5.2 一次函数的概念 学案 2026-2027学年苏科版八年级数学上册
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内容正文:
5.2 一次函数的概念 学案
2026-2027学年苏科版八年级数学上册
教师解析版
上一节已经学会按规定的范围判断函数,并用式、表、图表示对应关系。本节进一步研究一类特殊关系:自变量x每增加相同的量,函数值y的变化量也相同。要认出这种关系,不仅要看到式子中有 x,还要看清化简后的形式、一次项系数是否为零,以及式子在什么范围内适用。
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知识详解 1
典例与变式 7
A 基础巩固 18
B 综合应用 20
C 拓展提升 24
D 课后限时练 27
本学案的选择题均为单项选择。判断题须说明理由;填空题写全条件和单位;解答题保留列式、推算与检验过程。
知识脉络
知识详解
一、一次函数与正比例函数
一只容器中原有12 L水,现以每分钟4 L的速度匀速加水,只研究开始加水到加满以前的过程。加水时间为 t min,新加入的水量为 u L,容器中的总水量为 V L。经过 t min,新加入的水量是 ;总水量还要加上原有的12 L,所以 。
两个式子都描述均匀加水,但不能把它们混称为同一种比例关系。时间变为原来的2倍,新加入的水量也变为原来的2倍;总量中的12 L不会随时间一起翻倍。例如 t=1时总量16 L,t=2时总量20 L,并不是32 L。
一般地,形如 (k、b为常数,且 )的函数,叫作一次函数。其中 k 是一次项系数,b 是常数项。特别地,当 时,关系式成为 (),叫作正比例函数。
正比例函数是一次函数的特殊情形;一次函数不一定是正比例函数。 不能把两个名称看成互相排斥的两类。也是正比例函数:定义要求k非零,并不要求k为正。“正比例函数”中的“正”不是对k符号的限制。
为什么必须保留 ?若k=0,式子就变成y=b,x的一次项不再存在。它仍可表示函数,却不是本节定义的一次函数。因此,“是函数”“含有字母x”“可以写成kx+b的外观”都不足以完成判断。
在一个已经确定的一次函数中,k、b不随x改变。比较不同方案时,它们可以取不同的值;每选定一组k、b,才得到一个具体的函数。不要在同一条规则里,一会儿取k=2,一会儿又取k=3,却仍把它当成同一个一次函数。
二、一次函数的判断
判断一次函数,检查的是化简后的关系式,不是最先看见的项。例如
,真正的一次项系数是2,常数项是6;
,虽然原式多次出现x,合并后一次项完全抵消,所以不是一次函数;
,分母是非零常数,仍能化为一次函数形式,且一次项系数为负。
含参数的式子也要执行同样的检查。要使 成为一次函数,二次项必须消去,所以a−2=0;同时一次项必须保留,所以a+1≠0。由第一条得a=2,代回第二条得到3≠0,最后关系式为y=3x+4,确实合格。
若把式子改成 ,消去二次项仍要求a=2,但此时一次项也一起消失,只剩y=4。因此不存在合格的a。消去高次项与保留非零一次项是两项同时要满足的条件,不能只做前一项。
要求正比例函数时,在满足一次函数条件的基础上,还要让常数项等于0。求出参数可能的值后,必须代回原式,看最终留下的具体式子;这样既能检查运算,也能发现使关系式变成常数函数的值。
三、k和b的意义
已知某关系是一次函数 ,当x从 变为 时,对应的y分别为 、。两式相减,固定的b抵消,得到
。
若 ,就有 。这说明k是“y的变化量÷x的变化量”,不是把任意一个y除以对应的x;只有b=0且x≠0时,才有 。
比较不同记录时,x的两次变化量不相同,不能只比较y增加了多少。上图中y先增加6、后增加9,并不矛盾,因为x分别增加2、3;x每增加1,y都增加3。k为负时,也照样使用这个关系式,例如k=−2表示x增加1,y减少2。
单位也要跟着量走。若x的单位是min,y的单位是L,那么k的单位就是L/min,b的单位是L。式子中的kx与b必须能表示同一种量,才能相加。不同记录的单位不一致时,应先统一单位。
把x=0代入 ,在代数式上得到y=b。但在实际问题中,只有x=0属于适用范围,并且x表示从所选起点开始计量时,才能把b解释为该起点的实际状态。 若某个实际关系只在2≤x≤8内符合这个式子,算出的b只是式子的常数项;没有额外条件,就不能断言x=0时的实际结果就是b。
还要区分“已知是一次函数,由记录求式子”和“只看到几次记录,猜测是否均匀变化”。有限个数据可以与某个一次函数一致,却不能证明未记录的所有x也符合这个式子。用一次函数求式时,应当有题目给出的“一次函数”条件,或匀速、均匀变化等明确规律,不能自己添上。
四、待定系数法
知道函数类型,但还不知道系数时,可以先用字母表示待求的系数,再把已知对应值代入,列方程求解,这种方法叫作待定系数法。
通常按“设、列、解、验”进行:按已知类型设关系式;把每组x与对应的y成对代入;解出系数并写回关系式;检查所有已知记录、非零条件和适用范围。若已知是正比例函数,就设 ,只需求k;若只知道是一次函数,一般设 。若某个系数已经给出,就不必把它再次当成未知数。
例如,已知是正比例函数,且x=2时y=6,代入得6=2k,所以k=3,关系式为y=3x。若已知是一次函数,且x=1时y=4、x=3时y=10,则
第二式减第一式得2k=6,所以k=3,再代回得b=1。关系式y=3x+1满足两组记录,且k≠0。
并不是“见到一个点就一定能求正比例函数,见到两次记录就一定能求一次函数”。先看这些信息是否有效、是否冲突。
正比例函数的一个已知点
能得到什么
原因
(0,0)
不能唯一确定k
任意非零k都满足0=k×0
(0,3)
不可能
x=0时y只能为0
(2,0)
不可能
只能得到k=0,不符合定义
(2,6)
唯一确定y=3x
x不为0,可以求出非零k
一次函数的两次记录
能得到什么
原因
同一组数重复记录
通常不足以唯一确定
实际上仍只有一个条件
x相同而y不同
不可能
同一个x不能对应两个不同的y
x不同而y相同
不可能是一次函数
相减只能得到k=0
x不同且y不同
唯一确定一个一次函数
可先求唯一的非零k,再求b
最后一行以没有其他冲突条件为前提;若还给了第三个点,应继续代入检验,不能只取前两个点算完就忽略其他信息。
五、一次函数与点的坐标
根据上一节的图象含义,点P的坐标为(a,c),且P在 的图象上,就意味着当x=a时y=c,即 。横坐标代入x,纵坐标代入y;点的位置记录了x与y的对应关系,不是额外背诵的公式。
如果两个点含有共同字母,先看两个点的横坐标、纵坐标各相差多少,往往不用先求这些字母。例如A(r,s)、B(r+2,s+6)在同一个一次函数的图象上,代入得到 、;相减得6=2k,所以k=3。但是r、s还未给出,b=s−3r仍不确定,不能擅自宣布整个关系式已经唯一确定。
另一种情况是用同一个参数描述点的两个坐标。若P的坐标为(t+1,3t−2),令x=t+1,则t=x−1;代入y=3t−2,得到y=3x−5。这里消去的是描述点的参数t,不是把x、y也当成固定常数。若t可以取任意实数,x也可以取任意实数;若t有限制,还要把它换成x的限制。
检验一个关系式是否适合所有这样的点,应代入一般的t,检查等式是否总成立。只试一个t碰巧成立,不能证明所有t都成立;但只要找出一个不成立的t,就足以否定“所有点都满足”的说法。
六、实际问题中的函数关系式
写实际关系式时,先用量的名称列出数量等式,再把单位统一,最后整理成字母式。例如“剩余量=原有量−每单位时间用量×时间”,比直接凭题目出现两个数就凑成kx+b更可靠。若题目说速度、流量或单价在研究过程中保持不变,才能把相应系数作为常数。
关系式求出后,还要保留实际边界。连续用水的时间可以取非整数;成件制作的数量通常只能取整数。到“刚好用完”时剩余量可以为0;用完后仍继续把原式延长并得到负的剩余量,就超出了适用范围。写出范围,才能说明哪些自变量的值可以代入这段实际关系式。
“成正比例”有时说的是两个整体,而不是单独的x与y。例如“y+2与x−1成正比例”,应先把y+2看作一个完整的量,把x−1看作另一个完整的量,设
(a为常数,且 ),
再整理为 。这个式子一定是一次函数,但是否是正比例函数,还要看常数项−a−2是否为0。例如a=−2时得到y=−2x,是正比例函数;a=1时得到y=x−3,不是正比例函数。
若整体中也含有y以外的x项,整理后的一次项系数还可能改变,仍要重新检查,而不能只看到“成正比例”四个字就作结论。本节用代数与对应关系把条件讲清;一次函数的完整图象、象限和图象变换将在下一节研究。
典例与变式
题型一、一次函数与正比例函数的判断
例1 打印费用中的固定部分
资料室按每页0.2元收取打印费,另收每份3元装订费。一份资料打印x页,打印费记为C元,总费用记为T元。每份至少1页、至多50页,均为整页。
(1)【填空】分别写出C、T关于x的关系式及x的允许取值。
(2)【判断】“C既是x的正比例函数,也是x的一次函数。”判断并说明理由;再判断T是否为x的正比例函数。
(3)【解答】当页数从10增至20时,C和T是否都变为原来的2倍?用数据说明。式子中的常数项3,能否称为本题实际存在的“0页资料的总费用”?
例1 解析
(1)打印费=每页费用×页数,所以C=0.2x。总费用=打印费+装订费,所以T=0.2x+3。x只能取1、2、3、…、50。页数为整数,且题目不接受0页或超过50页的资料。
(2)这句话正确。C=0.2x中一次项系数0.2≠0,常数项为0,所以C既是x的正比例函数,也是x的一次函数。T=0.2x+3的常数项为3,不为0,所以T是一次函数,但不是正比例函数。
(3)x=10时C=2元、T=5元;x=20时C=4元、T=7元。打印费确实翻倍,总费用没有翻倍,因为装订费仍只收一次3元。不能把3元称为本题实际存在的0页资料总费用:x=0不在允许范围内。它是题目明确给出的每份固定装订费;“表示固定费用组成”和“存在一笔0页交易”不是同一件事。
变式训练1 同一个切割过程中的已用量与剩余量
一条长30 m的绳子,每次截取完整的2 m,不计损耗。已经截取x段,已用绳长记为u m,剩余绳长记为y m,允许一段也未截取,也允许刚好截完。
(1)【填空】写出u、y关于x的关系式和x的全部允许取值。
(2)【选择】下列说法正确的是( )。
A. y的一次项系数为负,所以y不是一次函数
B. u和y都是x的正比例函数
C. y是x的一次函数,但不是正比例函数
D. x可以取0至15之间的任意实数
(3)【判断】“同一过程中每多截一段,u增加2,y减少2,二者的变化都具有固定的每段变化量。”判断并说明依据。
变式训练1 解析
(1)已用绳长u=2x,剩余绳长y=30−2x。由每次截完整2 m、总长30 m,最多截15段,所以x=0、1、2、…、15。x=0表示尚未截取,x=15表示刚好截完,两个端点均允许。
(2)选C。y=−2x+30中k=−2≠0、b=30≠0,所以是一次函数但不是正比例函数。A错在把负系数当作排除条件;B错在忽略剩余量中的30;D错在忽略段数只能取整数。
(3)正确。每多截一段,已用量增加2 m,剩余量减少2 m。把后一段的结果减去前一段的结果,已用量相差2 m,剩余量相差−2 m。两式中变化量的符号不同,但每段对应的变化量各自固定。
题型二、利用定义求参数
例2 一个式子中的两项参数要求
已知 ,a、b为常数。
(1)【填空与说明】若y是x的一次函数,a、b各应满足什么条件?写出化简后的关系式。
(2)【解答】若进一步要求y是x的正比例函数,求a、b,并代回原式检验。
(3)【判断】“只要把常数项变成0,就一定得到正比例函数。”判断并给出本题中一个反例。
例2 解析
(1)要成为一次函数,须同时满足a−2=0和a+1≠0。由前者得a=2,后者成为3≠0,符合要求。因此a=2,b可以是任意实数,关系式为y=3x+2b−6。一次函数不要求常数项非零,故这里不能排除b=3。
(2)还要使常数项2b−6=0,得b=3。代回原式:y=0x²+3x+0=3x。一次项系数3非零,因此a=2、b=3时为正比例函数。
(3)错误。例如取a=0、b=3,常数项虽然为0,关系式却是y=−2x²+x,仍有二次项,不是正比例函数。常数项为0只是一条必要条件,还要满足化简后只有非零的一次项。
变式训练2 找不到参数时 要说明矛盾在哪里
小林希望通过选择a,使 成为一次函数。
(1)【解答】是否存在这样的a?把需要同时满足的条件写出来,再解释结论。
(2)【判断】“只把常数项4换成另一个数,就能解决上述矛盾。”判断并说明理由。
(3)【解答】若只把一次项改为(a+1)x,其他两项保持不变,是否能得到一次函数?若能,写出a和最终关系式,并说明这次为何没有一起消失。
变式训练2 解析
(1)不存在。消去二次项要求a−1=0;保留非零一次项要求a−1≠0,两条不能同时成立。具体看,a≠1时有二次项;a=1时二次项和一次项一起消失,得到y=4,也不是一次函数。
(2)错误。无论把4换成哪个常数,都不会改变二次项和一次项共用的系数a−1,矛盾仍在。改变常数项不能把已经消失的一次项恢复出来。
(3)可以。改后为y=(a−1)x²+(a+1)x+4。取a=1消去二次项,此时a+1=2≠0,因此得到y=2x+4。这里二次项系数和一次项系数不再同时为0。
题型三、根据变化量求关系式
例3 步行记录不是等时间间隔
小明从家出发时开始计时。第2 min至第10 min,他沿笔直道路继续远离家匀速步行。下面记录了这一时段内他离家的距离s(m)与时间t(min)。
t/min
2
5
9
s/m
180
420
740
(1)【解答】前后两段各走了多少米、用了多少分钟?据此求这段时间s关于t的关系式,并写出适用范围。
(2)【填空】t=10时,s=____m。式中一次项系数的实际含义是____。
(3)【判断】“这段关系式不能用来求小明在t=0时离家的实际距离。”判断并解释:小明在t=0时实际在哪里,式子的常数项为什么不是这个实际距离?
例3 解析
(1)从第2 min至第5 min,共3 min,走了420−180=240 m,每分钟走240÷3=80 m。从第5 min至第9 min,共4 min,走了740−420=320 m,每分钟走320÷4=80 m。题目已明确这段匀速步行,所以可设s=80t+b。代入t=2、s=180,得180=160+b,b=20。因此s=80t+20,适用范围为2≤t≤10。代入t=5、9,分别得420、740,与记录一致。
(2)t=10时s=80×10+20=820 m。一次项系数80表示这段步行每分钟离家增加80 m,也就是这段远离家的步行速度为80 m/min。
(3)正确。小明在t=0时刚从家出发,离家距离为0。求出的式子只描述第2至第10分钟的匀速阶段,不能反推前2分钟也按同样规律行走。20是这段关系式的常数项,不是实际出发距离。把0代入代数式会得到20,但0不在这段式子的适用范围内。
变式训练3 能否由这些数据确定关系式
已知y是x的函数,x可以取任意实数。现在只给出三组对应值,没有给出其他规律。
x
0
2
5
y
1
5
11
(1)【判断】“这三组数据符合y=2x+1,因此这个函数对所有x一定都满足y=2x+1。”判断并解释。
(2)【解答】规则甲规定:对任意x,y=2x+1;规则乙规定:当x=0、2、5时,y=2x+1;当x取其他值时,y=0。两条规则是否都符合现有记录?x=1时各得到多少?这说明什么?
(3)【填空】若补充“y是x的一次函数”,关系式为____,x=1时y=____。说明这条补充条件为何有用。
变式训练3 解析
(1)错误。三组记录都满足y=2x+1,只能说明这个式子与现有记录一致,不能证明未给出的所有x也按同一式子对应。
(2)两条规则都符合现有记录。规则甲在x=0、2、5时输出1、5、11;规则乙在这三个输入处也按2x+1计算,输出相同。x=1时,规则甲输出3,规则乙输出0。两条规则都能使每个实数输入对应唯一输出,却在未给出的输入1处不同。这说明现有三组记录不能唯一决定全部对应规则。
(3)补充为一次函数后,可设y=kx+b。由(0,1)得b=1,由(2,5)得5=2k+1,所以k=2。代入(5,11)也成立。因此y=2x+1,x=1时y=3。补充条件把待求关系限制为一次函数,不再允许第2问的规则乙;两组横坐标不同且纵坐标不同的记录已能确定k、b,第三组用于核验。
题型四、用待定系数法求关系式
例4 从坐标记录确定关系式
已知y是x的一次函数,图中P、Q是其图象上的两个点,每个小方格的边长表示1个单位。
(1)【填空】从图中读出P、Q的坐标。
(2)【解答】用待定系数法求y关于x的关系式,写出代入、求解和回查过程。
(3)【解答】点R(4,−5)是否在该函数图象上?若点S(a,7)也在图象上,求a。
例4 解析
(1)P(−1,5),Q(3,−3)。先看横坐标,再看纵坐标;不能把点的位置顺序写反。
(2)设y=kx+b,且k≠0。由两点得
第二式减第一式得4k=−8,所以k=−2;代回−k+b=5,得2+b=5,b=3。故y=−2x+3。检验:x=−1时y=5,x=3时y=−3,且k=−2≠0,符合全部条件。
(3)x=4时,−2×4+3=−5,与R的纵坐标相同,所以R在图象上。由S(a,7)在图象上,得7=−2a+3,解得a=−2。回代−2×(−2)+3=7,成立。
变式训练4 两次记录未必是两个有效条件
计划用两次记录确定一个一次函数。四份记录卡如下。
(1)【选择】哪一份记录能唯一确定一个一次函数( )?
A. 甲 B. 乙 C. 丙 D. 丁
(2)【解答】分别说明其余三份记录为什么不能完成任务,并求出合格记录对应的关系式。
(3)【解答】如果事先已知是正比例函数,只保留记录(2,5),信息是否已经足够?求出关系式,并解释为什么这与甲中的结论不矛盾。
变式训练4 解析
(1)选D,即丁。
(2)甲两次都是(2,5),实际上只得到2k+b=5一个条件。例如y=x+3与y=2x+1都满足,因此不能唯一确定。乙中x=2时既有y=5又有y=8,违反函数的唯一对应要求。丙的两横坐标不同,纵坐标相同,相减得到0=2k,强迫k=0;得到的是常数关系y=5,不是一次函数。丁满足
相减得2k=4,故k=2,再得b=1,所以y=2x+1。代入两组数据均正确,且k≠0。
(3)足够。已知正比例函数,只设y=kx。由(2,5)得k=,所以 ,且k非零。甲只知道是一次函数,k、b都未确定;本问多了“正比例”这一条件,已知b=0,所以并不矛盾。重复一条记录本身没有增加条件,新增的函数类型才缩小了选择范围。
题型五、点的坐标与关系式
例5 两式相减求k
A(r,s)、B(r+4,s−6)在同一个一次函数 的图象上。
(1)【选择并说明】k的值是( )。
A. B. C. D. −10
(2)【判断】“由这两个点可以求出k,但还不能唯一确定b。”判断并说明理由;再写出两个都可能符合上述描述的一次函数。
(3)【解答】补充A的坐标为(2,5),求这个一次函数的关系式,并求B的坐标回查。
例5 解析
(1)选A。两点代入得s=kr+b,s−6=k(r+4)+b。后式减前式得−6=4k,
所以 。B把输出差与输入差的顺序颠倒,C遗漏减少量的负号,D把两种变化量直接相减,均不符合定义。
(2)正确。由A只能得到 ,而r、s的具体值尚未给出。例如 可取A(0,1)、B(4,−5); 可取A(0,2)、B(4,−4)。两组都符合B比A横坐标大4、纵坐标小6,b却不同。因此只确定k,不代表已确定整个关系式。
(3)代入A(2,5),得 ,解得b=8。因此 。此时r=2、s=5,B为(6,−1)。回代x=6,y=−9+8=−1,符合条件。
变式训练5 用x表示点的纵坐标
点P的坐标为(2t−1,t+3),其中−1≤t≤3。
(1)【解答】消去t,写出这些点的横坐标x与纵坐标y之间的关系及x的取值范围,并判断是否为一次函数。
(2)【判断】“t=1时,P满足y=2x+2,所以所有这样的P都满足y=2x+2。”判断,并给出明确的反例或证明。
(3)【解答】点(3,5)与点(3,6)中,哪些能作为这样的P?对能取到的点求t;对不能取到的点解释矛盾。
变式训练5 解析
(1)由x=2t−1,得 。代入y=t+3,得到 。
一次项系数 ,所以是一次函数关系。由−1≤t≤3,得到−3≤x≤5;两个端点都可取。不能把横坐标直接当成t,也不能消去t以后漏掉范围。
(2)错误。t=1时P(1,4),确实满足y=2x+2。但取同样允许的t=0,得P(−1,3),而2×(−1)+2=0,不等于3。一个允许值不成立,就能否定“所有点都满足”;只验t=1不能证明一般结论。
(3)若横坐标为3,由2t−1=3得t=2,且2在−1≤t≤3内。这时纵坐标只能为2+3=5,所以(3,5)可以取到,t=2;(3,6)不能取到。也可由y=6得到t=3,此时横坐标为5,不是3,前后矛盾。
题型六、实际问题与整体正比例
例6 排水问题中的关系式
一只容器从t=0起以恒定速度排水,直到恰好排空立即停止。容器中剩余水量y(L)关于排水时间t(min)满足一次函数关系。t=2时剩余31 L,t=5时剩余19 L,不计其他进出水。
(1)【解答】求y关于t的关系式,解释两个系数的意义。
(2)【解答】求排空时刻,并写出该关系式在本过程中的适用范围。
(3)【判断】“把t=12代入得到的数,就是排水12 min后容器中的水量。”判断并说明原因。
(4)【解答】已排出的水量记为u L,写出u关于t的关系式和范围,并分别判断u、y是否为t的正比例函数。
例6 解析
(1)设y=kt+b。由两次记录得2k+b=31、5k+b=19。相减得3k=−12,所以k=−4;代回得b=39。因此y=39−4t。−4表示每分钟剩余水量减少4 L,即排水速度为4 L/min;39表示t=0时原有39 L水。这里题目明确从t=0起按同一恒定速度排水,所以可把39解释为实际初始水量。
(2)排空时y=0,所以39−4t=0,得 min,即9.75 min。过程从t=0开始,到恰好排空时结束,故 。起点和排空瞬间都属于本过程。
(3)错误。12>,已超过排空时刻。把12代入原式得到−9 L,不是实际水量;负值提醒我们用了范围以外的输入。排空后已经停止排水,实际容器中仍为0 L,不能继续使用排水阶段的同一个一次式。
(4)已排出量=初始量−剩余量,所以u=39−(39−4t)=4t,范围同样为 。u是t的正比例函数,也是一次函数;y=−4t+39是一次函数但不是正比例函数。两者分别描述已排出量和剩余量,不能混淆。
变式训练6 成正比例的可能是两个整体
已知y−2与x+3成正比例,当x=0时y=14。
(1)【解答】先按两个整体的关系设式,再求y关于x的关系式。
(2)【判断】“y−2与x+3成正比例,不代表y与x也成正比例。”判断,并用本题求出的关系式说明。
(3)【填空与检验】当y=2时,x=____。把这一组数代回未展开的整体关系式检验。如果题目只给出x=−3、y=2这组数据,而没有x=0、y=14,能否确定比例系数?
变式训练6 解析
(1)设y−2=c(x+3),其中c是非零常数。由x=0、y=14,得14−2=c(0+3),即12=3c,所以c=4。故y−2=4(x+3),展开得y=4x+14。回代x=0得到y=14,符合条件。
(2)正确。本题是“y−2”与“x+3”这两个整体成正比例,并不是y与x成正比例。整理后的常数项14不为0,所以y是x的一次函数,但不是正比例函数。甚至从已知x=0、y=14即可排除y=kx。
(3)y=2时,2=4x+14,解得x=−3。代入未展开的式子:左边y−2=0,右边4(x+3)=4×0=0,成立。两个整体同时为0并不否定已经由其他有效记录求出的非零比例系数。但若只给出(−3,2),代入只能得到0=c×0,任意非零c都满足,不能唯一确定比例系数。比如c=1与c=2就会得到两个不同的关系式。
A 基础巩固
1.考察四个关系式:① ;② ;③ ;④ (x≠0)。
【选择】其中一次函数、正比例函数分别有( )。
A. 1个、1个 B. 2个、1个 C. 2个、2个 D. 3个、1个
第1题 解析
选B。①y=−0.4x,k非零、b=0,既是一次函数又是正比例函数。②y=2x+5−2x−2=3,是常数函数,不是一次函数。③ ,是一次函数,但b不为0,不是正比例函数。④x出现在分母中,不能在其规定范围内写成固定非零k的y=kx+b形式,不是一次函数。因此一次函数2个,正比例函数1个。A漏算③;C误把③也当正比例;D多计了常数式或分式。
2.判断条件是否完整
【判断】逐条判断并说明理由。
(1)一次函数中b=0时,它是正比例函数。
(2)只要写成y=kx+b,且k、b都是常数,就一定是一次函数。
(3)一个含x²项的式子中,只要x²项消失,就一定得到一次函数。
(4)在同一个一次函数中,x增加2,对应的y变化量为2k。
第2题 解析
(1)正确。已知是一次函数,已经含有k≠0这一条件,再加b=0,就得到正比例函数形式y=kx。
(2)错误。还缺少k≠0。例如k=0、b=3时得到y=3,不是一次函数。
(3)错误。还要检查一次项是否非零,并确认其他不合要求的项已消去。例如y=(a−1)x²+(a−1)x+4取a=1,二次项消失,但只剩y=4。
(4)正确。设原输入为x,原输出为kx+b;新输入为x+2,新输出为k(x+2)+b。后者减前者等于2k。k为负时,2k为负,表示输出减少;“变化量”应保留符号。
3.已知 ,m为常数。
【填空与说明】它是一次函数时,m应满足____;它是正比例函数时,m=____,关系式为____;m=4时关系式为____,它是不是函数、是不是一次函数?
第3题 解析
一次项系数为m−4,要非零,所以一次函数条件是m≠4。
正比例还要求3m−6=0,得m=2;此时m−4=−2≠0,所以关系式为y=−2x。
m=4时,y=0x+12−6=6。它仍是函数,因为每个x都对应唯一的6;但没有非零一次项,所以不是一次函数。不能把“不是一次函数”误说成“不是函数”。
4.已知y是x的正比例函数,x=−3时y=9。
【填空】比例系数为____;关系式为____;x=0时y=____;y=−12时x=____;若点(r,6)在其图象上,则r=____。
第4题 解析
设y=kx。由x=−3、y=9得9=−3k,k=−3,故y=−3x。
x=0时y=0;由−12=−3x得x=4;由6=−3r得r=−2。回代−3×4=−12、−3×(−2)=6,均成立。填空依次为−3,y=−3x,0,4,−2。
B 综合应用
5.某冷却实验从t=0起持续12 min,整个过程中温度T(℃)每分钟降低3 ℃。t=4 min时温度为26 ℃。
(1)【解答】求T关于t的关系式及适用范围,求初始温度。
(2)【判断】“只知道一组对应值,绝不可能确定一个一次函数。”用本题说明判断依据。
第5题 解析
(1)每分钟降低3 ℃,所以一次项系数已知为−3,设T=−3t+b。由t=4、T=26,得26=−12+b,b=38。故T=38−3t,0≤t≤12。t=0时T=38 ℃,即初始温度为38 ℃;回代t=4得到26 ℃。温度范围由题设的12分钟过程限制,不能无条件向以后延长。
(2)错误。若k、b都未知,一组点值通常不足;本题已知k=−3,只剩b一个未知数,一组对应值就能求出它。是否够用,要看已经知道哪些条件,而不是只数记录有几行。
6.已知y是x的一次函数。下面三组记录中,恰有一组的y抄错了,但不知道是哪一组;各组的x都抄写正确。
x
1
3
5
y
4
8
10
(1)【判断】小华用前两组求得y=2x+2,便断定“第三组抄错,应把10改为12”。这个结论是否一定正确?说明原因。
(2)【解答】分别写出两种可能的正确关系式。对每一种,指出哪些记录正确、哪一处应改成多少,并检验确实只有一处错误。
第6题 解析
(1)不一定正确。小华的式子只在“前两组都抄对”时成立,但题目没有给出这个前提。恰有一处错误,并未指定哪一处;不能因为前两组排在前面,就把它们看作更可信。
(2)例如下面两种都可能。
第一种:保留(1,4)、(3,8)。由 ,得b=2,所以y=2x+2。x=5时y=12,故第三组10应改为12;前两组代入都成立,恰有一处错误。
第二种:保留(1,4)、(5,10)。由 ,得 ,所以 。x=3时y=7,故第二组8应改为7;第一、三组都成立,仍恰有一处错误。
还可以保留(3,8)、(5,10),得到y=x+5,此时第一组4应改为6。给出前两种已足以反驳唯一判断;三种的一次项系数均非零。
7.一次函数的图象与x轴、y轴分别交于A、B两点。已知A(−4,0),B在y轴正半轴,O为原点,△OAB的面积为10。
(1)【解答】求OA的长和B的坐标。说明为什么OA不是−4。
(2)【解答】求这个一次函数的关系式,并代入A、B的坐标检验。
(3)【解答】若删去“B在y轴正半轴”这一条件,其余条件不变,重新求所有可能的关系式。说明为什么不能只保留第2问的结果。
第7题 解析
(1)A的横坐标为−4,表示A在原点左侧;线段长度是正数,所以OA=|−4−0|=4,不能把横坐标−4直接当长度。因为两坐标轴互相垂直,△OAB是直角三角形,,解得OB=5。B在y轴正半轴,所以横坐标为0、纵坐标为5,即B(0,5)。
(2)设y=kx+b。由B(0,5)得b=5;由A(−4,0)得0=−4k+5,解得 ,故 。检验:x=−4时y=0,x=0时y=5,且一次项系数非零。
(3)面积仍为10,因此OB的长度仍为5;但B不再只许在原点上方,还可以在下方,所以B可能为(0,5)或(0,−5)。前一种仍得 ;后一种由b=−5、0=−4k−5得 ,关系式为 。两式分别通过A及对应的B,都满足面积10和非零系数条件,因此共有两种。只保留第2问会漏掉B在负半轴的情况;原图不能替代已经删去的条件。
8.小华把一根7.2 m长的绳子绕成绳团。开始计时时已经绕好1.2 m,随后按每30 s绕450 cm的速度匀速绕线,绕完为止。记计时t s时已经绕好的总长度为L m。
(1)【解答】求L关于t的关系式,并写出适用范围。
(2)【解答】已经绕好的总长度达到6.75 m需要多少秒?检验该时刻是否在本过程内。
(3)【判断】“已经绕好的总长度L与t成正比例。”判断;若不正确,指出本情境中哪个长度与t成正比例,并写出关系式。
第8题 解析
(1)450 cm=4.5 m,所以每秒绕线 m。总长度=计时前已绕长度+计时后新绕长度,所以L=1.2+0.15t,L以m为单位,t以s为单位。绕完时L=7.2,解1.2+0.15t=7.2,得t=40。因此适用范围为0≤t≤40,允许任意实数时间,包括两个端点。不能把450直接当成m使用。
(2)由1.2+0.15t=6.75,得0.15t=5.55,t=37 s。37在0至40之间,符合实际过程;代回1.2+0.15×37=6.75 m。
(3)错误。L含计时前已经绕好的1.2 m,常数项不为0,不是正比例函数。计时后新绕的长度记为u m,则u=0.15t,0≤t≤40,它与t成正比例。量的名字不同,关系式也不同。
9.一次函数在x=−2时的函数值为1,在x=6时的函数值为17。x=2时的函数值记为M,x=1、3时的函数值分别记为N、P。
(1)【解答】不必先求b,利用x、y的变化量求M。
(2)【解答】求N+P。说明为什么这里可以利用相等的x变化量,而不是凭图形外观猜测。
第9题 解析
(1)输入从−2增至6,共增加8;输出从1增至17,共增加16,所以k=16÷8=2。从−2到2,输入增加4,输出增加2×4=8,因此M=1+8=9。全过程无需先求b。
(2)从2到1输入减少1,输出减少2,所以N=9−2=7;从2到3输入增加1,输出增加2,所以P=9+2=11,故N+P=18。也可以设y=kx+b,则N+P=(k+b)+(3k+b)=2(2k+b)=2M=18。这个结论来自一次关系中的固定单位变化量,不是从图上看起来对称就猜出来的。
C 拓展提升
10.考虑一组关系式 。每选定一个m,才得到一条具体规则。
(1)【填空与解释】哪些m能得到一次函数?在一个已选定的一次函数中,m能否随x任意改变?
(2)【解答】找一个x,使所有符合条件的一次函数都得到同一个y。求出这组x与y,并用含m的原式证明。
(3)【判断】“这些函数的常数项相同。”判断,并选两个合格的m给出反例;说明这与第2问并不矛盾。
第10题 解析
(1)一次项系数m−1要非零,所以m≠1。每选定一个m,系数m−1和3m−2就固定;在同一个函数里,m不能再随x任意改变,否则研究的已经不再是这条固定的一次函数。
(2)可先用两个合格的m寻找候选。m=0时y=−x−2;m=2时y=x+4。若存在共同输入,应使−x−2=x+4,得x=−3,对应y=1。再检验所有合格的m:
。
因此输入−3、输出1是所有这些一次函数共同的一组对应值。只比较两条式子是寻找候选,最后代入一般m才证明所有合格m都满足。
(3)错误。m=0时常数项为−2,m=2时常数项为4,二者不同,而且两个m都合格。它们在x=0时输出不同,但可以在另一个输入x=−3时输出相同,因此与第2问并不矛盾。
11.已知y是x的一次函数,三组对应值如下,最后一项尚未填写。
x
2
6
10
y
7
19
c
给每个y都加上同一个常数d,得到新的一组对应值z,即z=y+d。要求z与x成正比例。
(1)【解答】求y关于x的关系式和c。
(2)【解答】求d和z关于x的关系式。
(3)【判断】“给各个y加上同一个数,任意两个函数值的差保持不变。”判断并用本题数据或等式说明。
第11题 解析
(1)由两组已知值,,再由7=3×2+b得b=1,所以y=3x+1。x=10时c=31,代入原表检验前两组均成立。
(2)z=y+d=3x+1+d。要使z与x成正比例,常数项须为0,即1+d=0,所以d=−1,z=3x。一次项系数3≠0,符合正比例条件。
(3)正确。任取两个原输出y₁、y₂,新的差为(y₂+d)−(y₁+d)=y₂−y₁,d抵消。例如前两组原输出差为19−7=12;各减1后为18−6=12。因此固定的加减不会改变这两次输出之差。
12.已知y−x与x+2成正比例,比例系数为a,因此a≠0。
(1)【解答】先按整体关系列式,再整理为y关于x的式子。判断“y必定是x的一次函数”是否正确,并说明哪些a合格、哪些a不合格。
(2)【解答】若x=1时y=7,求a和y关于x的关系式,并代回整体关系检验。
(3)【解答】在原题允许的a中,是否可能使y成为x的正比例函数?说明理由,不能只凭第2问的特例作结论。
第12题 解析
(1)应设y−x=a(x+2),且a≠0。整理得y=(a+1)x+2a。一次项系数是a+1,而不是a,所以“必定是一次函数”错误。除题设a≠0外,还需a+1≠0,即a≠−1。因此a≠0且a≠−1时为一次函数;a=−1虽然满足整体比例条件,却得到y=−2,是常数函数。
(2)代入x=1、y=7,得7−1=a(1+2),即6=3a,所以a=2。故y=3x+4。检验整体关系:y−x=(3x+4)−x=2x+4=2(x+2),对任意x成立;已知点也满足7=3×1+4。
(3)不可能。若y是x的正比例函数,整理后的常数项2a必须等于0,只能得到a=0,但这违背原题比例系数a≠0。这个结论检查了全部允许的a,不是只看第2问a=2这一个特例。
D 课后限时练
先独立完成,再核对条件和范围;遇到判断题要写理由。
13.已知y=(2−m)x+m,m为常数。
【选择】要使y是x的一次函数但不是正比例函数,m应满足( )。
A. m≠2 B. m≠0 C. m≠2且m≠0 D. m=0或m=2
第13题 解析
选C。一次函数要求2−m≠0,即m≠2;不是正比例函数还要求常数项m≠0。两条须同时满足。A漏掉m=0时为正比例的情形;B漏掉m=2时为常数函数的情形;D恰好选了应排除的两种情况。
14.已知下表来自同一个一次函数。
x
−1
2
6
y
8
2
□
【填空】空缺读数为____;一次项系数为____;常数项为____。
第14题 解析
。由x=2、y=2,得2=−4+b,b=6,故y=−2x+6。x=6时y=−12+6=−6。填空依次为−6、−2、6。也可由第二次到第三次输入增加4,输出减少8,得到2−8=−6;不能沿用前两次输入间隔3。
15.记录能否确定函数
【判断】分别判断并说明理由。
(1)已知一个正比例函数图象经过原点,就能唯一求出比例系数。
(2)没有其他冲突条件时,两组横坐标不同、纵坐标也不同的记录,能唯一确定一个一次函数。
第15题 解析
(1)错误。(0,0)代入y=kx只得到0=0,不能限制k。例如y=x和y=−2x均为正比例函数,都满足这一记录而k不同。
(2)正确。由两组记录相减,。横坐标不同保证分母非零,纵坐标不同保证分子非零,因此能唯一求出非零k。再代入任一记录得到唯一b,即可确定一个一次函数。题设已排除其他冲突条件。
16.已知y是x的一次函数,A、B为其图象上的点,网格中每个小方格的边长表示1个单位。
【解答】读出A、B坐标,求函数关系式;再求x=−1时的函数值,并检验点(4,5)是否在图象上。
第16题 解析
A(2,1),B(5,7)。设y=kx+b,则2k+b=1,5k+b=7。相减得3k=6,k=2,再得b=−3,故y=2x−3。代入两点分别得到1、7,且k≠0。
x=−1时y=2×(−1)−3=−5。点(4,5)的横坐标代入得2×4−3=5,与其纵坐标相同,所以该点在图象上。
17.手工店出售可连续量取的彩绳,每米9元,每单另收5元线轴费。每单可购买0.5 m至3 m彩绳。购买x m的总费用为y元。
【解答】写出y关于x的关系式和范围,判断是否为正比例函数;若总费用为32元,求购买长度并检验是否允许。
第17题 解析
总费用=彩绳费用+线轴费,所以y=9x+5,0.5≤x≤3,x可取该范围内任意实数,因为彩绳可以连续量取,不限整米。
这是一次函数,但不是正比例函数,因为常数项5不为0。由32=9x+5,得9x=27,x=3 m。3是允许范围的右端点,题目允许购买3 m,因此可行;回代9×3+5=32元。
18.已知 是x的一次函数,且它的图象经过点(1,7)。
【解答】求p、q和函数关系式;判断它是否为正比例函数,并检验点(−1,−5)是否在其图象上。
第18题 解析
一次函数要求p−2=0、p+q≠0,所以p=2,并且q≠−2。整理后y=(q+2)x+q−3。
由经过(1,7),得7=q+2+q−3=2q−1,解得q=4。此时p+q=6≠0,满足保留一次项的条件。代回原式得y=6x+1;代入x=1得7,与已知点相符。
常数项1不为0,所以它不是正比例函数。点(−1,−5)代入得6×(−1)+1=−5,成立,故该点在图象上。
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5.2 一次函数的概念 学案
2026-2027学年苏科版八年级数学上册
学生版
上一节已经学会按规定的范围判断函数,并用式、表、图表示对应关系。本节进一步研究一类特殊关系:自变量x每增加相同的量,函数值y的变化量也相同。要认出这种关系,不仅要看到式子中有 x,还要看清化简后的形式、一次项系数是否为零,以及式子在什么范围内适用。
目录导航
知识详解 1
典例与变式 7
A 基础巩固 16
B 综合应用 18
C 拓展提升 20
D 课后限时练 22
本学案的选择题均为单项选择。判断题须说明理由;填空题写全条件和单位;解答题保留列式、推算与检验过程。
知识脉络
知识详解
一、一次函数与正比例函数
一只容器中原有12 L水,现以每分钟4 L的速度匀速加水,只研究开始加水到加满以前的过程。加水时间为 t min,新加入的水量为 u L,容器中的总水量为 V L。经过 t min,新加入的水量是 ;总水量还要加上原有的12 L,所以 。
两个式子都描述均匀加水,但不能把它们混称为同一种比例关系。时间变为原来的2倍,新加入的水量也变为原来的2倍;总量中的12 L不会随时间一起翻倍。例如 t=1时总量16 L,t=2时总量20 L,并不是32 L。
一般地,形如 (k、b为常数,且 )的函数,叫作一次函数。其中 k 是一次项系数,b 是常数项。特别地,当 时,关系式成为 (),叫作正比例函数。
正比例函数是一次函数的特殊情形;一次函数不一定是正比例函数。 不能把两个名称看成互相排斥的两类。也是正比例函数:定义要求k非零,并不要求k为正。“正比例函数”中的“正”不是对k符号的限制。
为什么必须保留 ?若k=0,式子就变成y=b,x的一次项不再存在。它仍可表示函数,却不是本节定义的一次函数。因此,“是函数”“含有字母x”“可以写成kx+b的外观”都不足以完成判断。
在一个已经确定的一次函数中,k、b不随x改变。比较不同方案时,它们可以取不同的值;每选定一组k、b,才得到一个具体的函数。不要在同一条规则里,一会儿取k=2,一会儿又取k=3,却仍把它当成同一个一次函数。
二、一次函数的判断
判断一次函数,检查的是化简后的关系式,不是最先看见的项。例如
,真正的一次项系数是2,常数项是6;
,虽然原式多次出现x,合并后一次项完全抵消,所以不是一次函数;
,分母是非零常数,仍能化为一次函数形式,且一次项系数为负。
含参数的式子也要执行同样的检查。要使 成为一次函数,二次项必须消去,所以a−2=0;同时一次项必须保留,所以a+1≠0。由第一条得a=2,代回第二条得到3≠0,最后关系式为y=3x+4,确实合格。
若把式子改成 ,消去二次项仍要求a=2,但此时一次项也一起消失,只剩y=4。因此不存在合格的a。消去高次项与保留非零一次项是两项同时要满足的条件,不能只做前一项。
要求正比例函数时,在满足一次函数条件的基础上,还要让常数项等于0。求出参数可能的值后,必须代回原式,看最终留下的具体式子;这样既能检查运算,也能发现使关系式变成常数函数的值。
三、k和b的意义
已知某关系是一次函数 ,当x从 变为 时,对应的y分别为 、。两式相减,固定的b抵消,得到
。
若 ,就有 。这说明k是“y的变化量÷x的变化量”,不是把任意一个y除以对应的x;只有b=0且x≠0时,才有 。
比较不同记录时,x的两次变化量不相同,不能只比较y增加了多少。上图中y先增加6、后增加9,并不矛盾,因为x分别增加2、3;x每增加1,y都增加3。k为负时,也照样使用这个关系式,例如k=−2表示x增加1,y减少2。
单位也要跟着量走。若x的单位是min,y的单位是L,那么k的单位就是L/min,b的单位是L。式子中的kx与b必须能表示同一种量,才能相加。不同记录的单位不一致时,应先统一单位。
把x=0代入 ,在代数式上得到y=b。但在实际问题中,只有x=0属于适用范围,并且x表示从所选起点开始计量时,才能把b解释为该起点的实际状态。 若某个实际关系只在2≤x≤8内符合这个式子,算出的b只是式子的常数项;没有额外条件,就不能断言x=0时的实际结果就是b。
还要区分“已知是一次函数,由记录求式子”和“只看到几次记录,猜测是否均匀变化”。有限个数据可以与某个一次函数一致,却不能证明未记录的所有x也符合这个式子。用一次函数求式时,应当有题目给出的“一次函数”条件,或匀速、均匀变化等明确规律,不能自己添上。
四、待定系数法
知道函数类型,但还不知道系数时,可以先用字母表示待求的系数,再把已知对应值代入,列方程求解,这种方法叫作待定系数法。
通常按“设、列、解、验”进行:按已知类型设关系式;把每组x与对应的y成对代入;解出系数并写回关系式;检查所有已知记录、非零条件和适用范围。若已知是正比例函数,就设 ,只需求k;若只知道是一次函数,一般设 。若某个系数已经给出,就不必把它再次当成未知数。
例如,已知是正比例函数,且x=2时y=6,代入得6=2k,所以k=3,关系式为y=3x。若已知是一次函数,且x=1时y=4、x=3时y=10,则
第二式减第一式得2k=6,所以k=3,再代回得b=1。关系式y=3x+1满足两组记录,且k≠0。
并不是“见到一个点就一定能求正比例函数,见到两次记录就一定能求一次函数”。先看这些信息是否有效、是否冲突。
正比例函数的一个已知点
能得到什么
原因
(0,0)
不能唯一确定k
任意非零k都满足0=k×0
(0,3)
不可能
x=0时y只能为0
(2,0)
不可能
只能得到k=0,不符合定义
(2,6)
唯一确定y=3x
x不为0,可以求出非零k
一次函数的两次记录
能得到什么
原因
同一组数重复记录
通常不足以唯一确定
实际上仍只有一个条件
x相同而y不同
不可能
同一个x不能对应两个不同的y
x不同而y相同
不可能是一次函数
相减只能得到k=0
x不同且y不同
唯一确定一个一次函数
可先求唯一的非零k,再求b
最后一行以没有其他冲突条件为前提;若还给了第三个点,应继续代入检验,不能只取前两个点算完就忽略其他信息。
五、一次函数与点的坐标
根据上一节的图象含义,点P的坐标为(a,c),且P在 的图象上,就意味着当x=a时y=c,即 。横坐标代入x,纵坐标代入y;点的位置记录了x与y的对应关系,不是额外背诵的公式。
如果两个点含有共同字母,先看两个点的横坐标、纵坐标各相差多少,往往不用先求这些字母。例如A(r,s)、B(r+2,s+6)在同一个一次函数的图象上,代入得到 、;相减得6=2k,所以k=3。但是r、s还未给出,b=s−3r仍不确定,不能擅自宣布整个关系式已经唯一确定。
另一种情况是用同一个参数描述点的两个坐标。若P的坐标为(t+1,3t−2),令x=t+1,则t=x−1;代入y=3t−2,得到y=3x−5。这里消去的是描述点的参数t,不是把x、y也当成固定常数。若t可以取任意实数,x也可以取任意实数;若t有限制,还要把它换成x的限制。
检验一个关系式是否适合所有这样的点,应代入一般的t,检查等式是否总成立。只试一个t碰巧成立,不能证明所有t都成立;但只要找出一个不成立的t,就足以否定“所有点都满足”的说法。
六、实际问题中的函数关系式
写实际关系式时,先用量的名称列出数量等式,再把单位统一,最后整理成字母式。例如“剩余量=原有量−每单位时间用量×时间”,比直接凭题目出现两个数就凑成kx+b更可靠。若题目说速度、流量或单价在研究过程中保持不变,才能把相应系数作为常数。
关系式求出后,还要保留实际边界。连续用水的时间可以取非整数;成件制作的数量通常只能取整数。到“刚好用完”时剩余量可以为0;用完后仍继续把原式延长并得到负的剩余量,就超出了适用范围。写出范围,才能说明哪些自变量的值可以代入这段实际关系式。
“成正比例”有时说的是两个整体,而不是单独的x与y。例如“y+2与x−1成正比例”,应先把y+2看作一个完整的量,把x−1看作另一个完整的量,设
(a为常数,且 ),
再整理为 。这个式子一定是一次函数,但是否是正比例函数,还要看常数项−a−2是否为0。例如a=−2时得到y=−2x,是正比例函数;a=1时得到y=x−3,不是正比例函数。
若整体中也含有y以外的x项,整理后的一次项系数还可能改变,仍要重新检查,而不能只看到“成正比例”四个字就作结论。本节用代数与对应关系把条件讲清;一次函数的完整图象、象限和图象变换将在下一节研究。
典例与变式
题型一、一次函数与正比例函数的判断
例1 打印费用中的固定部分
资料室按每页0.2元收取打印费,另收每份3元装订费。一份资料打印x页,打印费记为C元,总费用记为T元。每份至少1页、至多50页,均为整页。
(1)【填空】分别写出C、T关于x的关系式及x的允许取值。
(2)【判断】“C既是x的正比例函数,也是x的一次函数。”判断并说明理由;再判断T是否为x的正比例函数。
(3)【解答】当页数从10增至20时,C和T是否都变为原来的2倍?用数据说明。式子中的常数项3,能否称为本题实际存在的“0页资料的总费用”?
变式训练1 同一个切割过程中的已用量与剩余量
一条长30 m的绳子,每次截取完整的2 m,不计损耗。已经截取x段,已用绳长记为u m,剩余绳长记为y m,允许一段也未截取,也允许刚好截完。
(1)【填空】写出u、y关于x的关系式和x的全部允许取值。
(2)【选择】下列说法正确的是( )。
A. y的一次项系数为负,所以y不是一次函数
B. u和y都是x的正比例函数
C. y是x的一次函数,但不是正比例函数
D. x可以取0至15之间的任意实数
(3)【判断】“同一过程中每多截一段,u增加2,y减少2,二者的变化都具有固定的每段变化量。”判断并说明依据。
题型二、利用定义求参数
例2 一个式子中的两项参数要求
已知 ,a、b为常数。
(1)【填空与说明】若y是x的一次函数,a、b各应满足什么条件?写出化简后的关系式。
(2)【解答】若进一步要求y是x的正比例函数,求a、b,并代回原式检验。
(3)【判断】“只要把常数项变成0,就一定得到正比例函数。”判断并给出本题中一个反例。
变式训练2 找不到参数时 要说明矛盾在哪里
小林希望通过选择a,使 成为一次函数。
(1)【解答】是否存在这样的a?把需要同时满足的条件写出来,再解释结论。
(2)【判断】“只把常数项4换成另一个数,就能解决上述矛盾。”判断并说明理由。
(3)【解答】若只把一次项改为(a+1)x,其他两项保持不变,是否能得到一次函数?若能,写出a和最终关系式,并说明这次为何没有一起消失。
题型三、根据变化量求关系式
例3 步行记录不是等时间间隔
小明从家出发时开始计时。第2 min至第10 min,他沿笔直道路继续远离家匀速步行。下面记录了这一时段内他离家的距离s(m)与时间t(min)。
t/min
2
5
9
s/m
180
420
740
(1)【解答】前后两段各走了多少米、用了多少分钟?据此求这段时间s关于t的关系式,并写出适用范围。
(2)【填空】t=10时,s=____m。式中一次项系数的实际含义是____。
(3)【判断】“这段关系式不能用来求小明在t=0时离家的实际距离。”判断并解释:小明在t=0时实际在哪里,式子的常数项为什么不是这个实际距离?
变式训练3 能否由这些数据确定关系式
已知y是x的函数,x可以取任意实数。现在只给出三组对应值,没有给出其他规律。
x
0
2
5
y
1
5
11
(1)【判断】“这三组数据符合y=2x+1,因此这个函数对所有x一定都满足y=2x+1。”判断并解释。
(2)【解答】规则甲规定:对任意x,y=2x+1;规则乙规定:当x=0、2、5时,y=2x+1;当x取其他值时,y=0。两条规则是否都符合现有记录?x=1时各得到多少?这说明什么?
(3)【填空】若补充“y是x的一次函数”,关系式为____,x=1时y=____。说明这条补充条件为何有用。
题型四、用待定系数法求关系式
例4 从坐标记录确定关系式
已知y是x的一次函数,图中P、Q是其图象上的两个点,每个小方格的边长表示1个单位。
(1)【填空】从图中读出P、Q的坐标。
(2)【解答】用待定系数法求y关于x的关系式,写出代入、求解和回查过程。
(3)【解答】点R(4,−5)是否在该函数图象上?若点S(a,7)也在图象上,求a。
变式训练4 两次记录未必是两个有效条件
计划用两次记录确定一个一次函数。四份记录卡如下。
(1)【选择】哪一份记录能唯一确定一个一次函数( )?
A. 甲 B. 乙 C. 丙 D. 丁
(2)【解答】分别说明其余三份记录为什么不能完成任务,并求出合格记录对应的关系式。
(3)【解答】如果事先已知是正比例函数,只保留记录(2,5),信息是否已经足够?求出关系式,并解释为什么这与甲中的结论不矛盾。
题型五、点的坐标与关系式
例5 两式相减求k
A(r,s)、B(r+4,s−6)在同一个一次函数 的图象上。
(1)【选择并说明】k的值是( )。
A. B. C. D. −10
(2)【判断】“由这两个点可以求出k,但还不能唯一确定b。”判断并说明理由;再写出两个都可能符合上述描述的一次函数。
(3)【解答】补充A的坐标为(2,5),求这个一次函数的关系式,并求B的坐标回查。
变式训练5 用x表示点的纵坐标
点P的坐标为(2t−1,t+3),其中−1≤t≤3。
(1)【解答】消去t,写出这些点的横坐标x与纵坐标y之间的关系及x的取值范围,并判断是否为一次函数。
(2)【判断】“t=1时,P满足y=2x+2,所以所有这样的P都满足y=2x+2。”判断,并给出明确的反例或证明。
(3)【解答】点(3,5)与点(3,6)中,哪些能作为这样的P?对能取到的点求t;对不能取到的点解释矛盾。
题型六、实际问题与整体正比例
例6 排水问题中的关系式
一只容器从t=0起以恒定速度排水,直到恰好排空立即停止。容器中剩余水量y(L)关于排水时间t(min)满足一次函数关系。t=2时剩余31 L,t=5时剩余19 L,不计其他进出水。
(1)【解答】求y关于t的关系式,解释两个系数的意义。
(2)【解答】求排空时刻,并写出该关系式在本过程中的适用范围。
(3)【判断】“把t=12代入得到的数,就是排水12 min后容器中的水量。”判断并说明原因。
(4)【解答】已排出的水量记为u L,写出u关于t的关系式和范围,并分别判断u、y是否为t的正比例函数。
变式训练6 成正比例的可能是两个整体
已知y−2与x+3成正比例,当x=0时y=14。
(1)【解答】先按两个整体的关系设式,再求y关于x的关系式。
(2)【判断】“y−2与x+3成正比例,不代表y与x也成正比例。”判断,并用本题求出的关系式说明。
(3)【填空与检验】当y=2时,x=____。把这一组数代回未展开的整体关系式检验。如果题目只给出x=−3、y=2这组数据,而没有x=0、y=14,能否确定比例系数?
A 基础巩固
1.考察四个关系式:① ;② ;③ ;④ (x≠0)。
【选择】其中一次函数、正比例函数分别有( )。
A. 1个、1个 B. 2个、1个 C. 2个、2个 D. 3个、1个
2.判断条件是否完整
【判断】逐条判断并说明理由。
(1)一次函数中b=0时,它是正比例函数。
(2)只要写成y=kx+b,且k、b都是常数,就一定是一次函数。
(3)一个含x²项的式子中,只要x²项消失,就一定得到一次函数。
(4)在同一个一次函数中,x增加2,对应的y变化量为2k。
3.已知 ,m为常数。
【填空与说明】它是一次函数时,m应满足____;它是正比例函数时,m=____,关系式为____;m=4时关系式为____,它是不是函数、是不是一次函数?
4.已知y是x的正比例函数,x=−3时y=9。
【填空】比例系数为____;关系式为____;x=0时y=____;y=−12时x=____;若点(r,6)在其图象上,则r=____。
B 综合应用
5.某冷却实验从t=0起持续12 min,整个过程中温度T(℃)每分钟降低3 ℃。t=4 min时温度为26 ℃。
(1)【解答】求T关于t的关系式及适用范围,求初始温度。
(2)【判断】“只知道一组对应值,绝不可能确定一个一次函数。”用本题说明判断依据。
6.已知y是x的一次函数。下面三组记录中,恰有一组的y抄错了,但不知道是哪一组;各组的x都抄写正确。
x
1
3
5
y
4
8
10
(1)【判断】小华用前两组求得y=2x+2,便断定“第三组抄错,应把10改为12”。这个结论是否一定正确?说明原因。
(2)【解答】分别写出两种可能的正确关系式。对每一种,指出哪些记录正确、哪一处应改成多少,并检验确实只有一处错误。
7.一次函数的图象与x轴、y轴分别交于A、B两点。已知A(−4,0),B在y轴正半轴,O为原点,△OAB的面积为10。
(1)【解答】求OA的长和B的坐标。说明为什么OA不是−4。
(2)【解答】求这个一次函数的关系式,并代入A、B的坐标检验。
(3)【解答】若删去“B在y轴正半轴”这一条件,其余条件不变,重新求所有可能的关系式。说明为什么不能只保留第2问的结果。
8.小华把一根7.2 m长的绳子绕成绳团。开始计时时已经绕好1.2 m,随后按每30 s绕450 cm的速度匀速绕线,绕完为止。记计时t s时已经绕好的总长度为L m。
(1)【解答】求L关于t的关系式,并写出适用范围。
(2)【解答】已经绕好的总长度达到6.75 m需要多少秒?检验该时刻是否在本过程内。
(3)【判断】“已经绕好的总长度L与t成正比例。”判断;若不正确,指出本情境中哪个长度与t成正比例,并写出关系式。
9.一次函数在x=−2时的函数值为1,在x=6时的函数值为17。x=2时的函数值记为M,x=1、3时的函数值分别记为N、P。
(1)【解答】不必先求b,利用x、y的变化量求M。
(2)【解答】求N+P。说明为什么这里可以利用相等的x变化量,而不是凭图形外观猜测。
C 拓展提升
10.考虑一组关系式 。每选定一个m,才得到一条具体规则。
(1)【填空与解释】哪些m能得到一次函数?在一个已选定的一次函数中,m能否随x任意改变?
(2)【解答】找一个x,使所有符合条件的一次函数都得到同一个y。求出这组x与y,并用含m的原式证明。
(3)【判断】“这些函数的常数项相同。”判断,并选两个合格的m给出反例;说明这与第2问并不矛盾。
11.已知y是x的一次函数,三组对应值如下,最后一项尚未填写。
x
2
6
10
y
7
19
c
给每个y都加上同一个常数d,得到新的一组对应值z,即z=y+d。要求z与x成正比例。
(1)【解答】求y关于x的关系式和c。
(2)【解答】求d和z关于x的关系式。
(3)【判断】“给各个y加上同一个数,任意两个函数值的差保持不变。”判断并用本题数据或等式说明。
12.已知y−x与x+2成正比例,比例系数为a,因此a≠0。
(1)【解答】先按整体关系列式,再整理为y关于x的式子。判断“y必定是x的一次函数”是否正确,并说明哪些a合格、哪些a不合格。
(2)【解答】若x=1时y=7,求a和y关于x的关系式,并代回整体关系检验。
(3)【解答】在原题允许的a中,是否可能使y成为x的正比例函数?说明理由,不能只凭第2问的特例作结论。
D 课后限时练
先独立完成,再核对条件和范围;遇到判断题要写理由。
13.已知y=(2−m)x+m,m为常数。
【选择】要使y是x的一次函数但不是正比例函数,m应满足( )。
A. m≠2 B. m≠0 C. m≠2且m≠0 D. m=0或m=2
14.已知下表来自同一个一次函数。
x
−1
2
6
y
8
2
□
【填空】空缺读数为____;一次项系数为____;常数项为____。
15.记录能否确定函数
【判断】分别判断并说明理由。
(1)已知一个正比例函数图象经过原点,就能唯一求出比例系数。
(2)没有其他冲突条件时,两组横坐标不同、纵坐标也不同的记录,能唯一确定一个一次函数。
16.已知y是x的一次函数,A、B为其图象上的点,网格中每个小方格的边长表示1个单位。
【解答】读出A、B坐标,求函数关系式;再求x=−1时的函数值,并检验点(4,5)是否在图象上。
17.手工店出售可连续量取的彩绳,每米9元,每单另收5元线轴费。每单可购买0.5 m至3 m彩绳。购买x m的总费用为y元。
【解答】写出y关于x的关系式和范围,判断是否为正比例函数;若总费用为32元,求购买长度并检验是否允许。
18.已知 是x的一次函数,且它的图象经过点(1,7)。
【解答】求p、q和函数关系式;判断它是否为正比例函数,并检验点(−1,−5)是否在其图象上。
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