一次函数与方程、不等式、方程组的关系课件
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课程标准1. 能用函数观点看一次方程(组),能用辨证的观点认识一次函数与一次方程的区别与联系.2.能用函数的观点认识一次函数、一次方程(组)与一元一次不等式之间的联系,能直观地用图形(在平面直角坐标系中)来表示方程(或方程组)的解及不等式的解,建立数形结合的思想及转化的思想. 3.能运用一次函数的性质解决简单的不等式问题及实际问题.知识点01 一次函数与一元一次方程的关系一次函数y kx b =+(k ≠0,b 为常数),当函数y =0时,就得到了一元一次方程0kx b +=,此时自变量x 的值就是方程kx b +=0的解.所以解一元一次方程就可以转化为:当某一个一次函数的值为0时,求相应的自变量的值.从图象上看,这相当于已知直线y kx b =+(k ≠0,b 为常数),确定它与x 轴交点的横坐标的值. 注意:(1)求一次函数与x 轴的交点,令y=0,解出x 即为与x 轴交点的横坐标;(2)一次函数y kx b =+(k ≠0,b 为常数)是一个关于x 和y 的二元一次方程,这个方程有无数组解,但若已知x 的值(或y 的值),即可求出y 的值(或x 的值);(3)若一次函数y kx b =+,满足等式mk b n += 或0mk b n +-=,则函数必过点(m,n );同理,若一次函数图像上有个点(m ,n ),则二元一次方程有一组解为x my n =⎧⎨=⎩;知识点02 一次函数与二元一次方程组每个二元一次方程组都对应两个一次函数,于是也对应两条直线.从“数”的角度看,解方程组相当于考虑自变量为何值时两个函数的值相等,以及这时的函数为何值;从“形”的角度看,解方程组相当于确定两条直线交点的坐标. 注意:(1)两个一次函数图象的交点与二元一次方程组的解的联系是:在同一直角坐标系中,两个一次函数图象的交点坐标就是相应的二元一次方程组的解.反过来,以二元一次方程组的解为坐标的点一定是相应的两个一次函数的图象的交点.如一次函数学生/课程 年级 8年级 学科 数学 授课教师日期时段核心内容一次函数与方程(组)、不等式 (第14讲)24y x =-+与31322y x =-图象的交点为(3,-2),则32x y =⎧⎨=-⎩就是二元一次方程组2431322y x y x =-+⎧⎪⎨=-⎪⎩的解.(2)当二元一次方程组无解时,相应的两个一次函数在直角坐标系中的直线就没有交点,则两个一次函数的直线就平行.反过来,当两个一次函数直线平行时,相应的二元一次方程组就无解.如二元一次方程组3531x y x y -=⎧⎨-=-⎩无解,则一次函数35y x =-与31y x =+的图象就平行,反之也成立.(3)当二元一次方程组有无数组解时,则相应的两个一次函数在直角坐标系中的直线重合,反之也成立.知识点03 方程组解的几何意义1.方程组的解的几何意义:方程组的解对应两个函数的图象的交点坐标.2.根据坐标系中两个函数图象的位置关系,可以看出对应的方程组的解情况: 根据交点的个数,看出方程组的解的个数;根据交点的坐标,求出(或近似估计出)方程组的解.3.对于一个复杂方程组,特别是变化不定的方程组,用图象法可以很容易观察出它的解的个数.知识点04 一次函数与一元一次不等式由于任何一个一元一次不等式都可以转化为ax b +>0或ax b +<0或ax b +≥0或ax b +≤0(a 、b 为常数,a ≠0)的形式,所以解一元一次不等式可以看作:当一次函数y ax b =+的值大于0(或小于0或大于等于0或小于等于0)时求相应的自变量的取值范围. 注意:(1)求关于x 的一元一次不等式ax b +>0(a ≠0)的解集,从“数”的角度看,就是x 为何值时,函数y ax b =+的值大于0.从“形”的角度看,确定直线y ax b =+在x 轴(即直线y =0)上方部分的所有点的横坐标的范围. (2)常见的解集:0(0)y kx b >+>或0(0)y kx b ≥+≥或0(0)y kx b <+<或0(0)y kx b ≤+≤或x m >x m ≥x m <x m ≤2x >2x ≥ 2x < 2x ≤2x <-2x ≤- 2x >- 2x ≥-4x <4x ≤ 4x > 4x ≥无论求0(0)y kx b >+>或还是0(0)y kx b <+<或,都应首先求出一次函数与x 轴交点的横坐标(即令y=0),再根据题目要求,确定x 的取值范围: ①y >0时,取x 轴上方图像自变量的范围; ②y <0时,取x 轴下方图像自变量的范围;知识点05 一元一次方程与一元一次不等式我们已经学过,利用不等式的性质可以解得一个一元一次不等式的解集,这个不等式的解集的端点值就是我们把不等式中的不等号变为等号时对应方程的解. 注意:(1)不等式的解集中,端点无论取到取不到,该值都是对应方程的解;例如:一次函数y kx b =+,若0y >时,x 的取值范围是2x >,则方程0kx b +=的解为2x =,且一次函数y kx b =+过点(2,0);(2)一次函数y kx b =+,若当a x m << 时,y 的取值范围是b y n <<,则可得出一次函数过点(,),(,)(,),(,)a b m n a n m b 或;知识点06 如何确定两个不等式的大小关系ax b cx d +>+(a ≠c ,且0ac ≠)的解集⇔y ax b =+的函数值大于y cx d =+的函数值时的自变量x 取值范围⇔直线y ax b =+在直线y cx d =+的上方对应的点的横坐标范围.两个一次函数比较大小,求自变量x 的取值范围,首先要求出两一次函数的交点横坐标(列二元一次方程组),再根据图像判断。
◆知识讲解1.一元一次方程、一元一次不等式及一次函数的关系一次函数及其图像与一元一次方程及一元一次不等式有着密切的关系,函数y=ax +b (a≠0,a ,b 为常数)中,函数的值等于0时自变量x 的值就是一元一次方程ax +b=0(a≠0)的解,所对应的坐标(-ba,0)是直线y=ax+ b 与x 轴的交点坐标,反过来也成立;直线y=ax +b 在x 轴的上方,也就是函数的值大于零,x 的值是不等式ax+ b>0(a≠0)的解;在x 轴的下方也就是函数的值小于零,x 的值是不等式ax +b<0(a≠0)的解.2.坐标轴的函数表达式函数关系式x=0的图像是y 轴,反之,y 轴可以用函数关系式x=0表示;•函数关系式y=0的图像是x 轴,反之,x 轴可以用函数关系式y=0表示.3.一次函数与二元一次方程组的关系一般地,每个二元一次方程组,都对应着两个一次函数,于是也就是对应着两条直线,从“数”的角度看,解方程相当于考虑自变量为何值时两个函数的值相等,以及这两函数值是何值;从形的角度考虑,解方程组相当于确定两条直线的交点坐标,所以一次函数及其图像与二元一次方程组有着密切的联系.4.两条直线的位置关系与二元一次方程组的解(1)二元一次方程组1122y k x b y k x b =+⎧⎨=+⎩有唯一的解⇔直线y=k 1x+b 1不平行于直线y=k 2x+b 2⇔k 1≠k 2.(2)二元一次方程组1122y k x b y k x b =+⎧⎨=+⎩无解⇔直线y=k 1x+b 1∥直线y=k 2x+b 2 ⇔k 1=k 2,b 1≠b 2.(3)二元一次方程组1122y k x b y k x b =+⎧⎨=+⎩有无数多个解⇔直线y=k 1x+b 1与y=k 2x+b 2重合⇔k 1=k 2,b 1=b 2.◆例题解析例1 (2006,长河市)我市某乡A ,B 两村盛产柑橘,A•村有柑橘200t ,•B•村有柑橘300t .现将这些柑橘运到C ,D 两个冷藏仓库,•已知C•仓库可储存240t ,•D•仓库可储存260t ;从A 村运往C ,D 两处的费用分别为每吨20元和25元,从B 村运往C ,D 两处的费用分别为每吨15元和18元,设从A村运往C仓库的柑橘重量为xt,A,B•两村运往两仓库的柑橘运输费用分别为y A元和y B元.(1)请填写下表,并求出y B,y A与x之间的函数关系式;(2)试讨论A,B两村中,哪个村的运费较少;(3)考虑到B村的经济承受能力,B村的柑橘运费不得超过480元.在这种情况下,•请问怎样调运,才能使两村运费之和最小?求出这个最小值.【分析】(1)根据运输的吨数及运费单价可写出y,y与x之间的函数关系.(2)欲比较y A与y B的大小,应先讨论y A=y B的大小,应先讨论y A=y B或y A>y B或y A<y B 时求出x的取值范围.(3)根据已知条件求出x的取值范围.根据一次函数的性质可知在此范围内,两村运费之和是如何变化的,进而可求出相应的值.【解答】(1)y A=-5x+5000(0≤x≤200),y B=3x+4680(0≤x≤200).(2)当y A=y B时,-5x+5000=3x+4680,x=40;当y A>y B时,-5x+5000>3x+4680,x<40;当y A<y B时,-5x+5000<3x+4680,x>40.∴当x=40时,y A=y B即两村运费相等;当0≤x<40时,y A>y B即B村运费较少;当40<x≤200时,y A<y B即A村费用较少.(3)由y B≤4830得3x+4580≤4830.∴x≤50.设两村运费之和为y,∴y=y A+y B,即:y=-2x+9680.又∵0≤x≤50时,y随x增大而减小,∴当x=50时,y有最小值,y最小值=9580(元).答:当A村调往C仓库的柑橘重为50t,调运D仓库为150t,B村调往C仓库为190t,调往D仓库110t的时候,两村的运费之和最小,最小费用为9580元.例2 某家庭今年3个月的煤气量和支付费用见下表:该市的煤气收费方法是:基本费+超额费+•保险费,•若每月用气量不超过最低量am3,则只付3元基本费和每户的定额保险费c元;若用气量超过acm3,则超过的部分每立方米支付b元,并知c≤5元,求a,b,c.【分析】数学能帮助我们解决许多生活中的实际问题,本题要求a,b,c的值,•不妨设每月用气量为x(m2),支付费用为y(元),再根据题意列出x,y的关系表达式,即y=3(0) 3()()c x ab x ac x a+≤≤⎧⎨+-+>⎩由此可推断出a,b,c的值.【解答】设每月用气量为xm3,支付费用为y元,根据题意得y=3(0) 3()()c x ab x ac x a+≤≤⎧⎨+-+>⎩∵c≤5,∴c+3≤8因2月份和3月份的费用均大于8,故用气量大于最低限度am3,将x=25,y=14;x=35,y=19分别代入②得143(25) 193(35)b a cb a c=+-+⎧⎨=+-+⎩④-③得:10b=5 ∴b=0.5把b=0.5代入③得a=3+2c又因1月份的用气量是否超过最低限度尚不明确,故当a<4时,将x=4•代入②得4=3+0.5[4-(3+2c)]+c,即4=3.5-c+c不成立则a≥4,此时的付款分式选①,有3+c=4∴c=1把x=1代入a=3+2c得a=5∴a=5,.b=0.5,c=1.【点评】本题要求a,b,c的值,表面看与一次函数无关,•但实际上题中不仅包含函数关系,而且是一个分段函数,求分段函数解析式的关键是分清各段的取值范围,其条件分别在各自的取值范围内使用,若有不确定的情形,须进行分类讨论.1.(2008,武汉)如图1所示,直线y=kx+b经过A(-2,-1)和B(-3,0)两点,则不等式组12x<kx+b<0的解集为_______.图1 图2 图32.(2006,江苏南通)如图2,直线y=kx(k>0)与双曲线y=4x交于A(x1,y1),B(x2,y2)两点,则2x1y2-7x2y1的值等于_______.3.如图3所示,L甲,L乙分别表示甲走路与乙骑自行车(在同一条路上)行走的路程s与时间t的关系,观察图像并回答下列问题:(1)乙出发时,与甲相距______km;(2)走了一段路后,乙的自行车发生故障,停下来修理,修车为_____h;(3)乙从出发起,经过_____h与甲相遇;(4)甲行走的路程s与时间t之间的函数关系式_______;(5)如果乙自行车不出现故障,那么乙出发后经过______h与甲相遇,相遇处离乙的出发点____km.并在图中标出其相遇点.4.(2006,山西太原)如图所示的图形都是二次函数y=ax2+bx+a2-1的图像,若b>0,则a 的值等于()A.152-B.-1 C.152--D.15.如图,一次函数y=kx+6的图像经过A,B两点,则kx+b>0的解集是()A.x>0 B.x<2C.x>-3 D.-3<x<26.(2004,安徽省)购某种三年期国债x元,到期后可得本息和y元,已知y=kx,•则这种国债的年利率为( ) A .k B .3k C .k -1 D .13k - 7.(2006,浙江舟山)近阶段国际石油迅速猛涨,中国也受期影响,为了降低运行成本,部分出租车进行了改装,改装后的出租车可以用液化气来代替汽油.•假设一辆出租车日平均行程为300km .(1)使用汽油的出租车,假设每升汽油能行驶12km ,当前的汽油价格为4.6元/L ,•当行驶时间为t 天时,所耗的汽油费用为p 元,试写出p 关于t 的函数关系式;(2)使用液化气的出租车,假设每千克液化气能行驶15~16km ,•当前的液化气价格为4.95元/kg ,当行驶时间为t 天时,所耗的液化气费用为w 元,试求w 的取值范围(用t 表示);(3)若出租车要改装为使用液化气,每辆需配置成本为8000元的设备,•根据近阶段汽油和液化气的价位,请在(1)(2)的基础上,计算出最多几天就能收回改装设备的成本?•并利用你所学的知识简单说明使用哪种燃料的出租车对城市的健康发展更有益.(用20字左右谈谈感想).8.(2006,枣庄)已知关于x 的二次函数y=x 2-m x+222m +与y=x 2-m x -222m +,这两个二次函数的图像中的一条与x 轴交于A ,B 两个不同的点.(1)试判断哪个二次函数的图像经过A ,B 两点; (2)若点A 坐标为(-1,0),试求点B 坐标;(3)在(2)的条件下,对于经过A ,B 两点的二次函数,当x 取何值时,y 的值随x•值的增大而减小?。
第9讲一次函数与方程、不等式考点·方法·破译1.一次函数与一元一次方程的关系:任何一元一次方程都可以转化成kx+b=0(k、b 为常数,k≠0)的形式,可见一元一次方程是一次函数的一个特例.即在y=kx+b中,当y =0时则为一元一次方程.2.一次函数与二元一次方程(组)的关系:⑴任何二元一次方程ax+by=c(a、b、c为常数,且a≠0,b≠0)都可以化为y=a cxb b -+的形式,因而每个二元一次方程都对应一个一次函数;⑵从“数”的角度看,解方程组相当于求两个函数的函数值相等时自变量的取值,以及这个函数值是什么;从“形”的角度看,解方程组相当于确定两个函数图像交点的坐标.3.一次函数与一元一次不等式的关系:由于任何一元一次不等式都可以转化成ax+b >0或ax+b<0(a、b为常数,a≠0)的形式,所以解一元一次不等式可以看成是当一次函数的函数值大于或小于0时,求相应自变量的取值范围.经典·考题·赏析【例1】直线l1:y=k1x+b与直线l2:y=k2x在同一平面直角坐标系中的图象如图所示,则关于x的不等式k1x+b>k2x的解为()A.x>-1 B.x<-1 C.x<-2 D.无法确定【解法指导】由图象可知l1与l2的交点坐标为(-1,-2),即当x=-1时,两函数的函数值相等;当x>-1时,l2的位置比l1高,因而k2x>k1x+b;当当x<-1时,l1的位置比l2高,因而k2x<k1x+b.因此选A.【变式题组】01.(咸宁)直线l1:y=k1x+b与直线l2:y=k2x在同一平面直角坐标系中的图象如图所示,则关于x的不等式k2x>k1x+b的解集为________.第1题图第2题图第3题图第4题图02.(浙江金华)一次函数y1=kx+b与y2=x+a的图象如图,则下列结论:①k<0;②a >0;③当x<3时,y1<y2中,正确的个数是()A.0 B.1 C.2 D.3 03.如图,已知一次函数y=2x+b和y=ax-3的图象交于点P(-2,-5),则根据图象可得不等式2x+b>ax-3的解集是________.04.(武汉)如图,直线y=kx+b经过A(2,1),B(-1,-2)两点,则不等式12x>kx+b>-2的解集为_________.【例2】若直线l1:y=x-2与直线l2:y=3-mx在同一平面直角坐标系的交点在第一象限,求m的取值范围.【解法指导】直线交点坐标在第一象限,即对应方程组的解满足00x y >⎧⎨>⎩,从而求出m 的取值范围.解:23y x y mn =-⎧⎨=-⎩,∴51321x m m y m ⎧=⎪⎪+⎨-⎪=⎪+⎩,∵00x y >⎧⎨>⎩,∴5013201mm m⎧>⎪⎪+⎨-⎪>⎪+⎩,即10320m m +>⎧⎨->⎩,∴-1<m <32.【变式题组】01. 如果直线y =kx +3与y =3x -2b 的交点在x 轴上,当k =2时,b 等于( )A .9B .-3C .32-D .94-02. 若直线122y x =-与直线14y x a =-+相较于x 轴上一点,则直线14y x a =-+不经过( )A .第四象限B .第三象限C .第二象限D .第一象限 03. 两条直线y 1=ax +b ,y 2=cx +5,学生甲解出它们的交点坐标为(3,-2),学生乙因抄错了c 而解出它们的交点坐标为(34,14),则这两条直线的解析式为____________. 04. 已知直线y =3x 和y =2x +k 的交点在第三象限,则k 的取值范围是________.【例3】(四川省初二数学联赛试题)在直角坐标系中,若一点的纵横坐标都是整数,则称该点为整点,设k 为整数,当直线y =x -2与y =kx +k 的交点为整点时,k 的取值可以取( )A .4个B .5个C .6个D .7个 【解法指导】两直线的交点为整点即对应方程组的解均为整数.解:由2y x y kx k =-⎧⎨=+⎩得21221k x kk y k +⎧=⎪⎪-⎨+⎪=-⎪-⎩,∵两直线交点为整数, ∴x 、y 均为整数,又当x 为整数时,y 为整数, ∴21k k +-为整数即可,2213311111k k k k k k k ++-+=-=-=------, ∵k -1是整数,∴k -1=±1,±3时,x 、y 为整数, ∴k =-2,0,2,4. 所以选A .【变式题组】01. (广西南宁)从2,3,4,5这四个数中,任取两个数p 和q (p ≠q ),构成函数y =px -2和y =x +q ,并使这两个函数图象的交点在直线x =2的右侧,则这样的有序数对(p ,q )共有( ) A .12对 B .6对 C .5对 D .3对 02. (浙江竞赛试题)直线l :y =px (p 是不等于0的整数)与直线y =x +10的交点恰好是整点(横坐标和纵坐标都是整数),那么满足条件的直线l 有( ) A .6条 B .7条 C .8条 D .无数条 03. (荆州竞赛试题)点A 、B 分别在一次函数y =x ,y =8x 的图像上,其横坐标分别是a 、b (a >0,b >0).若直线AB 为一次函数y =kx +m 的图象,则当ba是整数时,求满足条件的整数k 的值. 【例4】已知x 、y 、z 都为非负数,满足x +y -z =1,x +2y +3z =4,记ω=3x +2y +z .求ω的最大值与最小值.【解法指导】将x 、y 、z 中的三个未知量选定一个看成已知,则关于x 、y 、z 的三元方程可变成关于x 、y 的二元方程,从而求出x 与y ,然后代入ω=3x +2y +z 中,可得ω与z 的一次函数关系式,然后再求出z 的取值范围,即可求出ω的最大值与最小值.解:由已知得:1243x y z x y z +=+⎧⎨+=-⎩,∴5234x z y z =-⎧⎨=-⎩,∴ω=3x +2y +z =3(5z -2)+2(3-4z )+z =8z .∵x 、y 、z 都为非负数,∴5203400z z z -⎧⎪-⎨⎪⎩≥≥≥,∴2354z ≤≤,∴ω的最大值为8×34=6,ω的最小值为8×25=165.【变式题组】01. (荆州竞赛试题)已知x 满足不等式:31752233x xx -+--≥,|x -3|-|x +2|的最大值为p ,最小值为q ,则pq 的值是( )A .6B .5C .-5D .-102. 已知非负数a 、b 、c 满足条件:3a +2b +c =4,2a +b +3c =5.设S =5a +4b +7c 的最大值为m ,最小值为n ,则n -m =________.03. (黄冈竞赛试题)若x +y +z =30,3x +y -z =50,x 、y 、z 均为非负数,则M =5x +4y+2z 的取值范围是( ) A .100≤M ≤110 B .110≤M ≤120 C .120≤M ≤130 D .130≤M ≤140【例5】已知直线l 1经过点(2,5)和(-1,-1)两点,与x 轴的交点是点A ,将直线y =-6x +5的图象向上平移4个单位后得到l 2,l 2与l 1的交点是点C ,l 2与x 轴的交点是点B ,求△ABC 的面积.【解法指导】设直线l 1的解析式为y =kx +b ,∵l 1经过(2,5),(-1,-1)两点, ∴251k b k b +=⎧⎨-+=-⎩,解得21k b =⎧⎨=⎩,∴y =2x +1,∴当y =0时,2x +1=0,x =12-,∴A (12-,0).又∵y =-6x +5的图象向上平移4个单位后得l 2,∴l 2的解析式为y =-6x +9, ∴当y =0时,-6x +9=0,x =32,∴B (32,0).∴2169y x y x =+⎧⎨=-+⎩,∴13x y =⎧⎨=⎩,∴C (1,3),∴AB =32-(12-)=2,∴S △ABC =12×2×3=3.演练巩固·反馈提高01. 已知一次函数y =32x +m ,和y =12-x +n 的图象交点A (-2,0),且与y 轴分别交于B 、C 两点,那么△ABC 的面积是( )A .2B .3C .4D .602. 已知关于x 的不等式ax +1>0(a ≠0)的解集是x <1,则直线y =ax +1与x 轴的交点是( )A .(0,1)B .(-1,0)C .(0,-1)D .(1,0)第3题图 第6题图03. 如图,直线y =kx +b 与x 轴交于点A (-4,0),则y >0时,x 的取值范围是( )A .x >-4B .x >0C .x <-4D .x <0 04. 直线kx -3y =8,2x +5y =-4交点的纵坐标为0,则k 的值为( )A .4B .-4C .2D .-205. 直线y =kx +b 与坐标轴的两个交点分别为A (2,0)和B (0,-3).则不等式kx +b +3≥0的解集为( ) A .x ≥0 B .x ≤0 C .x ≥2 D .x ≤206. 如图是在同一坐标系内作出的一次函数y 1、y 2的图象l 1、l 2,设y 1=k 1x +b 1,y 2=k 2x+b 2,则方程组111222y k x b y k x b ⎧⎨⎩=+,=+的解是( )A .22x y =-⎧⎨=⎩B .23x y =-⎧⎨=⎩C .33x y =-⎧⎨=⎩D .34x y =-⎧⎨=⎩07. 若直线y =ax +7经过一次函数y =4-3x 和y =2x -1的交点,则a =_________. 08. 已知一次函数y =2x +a 与y =-x +b 的图象都经过A (-2,0),且与y 轴分别交于B 、C 两点,则S △ABC =_________.09. 已知直线y =2x +b 和y =3bx -4相交于点(5,a ),则a =___________. 10.已知函数y =-x +m 与y =mx -4的图象交点在x 轴的负半轴上,则m 的值为__________.11.直线y =-2x -1与直线y =3x +m 相交于第三象限内一点,则m 的取值范围是___________. 12.若直线122a y x =-+与直线31544y x =-+的交点在第一象限,且a 为整数,则a =_________.13.直线l 1经过点(2,3)和(-1,-3),直线l 2与l 1交于点(-2,a ),且与y 轴的交点的纵坐标为7.⑴求直线l2、l1的解析式;⑵求l2、l1与x轴围成的三角形的面积;⑶x取何值时l1的函数值大于l2的函数值?14.(河北)如图,直线l1的解析式为y=-3x+3,l1与x轴交于点D,直线l2经过点A(4,0),B(3,32 ).⑴求直线l2的解析式;⑵求S△ADC;⑶在直线l2上存在异于点C的另一点P,使得S△ADP=S△ADC,求P点坐标.l2第14题图。