师:有句名言,“树因形显直观,形因数而入微”。同学们还能回忆起这句名言所隐藏的数学道理吗?
生:数形结合思想。
师:没错,就是数形结合思想。上节课,我们正是运用数形结合的思想方法学习了正比例函数。大家一起来回忆一下,什么是正比例函数?
(短暂停顿,学生回答后)
师:那什么是一次函数呢?
生:形如 y = kx + b,k 和 b 为常数,k ≠ 0。
师:它们之间有什么联系呢?
生:正比例函数是特殊的一次函数。
师:特殊在哪里?
生:b 为 0。
师:那正比例函数的图像和性质是什么呢?
生:正比例函数图像是经过原点的一条直线。当 k > 0 时,y 随 x 增大而增大,图像自左向右上升;当 k < 0 时,y 随 x 增大而减小,图像自左向右下降。
师:同学们,我们该如何研究一次函数的图像呢?
生:类比正比例函数图像的研究方法。可以对一次函数 y = kx + b 中 k 和 b 取特殊值,画出对应的图像进一步进行猜想和研究。
师:非常好,请坐。那下面请同学们在同一平面直角坐标系中画出函数 y = 2x 和 y = 2x + 3 的图像。
(巡视后)
师:通过刚才的巡视,老师发现大部分同学已经完成了。现在我们一起把整个过程板演在黑板上。同学们,画图像的一般步骤是什么?
生:列表、描点、连线。
师:好,那接下来由我和大家共同完善这个列表。下面我们对 x 取适当的数值,分别去计算函数 y = 2x 和 y = 2x + 3 的函数值。我们先来看第一行,同学们一起说。
(师生共同完成列表)
师:表格我们已经列好了,接下来描点。那我们先来画 y = 2x 的函数图像。我们第一个要描的点是……第二个……分别是( - 2, - 4)、( - 1, - 2)、(0,0)、(1,2)和(2,4)这五个点。紧接着最后一步,我们应该用平滑的曲线连接,这就是函数 y = 2x 的图像。同样的方式方法,我们再来描出 y = 2x + 3 对应的 5 个点,分别是( - 2, - 1)、( - 1,1)、(0,3)、(1,5)、(2,7)。同样,我们用平滑的曲线连接,这就是函数 y = 2x + 3 的图像。通过刚才老师巡视发现,大部分同学的画法和黑板上我们展示的一样,但有一小部分同学只描了两个点就画出了函数 y = 2x + 3 的图像。我们请一位同学作为代表给大家说一说他的想法。
(学生发言后)
师:好,请坐。他联想到正比例函数是特殊的一次函数,正比例函数图像是一条直线,那么他猜测一次函数图像也应该是一条直线。这位同学很敢于表达自己的想法,值得我们学习。那他的做法有道理吗?哪位同学可以给出一个合理的解释呢?
(学生发言后)
师:好,请坐。这位同学对问题分析得很透彻,图像是由无数个点汇聚形成的。通过刚才的发言,我们发现每一个点坐标都是由列表中一对有序数对组成的。当 x 的值一定时,函数 y = 2x + 3 的函数值总比 y = 2x 的函数值大 3,体现在图像上,就是每一个点的横坐标一定时,纵坐标多了 3,意味着函数 y = 2x 的图像上每一个点都向上平移 3 个单位,也就说明 y = 2x + 3 的函数图像可以看作是由 y = 2x 的函数图像向上平移三个单位得到。通过这一种特殊情况,我们能感受到一次函数的图像也是一条直线。我们称它为直线 y = kx + b,那么直线 y = kx + b,可以看作是由正比例函数 y = kx 通过平移得到。那平移了多少距离呢?
生:平移了 |b| 个单位。
师:到底是向上平移还是向下平移呢?
生:要看 b 的正负性。
师:没错,如果像我们本道题这样,b 的数值是 +3,那么应该是把 y = 2x 的图像向上平移三个单位得到。如果 b 的值是负数呢?我们可以总结出一个口诀,上加下减。我也听到一小部分同学说可以通过左右平移得到,有兴趣的同学可以课下琢磨一下。现在我们知道一次函数的图像也是一条直线,刚才这位同学只用了两个点就画出了 y = 2x + 3 的图像,是有道理的吧。好,那么用取两点这种简单画法画一次函数图像,通常取哪两个点呢?为了方便以后的学习,我们可以取直线与坐标轴的交点。那么直线 y = kx + b 与 x 轴的交点坐标是多少呢?
生:想到 x 轴上点的纵坐标为 0,使函数值 y 为 0,通过计算可得与 x 轴的交点坐标是( -$\frac{b}{k}$,0)。
师:同样的道理,与 y 轴的交点坐标是?
生:(0,b)。
师:其中 b 也叫做直线 y = kx + b 在 y 轴上的截距,简称为截距。大家想一想,我们能否用这种画法画正比例函数呢?
生:如果是正比例函数,那它与 x 轴、y 轴的两个交点将汇聚成一个点,而一个点不能够确定一条直线。正比例函数图像的特点是通过原点。
师:请同学们画出下列函数的图像。
(巡视后)
师:通过巡视,老师发现很多同学已经完成了。我们来看一下,这里展示的是下面四个一次函数的图像,同学们自己对比一下。好,接下来我们来看第二题,函数 y = - 6x - 5 的图像与 y 轴交于哪一个点呢?
生:(0, - 5)。
师:那它的截距是?
生: - 5。
师:函数 y = - 6x - 5 的图像可以看作由直线 y = - 6x 怎么平移得到?
生:向下平移五个单位。
师:在这里老师给大家强调一点,截距并不是距离,它具有正负之分。好,同学们,我们再一起来看一下第三题,通过上加下减这一平移方法,我们不难发现,直线 y = x 向上平移两个单位所得到的直线是函数?
生:y = x + 2 的图像。
师:我们再来尝试一下第 4 题。把函数 y = - 2x + 3 的图像怎样平移就可以得到函数 y = - 2x 的图像?
生:向下平移三个单位。
师:当然也有同学通过画图可以发现,直线 y = - 2x + 3 也可以向左平移一定单位得到函数 y = - 2x 的图像。对于左右平移的方法,同学们可以课下继续研究。那么到这里,我们的课程已经接近尾声,本节课同学们获得了哪些知识呢?
生:我们不仅知道一次函数的图像是一条直线,还学会了用两点这种简单的画法画一次函数图像。并且知道正比例函数 y = kx 通过平移 |b| 个单位可以得到 y = kx + b 这个一次函数图像,平移的口诀是上加下减。
师:非常好,不仅如此,我们在描绘这个一次函数图像时可以反向追溯到点,而点是由点坐标来确定的,点坐标又是由我们列表当中的有序数对所构成。这里就有一个数与形的结合。我们通过数来画出一次函数图像这种形,当然后期也可以通过函数图像这样的形来帮助我们解决数的问题。好,本节课就上到这。
