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八年级上册 · 数学(浙教版)
第12讲 一次函数的图象与性质(5.3~5.4)
(一)一次函数的概念
例题精析
例1 下列函数中:①;②;③;④;⑤,是一次函数的个数为( )
▸思路点拨 用一次函数 ( 为常数,)来判断。
▸过程详解 解:①⑤自变量 出现在分母里,④自变量 的次数为 2,均不是一次函数,②③符合要求,是一次函数。故选 B。
▸总结升华 本题考查一次函数的概念,( 为常数,)。
变式训练
1. 下列 关于 的函数中,属于正比例函数的是( )
A.
B.
C.
D.
例2 已知 。(1)当 取何值时, 是 的一次函数?(2)当 取何值时, 是 的正比例函数?
▸思路点拨 (1)根据一次函数的定义可知,,且 ,即可求出 满足的条件;(2)根据正比例函数的定义可知,,且 ,同时满足 ,即可求出 满足的条件。
▸过程详解 解:(1),解得 。因为 ,即 ,所以当 , 为任意实数时, 是 的一次函数。(2),,解得 ,。因为 ,即 ,所以当 , 时, 是 的正比例函数。
▸总结升华 本题考查一次函数和正比例函数的定义,利用定义求一次函数 表达式时,要保证 且 的次数为 1,若正比例函数还需保证 。
变式训练
2. 已知关于 的函数 ,当 ________ 时,它是一次函数;当 ________ 时,它是正比例函数。
(二)用待定系数法求表达式
例题精析
例3 已知 与 成正比例,且当 时,。(1)求 与 之间的函数表达式。(2)当 时,求 的值。
▸思路点拨 (1)根据题意设出函数表达式,将 , 代入表达式,列出方程,求出未知数,即可求得表达式;(2)将 代入表达式中,即可求解。
▸过程详解 解:(1)因为 与 成正比例,设 ,将 , 代入,得 ,解得 ,则 , 与 之间的函数表达式为 。(2)把 代入,得 ,解得 。
▸总结升华 本题抓住“整体成正比例”这一重要条件来设表达式,即可求解。
变式训练
3. 已知 与 成正比例,且当 时,。(1)求 与 之间的函数表达式。(2)当 时, 的值是多少?
例4 已知 ,其中 与 成正比例, 与 成正比例,当 时,;当 时,。(1)求 与 的函数表达式。(2)当 取何值时, 的值为 30?
▸思路点拨 (1)根据题意设出函数表达式,将 ,;, 分别代入表达式,列出方程组,求出未知数,即可求得表达式;(2)把 代入表达式,即可求得 的值。
▸过程详解 解:(1)设 ,(,),则 ,根据题意,得 ,,解得 ,,所以 与 的函数关系式为 ,即 。(2)把 代入 ,得 ,解得 ,所以当 时, 的值为 30。
▸总结升华 本题考查了待定系数法求表达式,值得注意的是两个正比例函数的比例系数不同,因此要设两个字母。
变式训练
4. 已知函数 , 与 成正比例关系。当 时,;当 时,,则 与 之间的函数关系式为 ________。
例5 在平面直角坐标系中,将直线 平移后得到直线 ,则下列平移方法正确的是( )
▸思路点拨 方法一:利用一次函数图象的平移规律,左加右减,上加下减,即可得出;方法二:根据函数图象上特殊点的坐标平移,即可得出。
▸过程详解 解:方法一:根据图象平移规律,设直线 向上平移 个单位长度得到 ,所以 ,解得 ,故将 向上平移 6 个单位长度得到 。设直线 向左平移 个单位长度得到 ,所以 ,解得 ,故将 向左平移 3 个单位长度得到 。故选 C。方法二:根据点坐标平移规律,直线 与 轴的交点为 ,直线 与 轴的交点为 ,点 向上平移 6 个单位长度变为 ,故将 向上平移 6 个单位长度得到 。直线 与 轴的交点为 ,直线 与 轴的交点为 ,点 向左平移 3 个单位长度变为 ,故将 向左平移 3 个单位长度得到 。故选 C。
▸总结升华 本题考查平移规律,可以按照图象平移规律或特殊点坐标平移规律解决问题。
变式训练
5. 将直线 向上平移 1 个单位长度,则平移后直线的函数表达式为( )
A.
B.
C.
D.
(三)一次函数的图象与性质
例题精析
例6 已知一次函数 的图象不经过第一象限,求 的取值范围。
▸思路点拨 先画简图分析,即可得到 的取值范围。
▸过程详解 解:如图, 可以由 平移得到,可先画 ,然后进行上下平移发现, 时,函数图象不经过第一象限。故 。
▸总结升华 本题考查一次函数图象经过象限问题,利用数形结合,先画简图分析,函数 的图象可以由 平移得到,进而确定 的取值范围。
变式训练
6. 已知一次函数 的图象如图所示,则 的取值范围是( )
A.,
B.,
C.,
D.,
例7 已知一次函数的图象经过点 ,且满足 随 的增大而增大,则该一次函数的表达式可以为 ____________(写出一个即可)。
▸思路点拨 本题结论为开放性,答案不唯一,但是能确定 ,。
▸过程详解 解:答案不唯一,如 。
▸总结升华 一般地,一次函数 有下列性质:(1)当 时, 随 的增大而增大,当 时, 随 的增大而减小。(2)两条直线平行, 相等。(3) 越大,图象越陡。
变式训练
7. 一次函数 ( 为常数,)的图象与 轴交点为 ,且满足 随着 的增大而减少,请你写出一个符合条件的一次函数的表达式 ________。
例8 已知一次函数 的图象与 轴的负半轴相交, 随 的增大而减小,且 为整数。(1)求 的值。(2)当 时,求 的取值范围。(3)当 时,求 的取值范围。
▸思路点拨 (1)根据图象与 轴的负半轴相交, 随 的增大而减小确定 的范围,由 为整数,确定 的值;(2)数形结合,利用图象确定当 时, 的取值范围;(3)数形结合,利用图象确定当 时, 的取值范围。
▸过程详解 解:(1)因为图象与 轴的负半轴相交,所以 ,解得 。因为 随 的增大而减小,所以 ,解得 ,所以 。又因为 为整数,所以 。(2)由(1)知 ,因此一次函数为 。当 时,;当 时,。因为 随 的增大而减小,所以当 时,。(3)当 时,;当 时,。因为 随 的增大而减小,所以当 时,。
▸总结升华 本题考查一次函数的图象与性质,利用数形结合,求一次函数的表达式及自变量或函数值的取值范围。
变式训练
8. 已知一次函数的图象过 , 两点,求出该函数表达式,画出它的图象,并回答下列问题。(1) 为何值时,???(2)当 时,求 的取值范围。(3)当 时,求 的取值范围。
例9 已知一次函数 的自变量的取值范围是 ,相应的函数值的取值范围是 ,求这个一次函数的表达式。
▸思路点拨 由于 不确定,需要分类讨论,可画简图进行分析,即可求出一次函数的表达式。
▸过程详解 解:①当 时, 随 的增大而增大,所以 ,;,,代入一次函数的表达式 ,得 ,,解得 ,,则这个函数的表达式是 。②当 时, 随 的增大而减少,所以 ,;,,代入一次函数的表达式 ,得 ,,解得 ,,则这个函数的表达式是 。故这个函数的表达式是 或 。
▸总结升华 数形结合,先画简图进行分析,发现 时, 取最大时, 取最大,反之当 时, 取最大时, 取最小。
变式训练
9. 已知一次函数 的自变量的取值范围是 ,相应的函数值的取值范围是 ,求这个一次函数的表达式。
例10 在直角坐标系中,点 在函数 ( 且 )的图象上。(1)若 ,求 的值。(2)若 ,求 的取值范围。(3)设函数 ,若 ,当 时,求 的取值范围。
▸思路点拨 (1)把点 代入函数 ,即可求出 的值;(2)把 代入函数 ,得 ,再根据 ,即可得出 的取值范围;(3)方法一:联立方程 ,求得 ,由 ,,即可得出 的取值范围;方法二: 与 图象的交点为 ,根据函数的增减性,即可得出 的取值范围。
▸过程详解 解:(1)把点 代入函数 ,可得 ,所以 。(2)把点 代入函数 ,可得 ,,因为 ,所以 ,所以 。(3)方法一:当 时,,所以 ,因为 且 ,所以 ,因为 ,所以 时,。方法二:因为 ,所以 图象过点 ,因为 时,,所以点 也在 图象上,即 与 图象的交点是 。因为 , 随 的增大而减小,, 随 的增大而增大,所以当 时,。
▸总结升华 本题考查一次函数的图象与性质,结合图象进行分析是解题的关键。
变式训练
10. 在平面直角坐标系中,一次函数 ()的图象平行于直线 ,且经过点 。(1)求该函数的表达式。(2)在平面直角坐标系中画出该函数的图象,并写出与坐标轴的交点。(3)当 时,对于 的每一个值,函数 的值都小于一次函数 的值,请直接写出 的取值范围。
例11 一次函数 ( 为常数,且 )。(1)若点 在一次函数 的图象上,①求 的值;②设 ,则当 时,求 的最大值。(2)若当 时,函数有最大值 ,最小值 ,且 ,求此时一次函数 的表达式。
▸思路点拨 (1)①把 代入 中即可得到 的值;②用 表示 得到 ,根据一次函数的性质, 时, 的值最大,然后计算自变量为 5 所对应的函数值即可;(2)当 时,,,则 ;当 时,,,则 ,然后分别解方程求出 ,从而得到对应的一次函数表达式。
▸过程详解 解:(1)①把 代入 得 ,解得 ;②当 时,,所以 ,所以 随 的增大而增大,所以当 时,取 , 有最大值,,即 的最大值为 5。(2)当 时,,,因为 ,所以 ,解得 ,此时一次函数表达式为 ;当 时,,,因为 ,所以 ,解得 ,此时一次函数表达式为 ;综上所述,一次函数表达式为 或 。
▸总结升华 本题考查了待定系数法求一次函数表达式,利用一次函数的增减性求函数的最大、最小值,由于 的符号不确定,需要分类讨论。
变式训练
11. 一次函数 ( 为常数,且 )。(1)若点 在一次函数 的图象上,求 的值。(2)当 时,函数有最大值 2,请求出 的值。
(四)一次函数与三角形的面积问题
例题精析
例12 如图,直线 与坐标轴分别交于点 ,直线 与 关于 轴对称。(1)求点 的坐标。(2)若点 在 的内部(不包含边界),求 的取值范围。(3) 为坐标原点,若过点 的直线将 分成的两部分面积之比为 ,求该直线的表达式。
▸思路点拨 (1)求出 ,,由直线 与直线 关于 轴对称,得 ;(2)当点 在直线 上时,,当点 在直线 上时,,即可得当点 在 的内部时 的取值范围;(3)分两种情况:①设直线 交 于点 ,,过点 作 于点 ,求得点 坐标,即可求解;②设直线 交 于点 ,,同理可解。
▸过程详解 解:(1)在 中,令 ,得 ,令 ,得 ,所以 ,,因为直线 与直线 关于 轴对称,所以点 与点 关于 轴对称,所以 。(2)设直线 的表达式为 ,把点 和点 的坐标代入,得 ,,解得 ,,所以直线 的表达式为 ;当点 在直线 上时,,解得 ,当点 在直线 上时,,解得 ,所以当点 在 的内部时, 的取值范围是 。(3)因为 ,,,所以 ;①设直线 交 于点 ,,过点 作 于点 ,如图 1,所以 ,所以 ,则 ,在 中,令 ,即 ,解得 ,所以点 ,设直线 表达式为 ,所以 ,解得 ,所以直线 表达式为 。②设直线 交 于点 ,,过点 作 于点 ,如图 2,同理可得 ,解得 ,在 中,令 ,得 ,则点 ,设直线 表达式为 ,则 ,解得 ,所以直线 表达式为 。综上所述,直线 的表达式为 或 。
▸总结升华 本题考查一次函数与几何图形问题,用待定系数法求表达式。熟练掌握线段与点之间的表示转化是解题关键。
变式训练
12. 如图,直线 分别交 轴、 轴于点 ,直线 经过点 ,交 轴于点 。(1)求 的值和 的长。(2)在 延长线上取点 ,使 ,过点 作 轴交 的延长线于点 ,记 的面积为 , 的面积为 ,求 的值。
(五)直线过定点问题
例题精析
例13 已知一次函数 。(1)当 为何值时,函数图象经过原点?(2)不论 取何值,直线恒过一定点 ,求定点 的坐标。
▸思路点拨 (1)把 代入得 ,求得 ;(2)变形 ,令 ,即可求得点 的坐标。
▸过程详解 解:(1)因为函数图象经过原点,所以 ,解得 。(2),因为不论 取何值,直线恒过一定点 ,所以 ,解得 ,此时 ,即不论 取何值,直线恒过一定点 ,定点 的坐标为 。
▸总结升华 若函数经过某个特定点,往往需要将函数变形成为以字母为自变量, 为系数的函数形式,根据经过定点得出系数为 0,从而求得 的值。
变式训练
13. 已知一次函数 ( 为常数,且 ),无论 取何值,该函数的图象总经过一个定点,则这个定点的坐标是( )
A.
B.
C.
D.
链接好题
1. 已知一次函数 ,其中 。(1)若点 在 的图象上,求 的值。(2)当 时,若函数有最大值 5,求 的函数表达式。(3)对于一次函数 ,其中 ,当 时, 都成立,求 的取值范围。
参考答案
变式训练 1 C
变式训练 2 ;
变式训练 3 (1)设 ,把 , 代入,得 ,解得 。则 ,即 与 之间的函数表达式为 。(2)把 代入 ,得 ,即 。
变式训练 4
变式训练 5 A
变式训练 6 D
变式训练 7 (答案不唯一)
变式训练 8 一次函数的表达式为 ,图象如图。(1)当 时,;当 时,;当 时,。(2)当 时,。(3)当 时,。
变式训练 9 分两种情况:①当 时,把 , 和 , 分别代入 ,得 ,,解这个方程组,得 ,,所以 。②当 时,把 , 和 , 分别代入 ,得 ,,解这个方程组,得 ,,所以 。综上所述,这个一次函数的表达式为 或 。
变式训练 10 (1)由于一次函数图象平行于直线 ,因此 。将点 代入函数表达式,可得 。故函数表达式为 。(2)函数图象如图,当 时,,与 轴交点为 。当 时,,与 轴交点为 。(3)结合图象进行分析,当 时,函数 的图象一定要在 的图象的下方,因此, 的取值范围为 。
变式训练 11 (1)把 代入 ,得 ,解得 。(2)① 时, 随 的增大而增大,当 时, 取最大值 2。把 , 代入函数关系式,得 ,解得 。② 时, 随 的增大而减小,当 时, 取最大值 2。把 , 代入函数关系式,得 ,解得 。所以 或 。
变式训练 12 (1)把 代入 ,得 ,所以 。把 代入 ,得 ,所以点 为 。把点 代入 ,得 ,所以 。把 代入 ,得 ,即 。(2)如图,记 交 轴于点 。因为 轴,所以 ,因为 ,,所以 (AAS)。所以 ,,所以 。所以当 时,,所以 ,所以 ,所以 。因为 ,,所以 ,所以 。
变式训练 13 B 【解析】因为 ,当 时,,所以无论 取何值,该函数的图象总经过一个定点 。故选 B。
链接好题 1 (1)把 代入 ,得 ,所以 。(2)当 时,则 时,,把 代入 ,得 ,解得 ,此时一次函数表达式为 ;当 时,则 时,,把 代入 ,得 ,解得 ,此时一次函数表达式为 。(3)因为对于一次函数 ,其中 ,当 时, 都成立,所以当一次函数 与一次函数 的图象平行时满足题意,此时 ,。当一次函数 与一次函数 的图象相交,, 时,满足题意,所以 , 或 ,。
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