师:同学们好,今天我们一起来学习初中数学人教版八年级下册第19章小结课第一课时。首先,我们梳理一下本章知识结构图。本章通过建立数学模型,研究现实问题中变量之间的相互联系,体会函数是刻画现实世界变化规律的重要模型,其中一次函数是最基本的函数,其图像是一条直线,利用函数图像能直观分析一次函数的增减性,进而应用一次函数解决相关实际问题。本节课复习方向为一次函数的相关概念、图像及性质,以及利用待定系数法求一次函数的解析式。接下来开始要点梳理。
常量与变量,在一个变化过程中,数值发生变化的量是变量,数值始终不变的量是常量。那什么是函数呢?在一个变化过程中,如果有两个变量x与y,并且对于x的每一个确定的值,y都有唯一确定的值与其对应,那么就说x是自变量,y是x的函数。这里要提醒,函数定义包含对应值的存在性和唯一性双重含义,即单值对应。
利用描点法画函数图像,步骤是列表、描点、连线。下面观察下列变量之间的对应关系,哪些是函数?请同学们在草稿本上写下答案。大家脑海中有函数定义,抓住关键的单值对应。我们发现1、2、4表示的都是函数关系,只有3不是函数。因为1、2、4均满足当一个变量每确定一个值时,另一个变量都有唯一确定的值与其对应;而第三个图像中,当x确定一个值时,y出现两个值与其对应,不符合唯一性,所以它不是函数。
从上面三个函数,我们认识到函数的表示方法有解析式法、列表法和图像法。一次函数与正比例函数的定义:一般形如y = kx + b(k、b是常数,k ≠ 0)的函数,叫做一次函数。这里特别强调,一次项系数k不能等于0,常数项b可以等于0。若b = 0,函数就变成y = kx,此时为正比例函数。这里要注意两点:一是解析式中自变量x的次数是一次;二是自变量的系数应满足k ≠ 0。
学以致用2:函数y = (m + 2)x + (m2 - 4)为正比例函数,则m等于多少?对比正比例函数定义,由一次项系数不为0得m + 2 ≠ 0,由常数项必须等于0得m2 - 4 = 0,解得m = 2。若函数y = (m - 1)x^|m| + 2是一次函数,则m的值是哪个选项?与上题类似,对比一次函数定义,得|m| = 1且m - 1 ≠ 0,从而解得m = -1,故答案选B。
确定自变量的取值范围:如果解析式中含自变量的部分是整式,自变量取值范围是全体实数;如果含自变量的部分是分式,自变量应取使分母不为0的实数;如果含自变量的部分是二次根式,自变量应使被开方数大于或等于0的实数;在实际问题中,函数取值必须使实际问题有意义。
接下来做练习:函数y = √(x + 2) / (x2 - 4)中自变量x的取值范围是什么?根据复习知识,函数解析式含分式,自变量取值应使分母不为0;含二次根式,自变量取值应使被开方数大于或等于0,由此得x2 - 4 ≠ 0且x + 2 ≥ 0,解得x > -2且x ≠ 2,故答案选D。
一次函数的图像及性质,我们以表格形式梳理。一次函数表达式y = kx + b(k、b是常数,k ≠ 0),其图像与k、b相关。当k > 0,b = 0时,图像经过一、三象限;当k > 0,b > 0时,图像经过一、二、三象限;当k > 0,b < 0时,图像经过一、三、四象限。观察发现,此时从左到右图像呈上升趋势,即y随x的增大而增大。当k < 0,b = 0时,图像经过二、四象限;当k < 0,b > 0时,图像经过一、二、四象限;当k < 0,b < 0时,图像经过二、三、四象限,从左到右图像呈下降趋势,即y随x的增大而减小。
由图可知,一次函数中系数k决定直线的倾斜方向和增减性,b决定直线与y轴相交的位置。当b > 0时,函数与y轴交于正半轴;当b < 0时,函数与y轴交于负半轴;当b = 0时,一次函数与y轴交于原点。画一次函数图像,前面复习了描点法,一次函数图像是直线,两点确定一条直线,所以可以采用两点法。一次函数y = kx + b(k、b是常数,k ≠ 0)是经过点(0, b)和(-b/k, 0)的一条直线;正比例函数y = kx(k ≠ 0)是经过点(0, 0)和(1, k)的一条直线。
我们可以在平面直角坐标系中描出(0, b)和(-b/k, 0),连接两点作出一次函数y = kx + b的图像;同样,描出点(0, 0)和(1, k),连接两点作出正比例函数y = kx的图像。除两点法外,还可以通过平移法画一次函数图像。对于直线y = kx + b,向上平移m个单位长度,变成直线y = kx + b + m;向下平移m个单位长度,变成直线y = kx + b - m;向左平移m个单位长度,变成直线y = k(x + m) + b;向右平移m个单位长度,变成直线y = k(x - m) + b。平移口诀为“上加下减,左加右减”,即向上平移在常数项上加平移距离,向下平移在常数项上减平移距离,向左平移在自变量里加平移距离,向右平移在自变量里减平移距离。观察图像发现,经过平移前后的直线互相平行,k始终不变,即如果两条直线中k相同,但b不同,则这两条直线互相平行,反过来也成立。强化训练,夯实基础。
直线Y1 = Ax + b与直线Y2 = Bx + a在平面直角坐标系内的大致图像是哪个选项?图中红色直线代表Y1,蓝色直线代表Y2。由图像可知,四个选项中的Y1都位于一、二、三象限,都满足a > 0,b > 0。a选项中Y2位于一、二、四象限,故b < 0,a > 0,此时b的范围矛盾,排除a选项;b选项中Y2位于一、三、四象限,故b > 0,a < 0,此时a的范围矛盾,排除b选项;c选项中Y2位于二、三、四象限,故b < 0,a < 0,此时a和b的范围均矛盾,排除c选项。所以只能选d选项。再利用一次函数图像及性质分析,d选项中Y2也位于一、二、三象限,故b > 0,a > 0,从两个图像得出的a和b的范围一致,故正确答案选d。
接下来看第6题,下列图像中不可能是一次函数y = Mx - (M - 3)的图像是哪个?提醒,这题选不可能的。a图像直线经过一、二、三象限,可得M > 0且-(M - 3) > 0,解得0 < M < 3;b图像直线经过一、三象限,可得M > 0且-(M - 3) = 0,解得M = 3;c图像直线经过二、三、四象限,可得M < 0且-(M - 3) < 0,此时无解;d图像直线经过一、二、四象限,可得M < 0且-(M - 3) > 0,解得M < 0。由此可知,第三个不可能是题目所给一次函数图像,本题正确答案选C。
已知y是x - 1的正比例函数,当x = -3时,y = 12。求这个解析式。已知y是x - 1的正比例函数,结合正比例函数定义,运用整体思想,先设函数解析式为y = k(x - 1),把x = -3,y = 12代入,得12 = k(-3 - 1),解得k = -3,所以这个解析式是y = -3x + 3。这就是用待定系数法求函数解析式,回忆一下,用待定系数法求函数解析式分哪几步?第一步设出函数解析式,可能用整体思想;第二步列,将已知x和y的值代入所列解析式,列出方程或方程组;第三步解所列方程或方程组求出值;第四步代,将求出的值代入所设解析式并还原。总体分设、列、解、代这四步。
乘胜追击,挑战自我。第一题,某天小明骑自行车上学,途中自行车发生故障,修车耽误一段时间后继续骑行,按时赶到学校。如图描述他上学情景,下列说法错误的是哪个?先弄清楚图像信息,看横轴和纵轴,横轴代表小明离家时间,纵轴代表小明离家距离。依据图像,0 - 10分钟离家距离不断增大,10分钟时离家1千米;10 - 15分钟离家距离不变,因为自行车故障在修车;15 - 20分钟离家距离又增大,此时小明修好车继续去学校,20分钟时到达学校,学校离家2千米。具体过程分析清楚了,来看选项。修车时间为15分钟,从图像分析10 - 15分钟修车,故修车时间为5分钟,所以a错误;b学校离家距离为2千米,c到达学校共用时间20分钟,d自行车发生故障时离家距离为1千米,均从图像得出,都正确,故本题正确答案选a。提醒同学们,利用函数图像解决实际问题,关键在于正确理解函数图像横纵坐标代表的实际意义,根据图像理解问题发展过程,特别注意图像交点或拐点的意义。
继续看第二题,设点(-1, m)和点(1/2, n)是直线y = (k2 - 1)x + b(k > 0且k < 1)上的两个点,则m、n的大小关系是什么?已知k > 0且k < 1,此时k2 < 1,所以k2 - 1是负数,该直线y随x的增大而减小,而 -1 < 1/2,所以m > n。来看解题过程,做对了吗?
一次函数y = kx + b(k ≠ 0)向左平移三个单位后得到直线y = 2x,则平移前的直线与两坐标轴所围成的三角形面积是多少?本题已知平移后直线解析式,先逆用平移规律得到原来函数解析式,再求与坐标轴围成的三角形面积。一起来解析,一次函数y = kx + b(k ≠ 0)向左平移3个单位后得到直线y = 2x,可理解成将直线y = 2x向右平移三个单位后得到一次函数y = kx + b。运用平移口诀“左加右减”,得到平移前解析式为y = 2(x - 3) = 2x - 6。分别令横坐标和纵坐标为0,求出与坐标轴交点为(0, -6)和(3, 0)。平移前直线与两坐标轴围成的三角形是直角三角形,其面积是1/2 × 3 × 6 = 9。小结一下,求直线与坐标轴围成三角形面积的方法:一是求出直线与两坐标轴的交点坐标,由点坐标求出线段长;二是利用三角形面积公式求解。
接下来进入变式训练,已知一次函数图像与x轴交于点B(2, 0),与y轴交于点A(0, a),且S△AOB = 4。求一次函数解析式。本题没告诉a的具体位置,结合图像分析,点A有两种位置,一种在y轴上方为蓝色三角形,一种在y轴下方为红色三角形,即一次函数有两种不同位置,所以要分类讨论。
看解题过程,解:因为点B(2, 0),点A(0, a),则OB = 2,OA = |a|,所以S△AOB = 1/2 × OB × OA = 1/2 × 2 × |a| = 4,所以|a| = 4,a = ±4,则点A为(0, 4)或(0, -4)。
设一次函数解析式为y = kx + b,把(2, 0)和(0, 4)代入,可求得y = -2x + 4;把(2, 0)和(0, -4)代入,可求得y = 2x - 4。所以一次函数解析式为y = -2x + 4或y = 2x - 4。再次提醒,一次函数图像与坐标轴所围成的面积问题,往往要进行分类讨论。
好,以上就是本节课内容。最后小结一下,这节课复习了一次函数的概念、图像及性质,以及利用待定系数法求函数解析式,主要用到数形结合的方法。在运用函数,特别是一次函数相关内容解决问题时,体会了图像与现实生活的紧密联系。今天的复习就到这,同学们,再见。
