内容正文:
20.4 一次函数的应用
(第2课时)
第二十章一次函数
学 习 目 标
1
2
3
理解一次函数图像中关键点、斜率、截距的实际意义,并能运用待定系数法求出函数解析式
能够利用一次函数的图像或解析式,解决生活中的求值、比较和方案选择等实际问题
体会 “数形结合” 的数学思想,感受数学与生活的紧密联系,增强应用数学的意识
情境导入
某航班托运行李的费用y(元)与托运行李的质量x(kg)之间的关系如图所示.
(1)求y与x之间的函数关系式.
(2)依据(1)中求得的函数关系式,确定该航班可以免费携带行李的质量,最多是多少千克?
例题讲解
例1 甲骑自行车以10 km/h的速度沿公路行驶,出发3h后,乙
骑摩托车从同一地点出发沿公路与甲同向行驶.速度为25 km/h.
(1)设甲离开出发地的时间为x(h).求:
①甲离开出发地的路程y(km)与x(h)之间的函数关系式,并指
出自变量x的取值范围.
②乙离开出发地的路程.y(km)与x(h)之间的函数关系式,并指
出自变量x的取值范围.
(2)在同一直角坐标系中,画出(1)中两个函数的图像,并结合
实际问题,解释两图像交点的意义.
知识点
两个一次函数的综合运用
1
解:(1)由公式s=vt,得
①甲离开出发地的路程y与x的函数关系式为y=10x.
自变量x的取值范围为x≥0.
②乙离开出发地的路程y与x的函数关系式为y=25(x-3),即y=25x-75.
自变量x的取值范围为x≥3.
x/h
y/km
O
1
2
3
4
5
10
40
20
30
50
甲
乙
(2)以上两个函数的图像如图所示.两个函数图像的交点坐标是(5,50),即甲出发
5 h后被乙追上(或乙出发2 h后追上甲).
此时,两人距离出发地50 km.
全品初中
新知探究
利用一次函数解决实际问题
利用函数方法解决实际问题,
关键是分析题中的等量关系,联系实际生活及以前学过的内容,
将实际问题抽象、升华为一次函数模型,即建模,
再利用一次函数的性质解决问题.
一次函数的应用主要有两种类型:
(1)给出了一次函数表达式,直接应用一次函数的性质解决问题;
(2)只用语言叙述或用表格、图像提供一次函数的情境式,进而利用一次函数的性质解决问题.
典例分析
例1
一森林警察驾驶警车沿森林公路巡逻,在公路旁的某加油站加满油后,以40km/h的速度匀速行驶.已知警车加满油后,油箱中的余油量y(L)与行驶时间x(h)之间的函数关系图象是如图所示的直线l的一部分.
(1)求直线l的函数表达式.
图像中可以看出,函数图像是一条不经过原点的直线,所以是一次函数,且过点(1,56),(4,44)
解:(1)设直线l的函数表达式为
将,代入,得 ,解得
所以函数关系式为:
典例分析
例1
(2)警车加满油时,油箱中的油量是多少升?
(3)已知警车往返的耗油量相同.若要求警车按原路返回加油站时油箱中的余油量不少于10L,则其巡逻的最远路程是多少千米?
解:(2)在函数中,因为时,,所以警车加满油时,油箱中的油量是60L
实际问题中,加满油是初始状态,即时,求y的值
(3)若警车返回加油站时油箱中的余油量为10L,则警车往返的耗油量为50L,
单程行驶的耗油量为(L).
警车行驶至最远时,油箱中的余油量为.
将代入,得
解得:
而.
所以,警车巡逻的最远路程是.
通过 “剩余油量限制” → 推导出 “总耗油量上限” → 推导出 “单程耗油量上限” → 推导出 “最远点剩余油量” → 代入函数求出 “行驶时间” → 最终求出 “最远距离”
例2 一森林警察驾驶警车沿森林公路巡逻,在公路旁的某加油站加满油后,以40km/h的速度匀速行驶.已知警车加满油后,油箱内的余油量y(L)与行驶时间x(h)之间的函数关系式图象如图所示的直线l的一部分.
例题讲解
(1)求直线l的函数表达式.
(2)警车加满油时,油箱中的油量是多少?
(3)已知警车往返的耗油量相同,若要求警车按原路返回加油站时,油箱中的余油量不少于10L,则其巡逻的最远路程是多少千米?
全品文教初中
解: (1)设直线l的函数表达式为y=kx+b,
由图可知图象过(1,56),(4,44)
∴这个函数的表达式为y=-4x+60.
(2)当x=0时,y=60,所以警车加满油时,油箱中的油量是60L.
解得
∴
(3)若警车返回加满油时油箱中的余油量是10L,则警车往返耗油量是50L,单程行驶的耗油量是 (L).警车行驶至最远时,油箱中的余油量为60-25=35(L).
将 y=35代入y=-4x+60中,得35=-4x+60,解得x=6.25.
而6.25×40=250(km).所以警车巡逻的最远路程是250km.
全品文教初中
一起探究
某电脑工程师张先生准备开一家小型电脑公司,欲租一处临街房屋.现有甲、乙两家出租屋,甲家已经装修好,每月租金为
3000元;乙家未装修,每月租金为2000元,但若装修成与甲家房屋同样的规格,则需要花装修费4万元.
(1)设租用时间为x个月,承租房屋所付租金为y元,分别求租用甲、 乙两家的租金y与租用时间x之间的函数关系式.
(2)根据求出的两个函数表达式,试判断租用哪家的房屋更合算.
知识点
方案设计
2
小亮的做法:
(1)租用甲家房屋时,y=3000x,租用乙家房屋时,
y = 2000x+40000.
(2)①由 3000x=2000x+40000,解得x=40.
即当租用40个月时,无论是租用哪一家,租金都相同.
②由3000x>2000x+40000,解得x>40.
即当租用时间超过40个月时, 租乙家的房屋更合算.
③由3000x<2000x+40000,解得x<40.
即当租用时间少于40个月时, 租甲家的房屋更合算.
小丽的做法:
(1)同小亮的做法.
(2)在同一直角坐标系中,分别画出:
y=3000x ;y=2000x+40000这两个函数的
图像.
观察图像可知,当租用40个月
时,甲、乙两家的租金相同;当租用时间超过40个月时,租乙家的房屋更合算;当租用时间少于40个月时,租甲家的房屋更合算.
x/月
y/km
O
20
40
40000
160000
80000
120000
乙:y=2000x+40000
甲:y=3000x
60
如何解答实际情景函数图象的信息?
1.理解横纵坐标分别表示的的实际意义;
3.利用数形结合的思想:
将“数”转化为“形” 由“形”定“数”
2.分析已知条件,通过作x轴或y轴的垂线,在图象上找到对应的点,由点的横坐标或者纵坐标的值读出要求的值;
变式练习
如图,小明购买一种笔记本付款金额 (元)与购买量 (本)之间的函数图象由线段 和射线 组成.则一次购买8本笔记本比分8次购买每次购买1本节省( )
A.2元 B.4元 C.6元 D.8元
变式练习
解析: 当 时,设 对应的函数表达式为y=kx+b,
将坐标 和 分别代入y=kx+b, 得 解得
当 时, 对应的函数关系式为 .
当 时, ,所以一次购买8本笔记本付款金额为36元,
当 时,每本笔记本的价格为 (元), (元),
所以分8次购买每次购买1本付款金额为40元, (元),
所以一次购买8本笔记本比分8次购买每次购买1本节省4元.故选B.
总结
有些一元一次方程和一元一次不等式问题,可以借助一次函数来考虑。借助一次函数的图像,往往能使方程和不等式的意义更加直观和形象
新知探究
一次函数图像各元素的实际意义
1.坐标轴 (x 轴,y 轴):
x 轴 (横轴):通常表示自变量,如时间、数量、里程、工作时间等。
y 轴 (纵轴):通常表示因变量,如距离、费用、产量、工作量等。
关键点:明确坐标轴上的单位和刻度。
2.图像上的点:
图像上的任意一个点 都对应着实际问题中一对变量的具体数值。
3.图像的斜率 (k):
一次函数 的图像是一条直线,其斜率 k 表示因变量 y 随自变量 x 变化的速率。
实际意义:在行程问题中,k 表示速度。在费用问题中,k 表示单价或单位时间费用。在工程问题中,k 表示工作效率。
图像的截距 (b):
截距 b 是图像与 y 轴交点的纵坐标,即当 时的 y 值。
实际意义:通常表示初始状态或固定值。
随堂演练
A. B. C. D.
D
1. 若弹簧的总长度 (单位: 是所挂重物 (单位: 的一次函数,图象如图,则该弹簧在自然状态下的长是( )
2. 我国新能源汽车快速健康发展,续航里程不断提升,王师傅驾驶一辆纯电动汽车从 市前往 市.他驾车从 市一高速公路入口驶入时,该车的剩余电量是 ,行驶了 后,从 市一高速公路出口驶出.已知该车在高速公路上行驶的过程中,剩余电量 与行驶路程 之间的关系如图所示.
(1)求 与 之间的关系式;
(2)已知这辆车的“满电量”为 ,且该车型电量降至 则会出现电亏警报,若王师傅从 市高速公路出口驶出后还要继续在高速公路上行驶,请你通过计算提醒王师傅,还能行驶多少 汽车会出现电亏警报.
解:(1)设y=kx+b(0≤x≤240),代入 , ,
得:
解得: , ,
所以 .
(2)令x=240时,y=32, .
令y=10时,则有 ,解得x=350,
350-240=110,
答:该车还能行驶110km汽车会出现电亏警报.
实际问题
数学问题
数学模型
数学结论
抽象
数学化
现实化
求解
解决实际问题的基本思想方法
全品初中
即学即练
方法技巧
1.核心方法是待定系数法
关键:从图像中准确找到两个已知点的坐标
2.根据实际问题的意义来确定 x 的取值范围,确保其符合现实逻辑
3.解题过程要始终将图像的直观信息与函数的代数表达式结合起来,做到 “看图识关系,用式解问题”
1.某海岸线上有 A,B两个港口,一艘轮船从 A港口出发,沿海岸线匀速前往B港口.设该轮船行驶的时间为x(h),距B港口的路程为y(km). y与x 之间的函数关系如图所示.
(1)求y与x之间的函数关系式,并写出x的取值范围.
(2)求轮船行驶1.5h时与B港口之间的路程.
解:(1)函数表达式为
将,代入,得 ,
解得
函数关系式为:
(2)根据题意,把代入到中,得:
解得:
答:轮船行驶1.5h时与B港口之间的路程为100km
即学即练
2.某市出租车的计费方法如图所示,x(km)表示出租车行驶的里程, y(元)表示打车的费用.
(1)若某乘客的乘车里程为2.5km,则他需付的打车费是多少元?
(2)当时,求y与x 之间的函数关系式.
(3)若某乘客一次打车付费36元,求这位乘客的乘车里程.
解:(1)从图像中可以看出,当行驶里程km时,打车费用y是一个固定值,为8元。
因为乘客的乘车里程 ,所以他需付的打车费是8元。
(2)从图像中可以看出,当行驶里程km时,y与x之间的函数关系为一次函数,
过点(3,8),(5,12)
设函数表达式为
将,代入,得 ,解得
所以函数关系式为:
(3)根据题意,把代入到中,得
解得:
答:这位乘客的乘车里程为17km
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?
数形结合
函数建模
课堂小结
一次函数的应用----图象型
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
$