内容正文:
11.4一次函数与实际问题
第十一章
一次函数
学 习 目 标
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能从实际问题中抽象出一次函数模型,建立变量之间的函数表达式。
能运用一次函数的图象和性质解决实际问题,包括最值求解、分段函数应用等。
掌握 “建模 — 分析 — 求解 — 验证” 的实际问题解决流程。
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问题1:一次函数与二元一次方程之间有什么关系?
一般地,二元一次方程ax+by=c(a≠0,b≠0)可看作一个一次函数y=-x+.以二元一次方程ax+by=c(a≠0,b≠0)的任意一个解为坐标的点,都在直线y=-x+上;反之,直线y=-x+上任意一个点的坐标,都是二元一次方程ax+by=c(a≠0,b≠0)的一个解.
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导入新课
问题2:常用的温度计量单位有摄氏度(℃)和华氏度(℉)两种.它们之间的部分对应温度数据如下表所示:
设摄氏温度为x(单位:℃),华氏温度为y(单位:℉),在平面直角坐标系中描出表格中的数据对应的点,你能用描点法画出图象吗?
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基础 主干落实
新知要点
一次函数关系识别
1.两个变量对应数值的差之比是一个常数k,那么这两个变量之间是一次函
数关系.
可以表示为=k,则y是x的一次函数.
2.表示两个变量的图象是一条直线,则图象表示的函数是一次函数关系.
对点小练
某市规定了每月用水不超过18立方米和超过18立方米两种不同的收费标准,该市
用户每月应缴水费y(元)是关于用水量x(立方米)的函数,其图象如图所示.已知小
王家这个月缴了水费60元,则小王家这个月的用水量为_________立方米.
19.5
知识探究
探究 1:温度换算中的一次函数模型
观察与发现
常用的温度计量单位有摄氏度(℃)和华氏度(℉)两种。它们之间的部分对应温度数据如下表所示:
知识探究
探究 1:温度换算中的一次函数模型
观察与发现
设摄氏温度为x(单位:℃),华氏温度为y(单位:℉),在平面直角坐标系中 描出表格中的数据对应的点,如图11.4-1所示。
问题1:这些点所在的位置有什么特征?
1.描点后发现,这些点都在同一条直线上,说明
y与x满足一次函数关系。
2.摄氏温度每增加 10℃,华氏温度增加18 ℉,变化率恒定,符合一次函数特征。
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活动一:自主探究一次函数的概念
问题:华氏温度(单位:℉)关于摄氏温度(单位:℃)的函数表达式是什么?
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设y关于x的函数表达式为y=kx+b.当x=0时,y=32;当x=10时,y=50.
列方程组得 解得
所以y关于x的函数表达式为y=1.8x+32.
b=32,
10k+b=50.
k=1.8,
b=32.
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问题:一地某日最高气温为95 ℉,此地当日最高气温为多少摄氏度?华氏温度值与对应的摄氏温度值有可能相等吗?
(1)将y=95代入y=1.8x+32,解得x=35.所以此地当日最高气温为35 ℃.
(2)将y=x代入y=1.8x+32,解得x=-40.所以华氏温度值与对应的摄氏温度值相等时为-40,即-40 ℃=-40 ℉.
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重点 典例研析
重点1利用一次函数的关系式计算求值(模型观念、推理能力)
【典例1】(教材再开发·P97观察与发现拓展)秤是我国传统的计重工具,它的应用方便了人们的生活.如图1,可以用秤砣到秤纽的水平距离,来得出秤钩上所挂物体的质量.称重时,若秤杆上秤砣到秤纽的水平距离为x(厘米)时,秤钩所挂物重为y(斤),则y是x的一次函数.下表中为若干次称重时所记录的一些数据.
x(厘米) 1 2 4 7 11 12
y(斤) 0.75 1.00 1.50 2.75 3.25 3.50
(1)在上表x,y的数据中,发现有一对数据记录错误.在图2中,通过描点的方法,观察判断哪一对是错误的.
(2)根据(1)的发现,问秤杆上秤砣到秤纽的水平距离为18厘米时,秤钩所挂物重是多少?
【自主解答】(1)描点如图所示,观察图象可知:x=7,y=2.75这对数据错误.
(2)设y=kx+b,把x=1,y=0.75,x=2,
y=1代入可得,解得,
∴y=0.25x+0.5,
当x=18时,y=5,
答:秤杆上秤砣到秤纽的水平距离为18厘米时,秤钩所挂物重是5斤.
知识探究
探究 1:温度换算中的一次函数模型
观察与发现
设摄氏温度为x(单位:℃),华氏温度为y(单位:℉),在平面直角坐标系中 描出表格中的数据对应的点,如图11.4-1所示。
问题2:若增加表格中的数据,那么这些数据所对应的点是否依然有此特征?
增加表格中的数据,这些数据所对应的点依然有此特征
知识探究
探究 1:温度换算中的一次函数模型
观察与发现
问题3:华氏温度y(单位:℉)关于摄氏温度x(单位:℃)的函数表达式是什么?
通过表格可以看出,摄氏温度每增加10℃,华氏温度都增加18℉。y关于x的函数是一次函数。
解:设y关于x的函数表达式为y=kx+b。当x=0时,y=32;当x=10时,y=50。列方程组得:
b=32
10k+b=50
解得:
b=32
k=1.8
所以y关于x的函数表达式为y=1.8x+32。
知识探究
探究 1:温度换算中的一次函数模型
观察与发现
问题4:由此可以解决相关的实际问题:一地某日最高气温为95℉,此地当日最高气温为多少摄氏度? 华氏温度值与对应的摄氏温度值有可能相等吗?
将y=95代入y=1.8x+32,解得x=35。所以,此地当日最高气温为35℃。
将y=x代入y=1.8x+32,解得x=-40。所以,华氏温度值与对应的摄氏温度值相等时为-40,即-40℃=-40℉。
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活动二:归纳总结一次函数与实际问题的联系,巩固提升
问题:某种玉米种子的价格为5元/千克,如果一次购买2千克以上的种子,超过2千克部分的种子的价格打8折,你能写出购买种子质量x(单位:千克)关于付款金额y(单位:元)的函数表达式,并画出函数图象吗?
当0≤x≤2时,种子价格为5元/千克,y=5x;
当x>2时,超出的(x-2)千克打8折,即按4元/千克计价,y=10+4(x-2),即y=4x+2.
5x(0≤x≤2),
4x+2(x>2).
综上,y=
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活动三:例题讲解,知识迁移与运用
例1 学校准备购进A型和B型两种消毒液共90瓶.已知A型消毒液每瓶7元,B型消毒液每瓶9元.学校要求购进B型消毒液的数量不少于 A型消毒液数量的.请设计最省钱的购买方案.
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解:设购进A型消毒液x瓶,购买费用为W元.
由题意得W=7x+9(90-x)=-2x+810.
所以W是x的一次函数,且一次项系数-2<0.
所以W随着x的增大而减小,x最大时,W有最小值.
根据题意得90-x≥x,解得x≤67.5.
由x是整数,得x的最大值为67,此时 W=810-2×67=676.
购进B型消毒液90-67=23(瓶).
所以最省钱的购买方案是购进67瓶A型消毒液、23瓶B型消毒液,费用为676元.
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【举一反三】
(2025·陕西中考)研究表明,一定质量的气体,在压强不变的条件下,气体体积y(L)与气体温度x(℃)成一次函数关系.某实验室在压强不变的条件下,对一定质量的某种气体进行加热,测得的部分数据如下表:
气体温度x(℃) … 25 30 35 …
气体体积y(L) … 596 606 616 …
(1)求y与x的函数关系式;
(2)为满足下一步的实验需求,本次实验要求气体体积达到700 L时停止加热.求停止加热时的气体温度.
【解析】(1)设y与x的函数关系式为y=kx+b,
则,解得,
故y与x的函数关系式为y=2x+546.
(2)令y=700,则2x+546=700,解得:x=77.
答:停止加热时的气体温度为77 ℃.
知识探究
探究 1:一次函数与二元一次方程的联系
结合上述探究,归纳二次根式的乘法法则:
二次根式的乘法法则:
概括与表达
如果现实生活中的两个变量之间满足一次函数关系,就可以用一次函数的图象和性质等知识研究其变化规律,进而解决问题。
课堂总结
课堂总结
一次函数解决实际问题的一般步骤:
① 设变量:明确自变量和因变量;
② 建模型:根据题意列出函数表达式(注意分段函数);
③ 定范围:根据实际约束确定自变量取值范围;
④ 析性质:利用一次函数单调性分析最值或求解问题;
⑤ 验结果:验证结果是否符合实际意义。
课堂总结
1.通过本节课的学习,你学到了哪些知识?
2.学习了本节课你有何感想?请畅所欲言.
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