内容正文:
第二十二章 函数
22.2 函数的表示(第3课时)
1.掌握函数的解析法、列表法、图象法三种表示方法.
2.理解三种方法的优缺点,能根据情境选择合适表示法.
3.能进行三种表示方法之间的简单转化.
如图,要做一个面积为 12 m2 的小矩形花坛,该花坛的一边长为 x m,周长为 y m.变量 y 是变量 x 的函数吗?如果是,写出自变量的取值范围.
该花坛的另一边长为m .这个问题的函数解析式是
y=2(x+) .
x
(1)你能求出这个问题的函数解析式吗?
解:y是x的函数,自变量x的取值范围是x>0.
(2)当 x 的值分别为 1,2,4,6,8,10,12 时,请列表表示变量之间的对应关系.
x/m 1 2 4 6 8 10 12
y/m
(3)能画出函数的图象吗?
描点,连线.
函数的图象如图所示.
O
y/m
x/m
14
10
18
26
22
4
8
12
16
26
16
14
16
19
22.4
26
4
由上面的内容可知,写出函数解析式,或者列表格,或者画函数图象,都可以表示具体的函数.这三种表示函数的方法,分别称为解析法、列表法和图象法.
注意:并不是所有的函数都可以用这三种方法表示出来.例如,气温与时间的函数关系,只可用列表法和图象法表示,而不能用解析式法表示.
思考:从前面的例子看,你认为三种表示函数的方法各有什么优点?
解析法
优点:简单明了,能准确地反映整个变化过程中自变量与函数的关系.
缺点:求出对应值时,往往要经过比较复杂的计算,而且有些实际问题不一定能用解析式表示出来.
思考:从前面的例子看,你认为三种表示函数的方法各有什么优点?
列表法
优点:一目了然,由表中已有自变量的每一个值,可以直接得出相应的函数值.
缺点:自变量的值不能一一列出,也不容易看出自变量与函数之间的对应关系.
思考:从前面的例子看,你认为三种表示函数的方法各有什么优点?
图象法
优点:能直观形象地表示函数关系.
缺点:观察图象只能得到近似的数值.
函数三种表示方法的选用技巧
(1)解析法:需要明显表现自变量与函数的对应规律时选用解析式法.
(2)列表法:需要直接用部分函数值表达函数关系时选用列表法.
(3)图象法:需要明显表现函数变化趋势时选用图象法.
对于一个具体的函数问题,应当选择适当的方法表示其中的函数关系.有时为全面地认识问题,需要同时使用多种表示法.
例:一个水库的水位在最近5h内持续上涨.下表记录了这5h内6个时间点的水位高度,其中t表示时间,y表示水位高度.
t/h 0 1 2 3 4 5
y/m 3 3.3 3.6 3.9 4.2 4.5
(1)在平面直角坐标系中描出表中数据对应的点,这些点是否在一条直线上?由此你能发现水位变化有什么规律吗?
解:(1)如图所示,描出表数据对应的点.可以看出,这6个点在一条直线上.再结合表中的数据,可以发现每小时水位上升0.3m.由此猜想,如果画出这5h内其他时刻(如t=2.5h等)及其水位高度所对应的点,它们可能也在这条直线上,即在这个时间段中水位可能是始终以同一速度均匀上升的.
(2)水位高度y是不是时间t的函数?如果是,写出一个符合表中数据的函数解析式,并画出这个函数的图象.这个函数能表示水位的变化规律吗?
(2)由于水位在最近5h内持续上涨,对于时间t的每一个确定的值,水位高度y都有唯一的值与其对应,所以y是t的函数.开始时水位高度为3m,以后每小时水位上升0.3m.函数
y=0.3t+3(0≤t≤5)
是符合表中数据的一个函数,它表示经过th水位
高度y为(0.3t+3)m.其图象是右图所示中点A
(0,3)和点B(5,4.5)之间的线段AB.
t/h 0 1 2 3 4 5
y/m 3 3.3 3.6 3.9 4.2 4.5
(2)水位高度y是不是时间t的函数?如果是,写出一个符合表中数据的函数解析式,并画出这个函数的图象.这个函数能表示水位的变化规律吗?
t/h 0 1 2 3 4 5
y/m 3 3.3 3.6 3.9 4.2 4.5
如果在这5h内,水位一直匀速上升,即升速为0.3m/h,那么函数y=0.3t+3(0≤t≤5)就精确地表示了这种变化规律.即使在这5h内,水位的升速有些变化,而由于每小时水位上升0.3m是确定的,所以这个函数也可以近似地表示水位的变化规律.
(3)如果这种上涨规律还会持续2h,那么2h后水位高度将为多少米?
(3)如果水位的变化规律不变,则可利用上述函数预测,再过2h,即t=5+2=7(h)时,水位高度
y=0.3×7+3=5.1(m).
把右图中的函数图象(线段AB)向右延伸到t=7所对应的位置,如图所示,从它也能看出这时的水位高度约为5.1m.
由例题可以看出,有些函数的不同表示法之间可以转化.
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函数的表示方法
用适当的方法表示函数
函数的三种表示方法
解析式法
列表法
图象法
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1.漏刻是我国古代的一种计时工具,据史书记载,西周时期就已经出现了漏刻,这是中国古代人民对函数思想的创造性应用.数学活动小组依据漏刻的原理制作了一个简单的漏刻计时工具模型,每2分钟记录一次箭尺读数,得到漏刻水位与时间的实验数据如下表:
数据记录
第1次
第2次
第3次
第4次
第5次
……
0
2
4
6
8
……
2
2.8
3.6
4.2
5.2
……
下列说法错误的是( )
A.在实验开始时,漏刻水位是
B.第4次数据记录出现了错误,正确的漏刻水位应该是
C.第7次数据记录时,漏刻水位应为
D.当漏刻水位为时,对应实验的时间是
D
2.一根高20厘米的蜡烛点燃后剩余的高度(厘米)与燃烧时间(时)的关系如下表、则蜡烛点燃后剩余的高度(厘米)与燃烧时间(时)之间的关系式是_____.
燃烧时间(时)
0
1
2
3
剩余的高度(厘米)
20
17
14
11
3.在一次实验中,小明把一根弹簧的上端固定,在其下端悬挂物体,测得弹簧的长度随所挂物体的质量变化关系的图象如下:
(1)上图反映哪两个变量之间的关系?
(2)根据上图,补全表格:
0
1
2
5
7
12
16
(3)弹簧长度是如何随悬挂物体质量的变化而变化的?
解:(1)反映了弹簧的长度与所挂物体的质量的变化关系;
(2)根据上图,补全表格:
0
1
2
4
5
7
8
10
12
16
18
18
(3)由图象得:
当所挂物体的质量不超过时,所挂物体的质量每增加,弹簧的长度增加;
当所挂物体的质量超过时,弹簧的长度为,不随所挂物体的质量的变化而变化.
4.下列不能表示是的函数的是( )
A. B.
C. D.
C
5.某食品厂研究两种天然防腐剂(添加剂A和添加剂B)对面包保质期的影响.添加剂A的效果在一定浓度范围内随浓度增加而提高,但超过最佳浓度后,由于副作用等原因,保质期反而下降.添加剂B的作用机理不同,通过实验发现,在测试浓度范围内,其保质期与浓度c之间近似满足稳定的线性增长关系:.在固定工艺下,改变添加剂A的添加浓度c(单位:),测得面包的保质期(单位:天)数据如下:
添加剂浓度
0
20
40
60
80
100
120
保质期(天)
3
4
7
10
9
7
4
(1)以添加剂浓度c为横坐标,保质期d为纵坐标,在下面给定的平面直角坐标系中,分别画出,的图象;
(2)①若要求面包保质期至少为8天,且希望使用添加剂的浓度尽可能低,则选择添加剂________(A或B).
②当添加剂浓度相同时,添加剂A的保质期至少比添加剂B的保质期多2天,则浓度c的取值范围是________.
(3)工厂分析发现,面包,每增加添加剂,成本增加元;若面包从生产到售出的时间为7天,当保质期不足7天时,每减少1天会造成1元的损失.当添加剂A浓度为时,面包的额外成本(添加剂成本与损失之和)为________元.
(2)①若要求面包保质期至少为8天,且希望使用添加剂的浓度尽可能低,则选择添加剂________(A或B).
②当添加剂浓度相同时,添加剂A的保质期至少比添加剂B的保质期多2天,则浓度c的取值范围是________.
(3)工厂分析发现,面包,每增加添加剂,成本增加元;若面包从生产到售出的时间为7天,当保质期不足7天时,每减少1天会造成1元的损失.当添加剂A浓度为时,面包的额外成本(添加剂成本与损失之和)为________元.
解:(1),的图象如图.
令,则,令,则,则过,画图如下:
(2)①对添加剂A:根据图象可得在时,,即可达到;
对添加剂B:令,解得,
因此A满足要求的浓度更低,选添加剂A.
②根据题意,
当时,,
当时,,
根据图象可得,当时,,
因此的范围是.
(3)根据题意可得:额外成本添加剂成本损失,
添加剂成本:浓度,每增加元,
因此成本为元;
损失:当添加剂A浓度为时,保质期天,
比要求的7天少天,损失元;
总额外成本:元.
②根据题意,
当时,,
当时,,
根据图象可得,当时,,
因此的范围是.
(3)根据题意可得:额外成本添加剂成本损失,
添加剂成本:浓度,每增加元,
因此成本为元;
损失:当添加剂A浓度为时,保质期天,
比要求的7天少天,损失元;
总额外成本:元.
1.九章算术中记载浮箭漏出现于汉武帝时期,如图,它由供水壶和箭壶组成,箭壶内装有箭尺,水匀速地从供水壶流到箭壶,箭壶中的水位逐渐上升,箭尺匀速上浮,可通过读取箭尺度数计算时间.某学校实验小组仿制了一套浮箭漏,每2小时记录一次箭尺读数,得到如表数据,则下列说法错误的是( )
供水时间x()
0
2
4
6
8
箭尺读数y()
6
18
30
42
54
A.箭尺读数y随供水时间x的增加而增加
B.箭尺读数y和供水时间x之间的关系式为 C.当,
D.供水时间x每增加1小时,箭尺读数y增加
D
2.某冬季运动赛场为了准备即将到来的比赛,正着手进行既定规模的人工造雪作业.根据下表表示出每天造雪量(单位:)和造雪天数(单位:天)的关系______.
每天造雪量
5000
5200
6500
…
造雪天数
52
50
40
…
3.我们可以用三种方式表示变量之间的关系,这三种表示方式各有优缺点,要互为补充才能更好地反映两个变量间的相互关系,下面我们以一辆汽车以的速度在公路上匀速行驶为例,来说明这三种方式.
(1)用表格表示:
时间
1
2
3
路程
30
60
90
120
150
180
利用表格我们可以直接看出汽车行驶的路程和时间对应的值:如当汽车行驶的时间为时,行驶的路程为______
(2)用关系式表示:
设汽车行驶的时间为t,行驶的路程为s.则______.
利用关系式,我们可以方便的求出表格中没有给出的任何数值:如当时,所需时间______.
(3)用图象表示:
为更直观的研究行驶的路程随行驶的时间的变化规律,将它们之间的关系用图象表示为右图,观察图象,并回答下列问题:
①当时,_____.
②图中点A表示的意义是什么?
(4)根据以上的说明过程,请你在表示变量间关系的三种方式中任选一种,说一说这种表示方式的优缺点.
利用关系式,我们可以方便的求出表格中没有给出的任何数值:如当时,所需时间______.
(3)用图象表示:
为更直观的研究行驶的路程随行驶的时间的变化规律,将它们之间的关系用图象表示为右图,观察图象,并回答下列问题:
①当时,_____.
②图中点A表示的意义是什么?
(4)根据以上的说明过程,请你在表示变量间关系的三种方式中任选一种,说一说这种表示方式的优缺点.
解:(1)由表可得:当汽车行驶的时间为时,行驶的路程;
故答案为:120;
(2)根据题意可得:,当 ,把代入得:,解得:,故答案为:;
(3)由图可知:当时,,
点A表示的意义为:行驶时间时,行驶路程为.
故答案为:150,行驶时间时,行驶路程为.
(4)用表格表示,可以鲜明的呈现出自变量和因变量之间的数量对应关系,但只能累出部分数据,难以反应全部变化;关系式表示,简明扼要,方便计算,但不够形象,且有的函数变化难以用关系式表示;用图象表示,形象直观,能清晰呈现函数增减变化,但只能作出近似图象,往往不够准确.
4.下列关于两个变量关系的四种表述中,正确的是( )
表达式中,是的函数;
等边三角形的周长是边长的函数;
下表中,是的函数;
1
2
3
6
3
2
右图中,曲线表示是的函数
A. B.
C. D.
C
5.鸡蛋是优质蛋白质的来源,富含多种对人体有益的营养成份,某校科学小组连续28天监测了恒温下A品类和B品类鸡蛋品质变化的情况,其中一项监测指标为蛋黄指数(蛋黄指数是反映蛋黄弹性大小和鸡蛋新鲜程度的指标,蛋黄指数越高,蛋黄弹性越大,鸡蛋越新鲜).当储存时间为x(单位:天)时,A品类鸡蛋的蛋黄指数记为.B品类鸡蛋的蛋黄指数记为,部分数据如下:
x/天
0
7
14
21
28
0.45
0.35
0.26
0.18
0.13
0.45
0.33
0.28
0.26
0.15
通过分析表格中的数据,发现可以用函数刻画与x,与x之间的关系,如图所示,在给出的平面直角坐标系中.画出了函数,的图象.
根据以上数据与函数图象,解决下列问题:
(1)第 天(结果保留整数)之后,B品类鸡蛋的蛋黄指数大于A品类鸡蛋的蛋黄指数;
(2)当蛋黄指数小于或等于0.18时,蛋黄基本失去弹性,A品类鸡蛋从第 天(结果保留整数)起基本失去弹性;B品类鸡蛋从第 天(结果保留整数)起基本失去弹性;
(3)当储存时间相同时,若记B品类鸡蛋的蛋黄指数与A品类鸡蛋的蛋黄指数的差为n,则n的最大值约为 (结果保留小数点后两位).
根据以上数据与函数图象,解决下列问题:
(1)第 天(结果保留整数)之后,B品类鸡蛋的蛋黄指数大于A品类鸡蛋的蛋黄指数;
(2)当蛋黄指数小于或等于0.18时,蛋黄基本失去弹性,A品类鸡蛋从第 天(结果保留整数)起基本失去弹性;B品类鸡蛋从第 天(结果保留整数)起基本失去弹性;
(3)当储存时间相同时,若记B品类鸡蛋的蛋黄指数与A品类鸡蛋的蛋黄指数的差为n,则n的最大值约为 (结果保留小数点后两位)
解:(1)由图可知当第11天之后,,
(2)由图可知,蛋黄指数小于或等于0.18时,蛋黄基本失去弹性,A品类鸡蛋从第 21天(结果保留整数)起基本失去弹性;B品类鸡蛋从第27天(结果保留整数)起基本失去弹性;
(3)由图可知,当储存时间相同时,若记B品类鸡蛋的蛋黄指数与A品类鸡蛋的蛋黄指数的差为n,大约当第21天时,n的最大值约为,
$