内容正文:
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美丽的数学心
二元一次方程能否转化为一次函数?方程组的解,又和函数图象有着怎样奇妙的关联?今天我们数形结合,探寻二者的内在联系。
23.3.2
一次函数与二元一次方程(组)
学习目标
学习重点
通过经历“代数变形→函数转化→图象绘制→分析验证”的探究过程,总结一次函数与二元一次方程(组)的内在联系,体会“数形结合”思想,培养逻辑推理与抽象概括能力
能熟练地利用一次函数图象求解二元一次方程组和解决实际问题,体会数学的实用价值,增强数学应用意识与自信心.
理解一次函数与二元一次方程(组)的对应关系,掌握“二元一次方程的解对应一次函数图象上的点,二元一次方程组的解对应两个一次函数图象的交点坐标”这一核心结论.
能运用“数形结合”思想,利用函数图象求解二元一次方程组。
新知导入
一次函数与一元一次方程、一元一次不等式、的关系是什么?
从函数值看:
求kx+b=0(k,b是常数,k≠0)的解
一次函数y=kx+b的函数值为0时,求自变量x的值
从函数图象看:
求kx+b=0(k,b是常数,k≠0)的解
求直线y=kx+b与x轴交点的横坐标
数形结合
一
次
函
数
与
一
元
一
次
方
程
关系
新知导入
一次函数与一元一次方程、一元一次不等式、的关系是什么?
一
次
函
数
与
一
元
一
次
不
等
式关系
求kx+b>0(或<0)(k,b是常数,k≠0)的解集
求一次函数y=kx+b的函数值大于0(或小于0),求自变量x的取值范围
求kx+b>0(或<0)(k,b是常数,k≠0)的解集
求直线y=kx+b上纵坐标大于0或小于0的点对应的横坐标x的取值范围
数形结合
从函数值看:
从函数图象看:
新知导入
问题1:(1)写出二元一次方程对应的函数表达式?
(2)观察图象,思考直线上的点、、是否满足方程?
探究一:一次函数与二元一次方程的关系
、、都满足方程
新知导入
(3)根据上述问题,你能发现一次函数图象上的点与二元一次方程解的关系?
探究一:一次函数与二元一次方程的关系
发现:一次函数图象上点的坐标是二元一次方程的解
新知导入
变式1:已知二元一次方程
(2)写出直线上任意三个点的坐标,并验证
这些坐标是否满足方程;
(1)把这个方程转化为一次函数表达式;
比如:取直线上三个点坐标、、
同理,、也满足方程
把带入中
左边,所以左边右边
所以满足方程
新知导入
(3)取方程的两组解和,
在平面直角坐标系中描出这两个点,观察它们
是否在第(1)题得到的直线上.
比如:在 方程中
令时,,得到方程的解
令时,,得到方程的解
由图可知、在直线上.
新知导入
归纳
(1)任何一个含未知数和的二元一次方程都可以转化为: 的形式,所以每一个二元一次方程都对应一个一次函数,
于是也对应一条直线.
(2)直线上每个点的坐标都是这个二元一次方程的解.
同样地,以这个二元一次方程的解为坐标的点都在这条直线上.
新知导入
问题2:(1)你能将二元一次方程组转化为几个一次函数,能分别写出它们的函数表达式吗?
(2)在平面直角坐标系中画出(1)中的
函数图象,找到它们的交点;
探究二:一次函数与二元一次方程组的关系
2个
分别对应的一次函数表达式为:
和
新知导入
(3)求二元一次方程组 的解;
(4)由(2)和(3)题,你能从函数的角度对方程组的解进行解释吗?
①
②
由①②得:
把带入①得:
故原方程的解为:
新知归纳
(1)一般地,由含有未知数和的两个二元一次方程组成的每个二元一次方程组,都对应两个一次函数,于是也对应两条直线;
(2)从“数”的角度看,解这样的二元一次方程组相当于求当自变量为何值时,相应的两个函数的值相等,以及这个函数值是何值;
从“形”的角度看,解这样的二元一次方程组相当于确定两条直线的交点坐标.
数学应用
1.利用函数图象解方程组
解:由图可知:
一次函数与的图象
交点为
故方程组的解为:
数学应用
2.一次函数与的图象的交点坐标为,
请确定方程组的解和.
解:
为
将代入,得,解得
小结拓展
练习:同时释放两个探测气球,号气球从距离地面高处出发,以的速度上升,2号气球从距离地面高处出发,以的速度上升.两个气球都上升了.
(1)分别写出表示两个气球所在位置高度(单位:)关于上升时间(单位:)的函数解析式.
分析:气球上升时间满足.
对于号气球,关于的函数解析式为.
对于号气球,关于的函数解析式为
小结拓展
(2)两个气球在某时刻能否位于同一高度?如果能,这时气球上升了多长时间?位于什么高度?
从数的角度看:就是求自变量()为何值时,两个一次函数,有相同的值函数值.
y=x+5
y=0.5x+15
联立
x-y=5
0.5x-y=-15
x=20
y=25
解得
这就是说,当上升s时,两个气球都距离地面的高度.
小结拓展
从形的角度看:同一坐标系下,两直线的交点坐标为,说明气球上升时,两个两气球都距离地面.
反思总结
赞扬
补
充
疑
问
发言
今天你收获到了哪些知识?
课外作业
必做题:
教材P130练习第2,3题
选做题:
教材P130习题23.3 第3,4,5题
大美数学
本节课我们发现,二元一次方程对应一条直线,方程组的解就是两条直线的交点坐标。数学知识从来不是孤立零散的,彼此互通、相互印证。学习亦是如此,学会融会贯通、跨界思考,就能换一种方法简化难题。愿大家善用数形结合的思维,打破知识边界,以多元视角看待问题,在不断融合与探索中,收获思维的成长与进步。
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