师:同学你好,很高兴和你一起继续学习数学。通过本章学习,你对一次函数已有不少了解。这节课,我们来梳理本章知识点间的关系,体会知识运用中的数学思想与方法。希望通过本节课,你能有以下收获:一是能用函数相关概念解答问题;二是能用一次函数的图像和性质求系数范围,体会数形结合思想;三是会用待定系数法求一次函数解析式;四是能用一次函数解决简单实际问题,体会建立一次函数模型解决利润问题。请准备好笔和作业本,下面开始本节课学习。
师:你还记得这一章学了哪些内容吗?先看本章整体知识框图。本章主要学习了函数、一次函数与一元一次方程、二元一次方程(统称一次方程和方程组)以及一元一次不等式的关系。函数部分主要学了函数概念,函数的三种表示方法——图像法、列表法、解析法。一次函数部分主要学了概念、一次函数的图像与性质(包含图像及 k、b 的意义)、用待定系数法确定一次函数表达式、一次函数的模型及应用。下面来看几种类型问题的考察。
师:考题一,函数的概念。下列关于变量 x、y 的关系:一、y = |x|;二、3x - 2y = 5;三、|y| = x,其中表示 y 是 x 的函数关系的有哪些?本题主要考察函数概念,你还记得函数的定义吗?一般来说,假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之对应,那么就说 x 是自变量,y 是 x 的函数。第一个,y = |x|,对于每一个 x 值,y 都有唯一确定的值与之对应,所以 y 是 x 的函数。第二个等式可变形为 y = 3/2x - 5/2,是一次函数。第三个,当 x 取 2 时,y 有两个值,±2 与之对应,不符合函数定义,所以 y 不是 x 的函数。因此选第一个和第二个。解决这类题的关键是紧扣概念,要注意三点:在一个变化过程中有两个变量,且 y 对 x 的每一个值都有唯一确定的值与之对应。
师:考题二,函数的图像。小明的爸爸早晨出去散步,从家走了 20 分钟到达距离家 800 米的公园,他在公园休息了 10 分钟,然后用 30 分钟原路返回家中。那么小明爸爸离家的距离 s(米)与离家的时间 t(分钟)之间的函数关系图像大致是什么呢?本题考察离家距离 s 与离家时间 t 的函数关系图像。从家走 20 分钟到 800 米远的公园,说明小明爸爸离家的距离越来越远,对应的函数值随自变量增大而增大。在公园休息 10 分钟,这期间爸爸离家距离不变,即自变量从第 20 分钟变化到第 30 分钟时函数值不变。最后 30 分钟原路返回家中,表明从第 30 分钟到第 60 分钟,爸爸离家距离越来越近,即函数值随自变量增大而减小,所以应该选择 d。
师:答案,函数图像反映的函数值随自变量的变化情况要与题意吻合。
师:考题 3,函数自变量的取值范围。求下列函数中自变量 x 的取值范围:一、y = 1 - x;二、y = 2(x - 1)2;三、y = 1/(x + 1);四、y = √(x - 3)。函数中自变量的取值必须使含有自变量的代数式有意义。含有自变量的代数式形式通常有以下几种:整式形式,如第一个和第二个,这种函数自变量取值范围是全体实数;分式形式,如第三个,这种函数字变量取值范围是使分母不为 0 的实数,所以只需 x + 1 ≠ 0,解得 x ≠ -1;二次根式形式,其自变量取值范围是使被开方式为非负的实数,故第四个 x - 3 ≥ 0,解得 x ≥ 3。
师:考题四,一次函数概念。已知函数 y = (m + 3)x^(|m| - 2) 是一次函数,则 m 等于多少?你还记得一次函数的定义吗?一般地,如果 y = kx + b(k、b 为常数,k ≠ 0),那么 y 叫做 x 的一次函数。特别地,当 b = 0 时,y = kx(k 为常数,k ≠ 0),此时 y 叫做 x 的正比例函数。这里要注意,一次项系数不等于 0,且自变量最高次数是 1,所以 |m| - 2 = 1,且 m + 3 ≠ 0,解得 m = 3。
师:考题五,一次函数的图像与性质。已知一次函数 y = (m - 2)x + 3 - m,求 m 为何值时,下列各结论分别成立:一、y 随 x 的增大而减小;二、函数的图像经过原点;三、函数的图像不经过第三象限。在解决这个问题前,我们先回顾一下一次函数的图像及其性质。当一次项系数 k > 0 时,图像自左向右上升,b 是函数图像与 y 轴交点的纵坐标,b 取值不同,图像所过象限不同。当 b > 0 时,图像过第一、二、三象限;当 b = 0 时,图像过原点,过第一、三象限;当 b < 0 时,图像过第一、三、四象限。此时一次函数的增减性都是 y 随 x 的增大而增大。当一次项系数 k < 0 时,图像自左向右下降。当 b > 0 时,图像过第一、二、四象限;当 b = 0 时,图像过原点,过第二、四象限;当 b < 0 时,图像过第二、三、四象限。此时一次函数的增减性都是 y 随 x 的增大而减小。回到题目,若 y 随 x 的增大而减小,根据一次函数图像性质可得一次项系数 m - 2 < 0,即 m < 2。
师:第二小问,由函数图像过原点(0, 0),所以当 x = 0 时,y = 0。代入得 3 - m = 0,且一次项系数 m - 2 ≠ 0,所以 m = 3。若函数图像不经过第三象限,则根据一次函数图像性质,一次函数可能过第一、二、四象限或第二、四象限。利用函数所过象限和一次项系数 k、常数项 b 的关系可得不等式组 m - 2 < 0,3 - m ≥ 0,解得 m < 2。
师:考题六,函数表达式的确立。已知直线 y = kx + b 的图像经过点(1, 1/2)与(4, -11),求这个一次函数的解析式,以及这个一次函数与坐标轴所围成的三角形的面积。用什么方法求一次函数的解析式呢?是待定系数法。你还记得待定系数法的一般步骤吗?待定系数法求一次函数表达式的一般步骤是:一、先设函数表达式,一般设 y = kx + b,如果是正比例函数,设 y = kx(这里 k 都不等于 0);二、根据条件把点代入解析式,列关于待定系数的方程或方程组。由于有两个待定系数,一般找两个点的坐标,如果是正比例函数,则只需要找一个点的坐标;三、解方程或方程组,求出表达式中未知数的系数;四、把求出的系数代入设的解析式,从而具体写出这个解析式。那么请你尝试计算这一题。把两个点的坐标代入解析式,可得方程组。解这个方程组得 k = -1/2,b = 1,所以一次函数解析式为 y = -1/2x + 1,你写对了吗?第二问,可以先画出图像,你还记得画函数图像的步骤吗?列表、描点、连线。一次函数的图像是一条直线,根据两点确定一条直线,所以只需要选择两个点就可以画出一次函数的图像。这里可以选择与坐标轴的交点。你还记得怎么求一次函数与坐标轴的交点坐标吗?只要令 x = 0,就可以求出图像与 y 轴的交点是(0, 1),令 y = 0,可以求出与 x 轴的交点是(2, 0),列出表格。在坐标系中描出两点,过这两个点画一条直线就是一次函数 y = -1/2x + 1 的图像。观察图像可得,三角形的底边长就是图像与 x 轴交点横坐标的绝对值,高就是图像与 y 轴交点纵坐标的绝对值。所以可求得三角形面积是 2 × 1 ÷ 2 = 1。解决这类题目主要就是利用待定系数法,先求解析式,再求出直线与坐标轴的交点。这里用到了数形结合的方法。一次函数与坐标轴的交点在一般情况下的结论是什么呢?
师:一次函数 y = kx + b(k ≠ 0)的图像与坐标轴的交点,与 x 轴的交点坐标是( -b/k, 0),与 y 轴的交点坐标是(0, b)。求直线与坐标轴所围三角形面积,一般先用待定系数法求直线解析式,再求出与坐标轴的交点坐标,然后根据图像得出三角形的底边长和高,分别是图像与坐标轴交点到原点的距离,用三角形面积公式求得 S = 1/2 × 底 × 高 = 1/2 × | -b/k | × | b | = b2 / (2 | k |)。
师:考题七,一次函数的应用——最大利润。5G 时代将给人类生活带来巨大改变,现有 A、B 两种型号的 5G 手机,进价和售价如表所示:A 型号手机进价 3000 元,售价 3400 元;B 型号手机进价 3500 元,售价 4000 元。某营业厅购进 A、B 两种型号手机,共花费 32000 元,手机销售完成后共获得利润 4400 元。
师:一、营业厅购进 A、B 两种型号手机各多少部呢?共花费 32000 元,表示两种型号手机的进价之和为 32000 元;共获得利润 4400 元,表示两种型号的手机利润之和是 4400 元。这一题可以用一元一次方程解答,也可以用二元一次方程组解答,这里用二元一次方程组解。设营业厅购进 A、B 两种型号手机分别为 a 部、b 部。根据题意可得 3000a + 3500b = 32000。由售价和进价之差是每一部手机的利润,得 A 手机的利润是 3400 - 3000 = 400 元/部,B 手机的利润等于 4000 - 3500 = 500 元/部。由于销售完成共获利润 4400 元,可得 400a + 500b = 4400 元,列出方程组解得 a = 6,b = 4,所以两种型号手机分别为 6 部、4 部。
师:二、若营业厅再次购进 A、B 两种型号手机共 30 部,其中 B 型号手机的数量不多于 A 型号手机数量的 2 倍。营业厅购进两种型号手机各多少部时获得最大利润,最大利润是多少?再次购进 A、B 两种型号手机共 30 部,“再次”说明第二题和第一题数据没有关联。那么利润该如何表示呢?又该如何设未知数呢?这一题还能像第一题那样设两个未知数吗?如果设两个未知数,发现利润表示为 400x + 500y 不容易求最大值。所以设一个未知数。两部手机共 30 部,可设购进 A 手机 x 部,则 B 手机(30 - x)部。设总利润为 w 元。根据总利润等于 A 手机的利润加 B 手机利润可得 w = 400x + 500(30 - x) = -100x + 15000。这里的总利润是关于 x 的一次函数,如何求这个一次函数的最大值呢?
师:可以利用函数增减性解决问题。根据一次项系数 -100 < 0,得 w 随着 x 增大而减小,这一步不能省略,这是判断 w 增减性的重要依据,即 x 越小,w 越大。那么 x 最小是多少呢?自变量取值范围怎么求?实际问题中,自变量的取值应使实际问题有意义。本题中 B 型手机的数量不多于 A 型手机数量的 2 倍,可得 30 - x ≤ 2x,解得 x ≥ 10。又因为 -100 < 0,所以 w 随 x 增大而减小。可得,当 x = 10 时,w 取最大值 14000。此时 30 - x = 20,即营业厅购进 A 型号手机 10 部,B 型号手机 20 部时,获得最大利润 14000 元。我们一起总结一下解决这种类型题目的方法。
师:本题主要考察一次函数的应用、二元一次方程组的应用、一元一次不等式的应用。解答本题的关键是明确题意,列出相应的方程或方程组,利用一次函数的性质和不等式的性质来解答。一、根据题意和表格中的数据得出相应的二元一次方程组;二、根据题意得到总利润关于自变量的关系式,再求出自变量的取值范围;三、根据一次函数的性质可以求得最大利润。下面我们一起总结一下本节课的内容。本节课我们一起复习了函数、一次函数的定义、一次函数的图像及其性质、函数解析式的确立以及建立一次函数模型解决最大利润问题。复习了用待定系数法求函数的解析式,复习了求直线与坐标轴的交点、直线与坐标轴所围的三角形面积,体会了数形结合思想、方程思想。这是今天的作业,请大家认真完成课本第 61 页第 7 题,第 62 页的第 9、第 10 题。最后,请你根据今天的学习表现,结合学习目标进行自我评价,把自己能得到的五角星涂上颜色。这节课我们就上到这里,下节课我们继续复习本章内容,再见。
