
(1)求 f(0) 和 f(-1) 的值。
(2)当 f(x) = 1 时,求 x 的值。
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