内容正文:
第二十章 一次函数
20.4 第1课时
实际问题中的函数图像及其应用
学 习 目 标
1
2
3
能够根据实际问题中的数量关系,建立一次函数(或正比例函数)模型,并运用待定系数法求出函数关系式
经历 “问题情境 — 建立模型 — 求解 — 解释与应用” 的过程,学会运用一次函数的图象和性质解决简单的实际问题
学生通过解决生活中的实际问题,感受一次函数的广泛应用,体会数学建模的思想,增强用数学知识解决实际问题的意识和能力
情境导入
一辆客车,准乘20人(包括一名司机和一名乘务员).这辆客车有A地行驶到B地,运营总成本为180元,乘客票价为25元/人.
一辆客车,准乘20人(包括一名司机和一名乘务员).这辆客车由A地行驶到B地,运营总成本为180元,乘客票价为25元/人.
1.设乘客人数为 x 时,客车运营盈利 y 元,求y与x之间的函数关系式.
获取新知
知识点
一次函数的应用——文字表述型
1
做一做
y=25x-180
一辆客车,准乘20人(包括一名司机和一名乘务员).这辆客车由A地行驶到B地,运营总成本为180元,乘客票价为25元/人.
2.用求出的函数关系式,尝试解决下列问题:
(1)当客车运营盈利120元时,求乘客人数.
(2)要想使客车运营盈利超过170元,则乘客人数至少为多少?
(1) 当客车运营盈利120元时,有120=25x-180. 解得 x =12.
(2) 要想使客车运营盈利超过170元,只要使25x-180>170即可. 解得 x >14.所以,乘客人数至少为15.
新知探究
问题探究一:客车运营中的一次函数
一辆客车,准乘20人(包括一名司机和一名乘务员).这辆客车由A地行驶到B地,运营总成本为180元,乘客票价为25元/人.
1.设乘客人数为x时,客车运营盈利y元,求y与x之间的函数关系式.
2.用求出的函数关系式,尝试解决下列问题:
(1)当客车运营盈利120元时,求乘客人数.
(2)要想使客车运营盈利超过170元,则乘客人数至少为多少?
解:
(1)把代入到中,得
解得:
所以当客车运营盈利120元时,乘客人数为12人
(2)想让客车运营盈利超过170元,即
解得
所以乘客人数至少为15人
本题的核心是建模。通过分析实际问题中的收入与成本这两个关键量,利用盈利 = 收入—成本这一基本经济关系,将实际问题中的数量关系转化为一次函数表达式。这是用数学解决实际问题的第一步,即抽象化。
新知探究
一次函数建模的步骤
审题:提取实际问题中的变量,明确已知量与未知量
建模:根据数量关系,设出一次函数(或正比例函数)形式
求解:代入已知数据,求出,确定函数关系式
应用:利用函数关系式解决求值、不等式等实际问题
检验:验证结果是否符合实际意义(如人数、重量不能为负、需为整数)
一次函数是刻画线性变化的重要数学模型,本质是 “用函数关系表达变量规律,用代数方法解决实际问题”。我们要掌握从实际问题中抽象出数学模型,并运用模型进行分析、计算和决策的完整过程.
获取新知
做一做
(1)当客车运营盈利120元,求乘客人数.
1.设乘客人数为x时,客车运营盈利y元,求y与x之间的函数关系式.
(2)要想使客车运营盈利超过170元,则乘客人数至少为多少?
y=25x-180
运营盈利= 运营收入-运营总成本
知识点
一次函数的应用——文字表述型
1
2.用求出的函数关系式,尝试解决下列问题;
方程:120=25x-180
解得 x=12
不等式:25x-180>170
解得 x>14
例1 一个长方形的长、宽分别为60和40.现将它的宽减少10,
长增加了x. 设变化后的长方形的面积为y.
(1)写出y与x之间的函数关系式.
(2)当x取何值时,变化后的长方形与原来的长方形的面积相等?
(3)当x取哪些值时,可以使变化后的长方形的面积比原来的长
方形面的2倍还要大?
例题讲解
全品初中
解:(1)y=30(60+x)=30x+1 800(x>0).
(2)令30x+1 800=60×40,解得x=20,即当x=20时,变化后的长方形与原来的长方形的面积相等.
(3)令30x+1 800>2×60×40,解得x>100,即当x>100时,可以使变化后的长方形的面积比原来的长方形面积的2倍还要大.
一起探究
如图,某种称量体重的台秤 ,最大称量是150 kg.称体重时,体重x(kg)与指针按顺时针方向转过的角y(°)有如下一些对应数值:
x/kg 0 15 40 55 60
y/° 0 36 96 132 144
知识点
一次函数的应用——图表信息型
2
获取新知
(1)请你在直角坐标系中,分别以上表中的每对对应数值为横坐标和纵坐标.描点连线,画出图像.
(2)求y与x之间的函数关系式,并指出自变量x的取值范围.
(3)当体重为多少千克时,台秤的指针恰好转到180°的位置?当体重为 50 kg时,台秤的指针转过的角度是多少?
x/kg 0 15 40 55 60
y/° 0 36 96 132 144
x
y
O
15
30
45
60
75
36
144
72
108
(2)由表格给出的数据可以看出,体重为0 kg时,台秤指针指向0°,每增加5千克,台秤的指针按顺时针方向旋转12度,所以y是x的正比例函数.
(1)由这些对应值画出的函数图象如右图所示
(0≤x≤150)
新知探究
问题探究二:台秤中的函数
如图,某种称量体重的台秤,最大称量是150kg.称体重时,体重x(kg)与指针按顺时针方向转过的角度y(°)有如下对应数据:
(1)请在平面直角坐标系中,分别以上表中的每对对应数值为横坐标和纵坐标,描点连线,画出图象.
新知探究
(2)求y与x 之间的函数关系式,并指出自变量x 的取值范围.
(3)当体重为多少千克时,台秤的指针恰好转到的位置?
当体重为 50kg时,台秤的指针转过的角度是多少度?
问题探究二:台秤中的函数
(2)由表格给出的数据和图像可以看出,体重为0kg时,台秤指针指向0°,
每增加5kg,台秤指针按顺时针方向旋转12°,所以y是x的正比例函数.
根据已知条件可得
.
(3)当时,.解得.
当时,
即当体重为75kg时,台秤的指针恰好转180°的位置;
当体重为50kg 时,台秤的指针转过的角度是120°.
通过将表格中的数据转化为坐标系中的点,并观察这些点的分布规律(在一条过原点的直线上),直观地判断出两个变量之间存在正比例关系。图象法是研究函数性质和关系的重要直观手段。
利用已建立的正比例函数模型,将已知的函数值(自变量值)代入,求解对应的自变量(函数值)。这是对函数关系式的直接应用,用于计算在特定条件下的结果
例2 如图,在“探究物体浮力与浸入深度的关系”实验中,小刚用弹簧测力计悬挂一个圆柱体缓慢浸入盛水的容器中,已知该圆柱体的重力 为 ,高度为 ,小刚将弹簧测力计示数 与圆柱体浸入水中的深度 的数据记录如下表:
例题讲解
圆柱体浸入水中的深度 0 2 4 6
弹簧测力计示数 20 17 14 11
全品文教初中
(1)观察表中数据,推测弹簧测力计示数 与圆柱体浸入水中的深度 之间满足的函数关系是 函数关系;(填“正比例”或“一次” )
(2)根据上述推测,求出弹簧测力计示数 与圆柱体浸入水中的深度 之间的函数解析式;
(3)当弹簧测力计示数 时,求圆柱体浸入水中的深度 .
全品文教初中
(3)当 时, 解得 .
解:(1) 圆柱体浸入水中的深度逐渐增加,弹簧测力计示数逐渐减小, 估计弹簧测力计示数 与圆柱体浸入水中的深度 之间满足的函数关系是一次函数关系,
故答案为:一次;
(2)设 ,把 代入得, ,
, ,
函数解析式为 ;
全品文教初中
1. 一个长方形的长、宽分别为60和40.现将它的宽减少10,
长增加了 x . 设变化后的长方形的面积为 y .
(1)写出y与x之间的函数关系式.
(2)当x取何值时,变化后的长方形与原来的长方形的面积相等?
(3)当x取哪些值时,可以使变化后的长方形的面积比原来的长
方形面积的2倍还要大?
习题
全品初中
解:(1)y=30(60+x)=30x+1 800(x>0).
(2)当y=60×40=2400时,
30x+1 800=2400,
解得x=20,
即当x=20时,变化后的长方形与原来的长方形的面积相等.
(3)当y>60×40×2,即y>4800时,
30x+1 800>4800,
解得x>100,
即当x>100时,可以使变化后的长方形的面积比原来的长方形面积的2倍还要大.
即学即练
方法技巧
通过观察数据确定函数类型,进而用待定系数法求解得到函数关系式,用于描述实际问题.
在解决实际问题时,注意单位的一致性
某水库在春季播种前,向下游灌溉区开闸放水.放水量与放水时间之间有如下对应数据:
(1)求V与t之间的函数关系式.
(2)求放水24h的放水量.
解:(1)通过观察数据可知,
V与t成正比例关系,设
将,代入,得 ,解得
所以函数关系式为:
(2)先进行单位换算:
将 代入 ,得:
所以放水 24 小时的放水量为
即学即练
某出版社出版了一种适合中学生阅读的科普书.当该书首次出版的印数不少于5千册时,该出版社投入的成本y(万元)与印数x(千册)之间为一次函数关系,并有如下对应数据:
(1)求y与x之间的函数关系式,并指出自变量的取值范围.
(2)当出版社投入的成本为4.1万元时,能印该书多少千册?
解:(1)设
将,代入,得 ,解得
所以函数关系式为:
(2)将 代入 ,得:
解得:
所以当出版社投入的成本为4.1万元时,能印该书10千册
即学即练
方法技巧
1.用 x 表示变化后的长、宽
2.代入面积公式,得到 y 与 x 的函数式。
3.根据题意列方程(相等)或不等式(倍数)。
4.求解并检验边长为正的实际意义
一个长方形的长、宽分别为60和40.现将它的宽减少10,长增加x.
设变化后的长方形的面积为y.
(1)写出y与x之间的函数关系式.
(2)当x取何值时,变化后长方形的面积与原来长方形的面积相等?
(3)当x取哪些值时,可以使变化后长方形的面积比原来长方形面积的2倍还要大?
解:(1)长方形面积=长×宽
所以
(2)原长方形面积为
把代入到中
得
解得
当时,变化后长方形的面积与原来长方形的面积相等
(3)根据题意得:
解得:
所以当 时,变化后面积比原来的 2 倍还大
体会
针对表格类题目:
(1)学会读表:①看明白x与y之间的对应关系;②从中看出y对应x是“匀速”变化的,从而确定是一次函数.
(2)可以借助待定系数法来确定一次函数的表达式.
(3)一次函数表达式确定后,由自变量求其对应的函数值,就是“求代数式的值”;由函数值求对应到它的自变量的值,就是解方程.
全品文教初中
课堂小结
1.本节课我们学习到了哪些知识?还有哪些困惑?
2.在学习的过程中,你学到了哪些数学方法?
数学建模
待定系数法
课堂小结
一次函数的应用
已知x求y
已知y求x
已知y的范围求x范围
求代数式的值
解方程
解不等式
$