内容正文:
第12章 函数与一次函数
课题1 函数的概念
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用热气球探测高空气象.设热气球从海拔1 800 m处的某地升空,在一段时间内,它匀速上升.它上升过程中到达的海拔高度h m与上升时间t min的关系记录如下表:
t/min 0 1 2 3 4 5 6 7 …
h/m 1 800 1 830 1 860 1 890 1 920 1 950 1 980 2 010 …
看表回答以下问题:
t/min 0 1 2 3 4 5 6 7 …
h/m 1 800 1 830 1 860 1 890 1 920 1 950 1 980 2 010 …
(1)这个问题中,涉及哪几个量?
(2)热气球上升3 min和6 min时到达的海拔高度分别是多少米?
(3)热气球在升空的过程中平均每分钟上升多少米?
探究新知
知识模块一 变量与常量
我们生活在一个变化的世界,通常会看到在同一变化过程中,有两个相关的量,其中一个量往往随着另一个量的变化而变化,比如汽车的行驶路程随时间的变化而变化,那我们如何来研究各种运动变化呢?
数学上常用变量与函数来刻画各种运动变化.
问题1 如图,用热气球探测高空气象.设热气球从海拔 1800 m 处的某地升空,它上升后到达的海拔高度 h m 与上升时间 t min 的关系记录如下表:
当 t = 2 min,
h = 1860 m
当 t = 1 min,
h = 1830 m
当 t = 0 min,
h = 1800 m
当 t = 3 min,
h = 1890 m
t/min 0 1 2 3 4 5 6 7 …
h/m 1800 1830 1860 1890 1920 1950 1980 2010 …
看表回答以下问题:
(1)这个问题中,涉及哪几个量?
热气球升空的时间 t min
t/min 0 1 2 3 4 5 6 7 …
h/m 1 800 1 830 1 860 1 890 1 920 1 950 1 980 2 010 …
气球升空的高度 h m
(3)热气球在升空的过程中平均每分钟上升多少米?
(2)热气球上升 3 min 和 6 min 时到达的海拔高度分别是多少米?
每分钟上升为 30 m .
t/min 0 1 2 3 4 5 6 7 …
h/m 1 800 1 830 1 860 1 890 1 920 1 950 1 980 2 010 …
1980 m
1890 m
(4)热气球的高度随时间的推移而升高的高度有规律吗?
(5)你能总结出 h 与 t 的关系吗?
1800 + 30×1=1830 m
1800 + 30×2=1860 m
1800 + 30×3=1890 m
1800 + 30×4=1920 m
…
h = 30t + 1800
1800 + 30×t=30t + 1800 m
t/min 0 1 2 3 4 5 6 7 …
h/m 1 800 1 830 1 860 1 890 1 920 1 950 1 980 2 010 …
(6) 哪些量发生了变化?哪些量没有发生变化?
保持不变的量
热气球原先所在的高度 1800 m
气球上升的速度 30 m/min
不断变化的量
热气球升空的时间 t min
气球升空的高度 h m
(7) 什么叫变量?什么叫常量?
在一个变化的过程中,数值发生变化的量称为变量,数值始终保持不变的量称为常量.
区分常量与变量,就是看在某个变化过程中,该量的值是否可以改变,即是否可以取不同的值.
(1) 这个公式中变量、常量分别是什么?
变量是制动距离s与车速v
(2) 当刹车时车速 v 分别是 40 km/h、80 km/h、120 km/h 时,相应的滑行距离 s 分别是多少?
当 v=40 km/h 时,s=6.25 m;
当 v=80 km/h 时,s=25 m;
当 v=120 km/h 时,s=56.25 m.
典例:(1)寄一封质量在20 g以内的市内平信,需邮资0.8元,则寄x封这样的信所需邮资y元.用含x的式子表示y为________,其中常量为________,变量为________;
分析:邮资y=每封信的邮资·x,即y=0.8x
解:y=0.8x 0.8 x,y
(2)某长方形的长为12 m,宽为8 m,把长增加x m, 宽增加y m,变为正方形,则y与x的关系式为________,其中常量为________,变量为________.
分析:变化后的长为12+x,宽为8+y,所以有12+x=8+y,即y=x+4
解:y=x+4 4 x,y
仿例:分别指出下列关系式中的变量和常量:
(1)设地面气温是20℃,如果高度每升高1km,气温就下降6℃,则气温t(℃)与高度h(km)的关系式是t=20-6h,其中变量是________,常量是__________;
t,h
20,-6
解析:π与2是不变的常量,A正确,故B错误;等式两边同除以2π可知C正确;r 是自变量,C 是因变量,都是变量,所以D正确,故本题选B.
B
(2)一个长方体盒子的高为30 cm,底面是正方形,这个长方体的体积V(cm3)与底面边长a(cm)的关系式是V=30a 2,其中变量是______,常量是________.
V,a
30
知识模块二 函数的相关概念
问题3 S市某日自动测量仪记下的用电负荷西线如图所示.
GW表示“吉瓦”,是电功率的单位. 1 GW = 109 W.
看图回答以下问题:
(1)这个问题中,涉及哪几个量?
时间、用电负荷
(2)这个问题中的变量是什么?
某一时刻用电负荷y与时间t.
(3)给出这天中的某一时刻,如 4.5 时,能找到这一时刻的用电负荷是多少吗?你是怎么找到的?找到的值是唯一确定的吗?20 时呢 ?
可以过横轴 4.5 的点作垂线,垂线与曲线的交点的纵坐标即为所求.
16 GW
是
10 GW
(4)在这天中,对于时间 t 的每一个值,相应的用电负荷的值都是唯一确定的吗?
对于每一个 t 值,都有唯一的用电负荷的值与之对应.
(5)在这一天中,用电负荷最高和最低各是多少? 它们是在什么时刻达到的?
这一天的用电负荷最高在 13.5 h 达到 18 GW,最低在 4.5 h 达到 10 GW.
一般地,设在一个变化过程中有两个变量 x , y, 如果对于 x 在它允许取值范围内的每一个值, y 都有唯一确定的值与它对应,那么就说 x 是自变量,y 是 x 的函数.
归纳总结
如果当 x = a 时, y = b,那么 b 叫做当自变量x 取 a 时的函数值.
观察问题3中的图象,回答:
(1)这个问题中,有______个变量.
2
(2)给出这天中的某一时刻,如4.5时,20时,这一时刻的用电负荷y GW(×109 W)分别是_______________________.找到的值是唯一确定的吗?
答:唯一确定.
10×109 W,16×109 W
(3)这一天的用电高峰、用电低谷时负荷各是____________,____________.它们分别是在________,________达到的.
18×109 W
10×109 W
13.5时
4.5时
什么是函数?理解函数的定义应注意什么?
在上述三个问题中,每个变化过程都只涉及两个变量,两个变量之间有一种对应关系,当其中一个变量取定一个值时,根据此对应关系就唯一确定了另一个变量的值.
函数:一般地,设在一个变化过程中有两个变量x,y,如果对于x在它允许取值范围内的_________,y都有_________的值与它对应,那么就说y是x的______,其中x是自变量.当x=a时,y=b,则b叫作自变量x取a时的函数值.
注意:(1)在一个变化过程中;(2)有两个变量(字母x与y只是代号);(3)对于x的每一个值,y都有唯一确定的值与其对应.
每一个值
唯一确定
函数
范例:写出下列问题中变量间的关系式,并指出式中的常量与变量,自变量与因变量:购买单价是2.5元的圆珠笔,总金额y元与圆珠笔数n支的关系.
解:y=2.5n,常量2.5,变量y,n,自变量n,因变量y.
课堂小结
变量与函数
常量与变量:在一个变化过程中,数值发生变化的量为变量,数值始终不变的量为常量.
函数:一般地,设在一个变化过程中有两个变量 x , y,如果对于 x 在它允许取值范围内的每一个值,y 都有唯一确定的值与它对应,那么就说 x 是自变量,y 是 x 的函数.
随堂检测
1.设路程为 s,时间为 t,速度为 v,当 v = 60 时,路程和时间的关系式为__________,这个关系式中,______是常量,______是变量,______是______的函数.
60
s = 60 t
t 和 s
s
t
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