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初探奇妙的一次函數(shù)

2025-01-14 00:00:00王淑婷
初中生世界·八年級 2025年2期
關(guān)鍵詞:縱坐標直角坐標表達式

一次函數(shù)是函數(shù)的一種,一般形如y=kx+b(k,b是常數(shù),且k≠0),其中x是自變量,特別地,當b=0時,y=kx(k為常數(shù),且k≠0),y是x的正比例函數(shù)。

通過閱讀資料,我了解到:若把二元一次方程x-y=0的一個解用一個點在平面直角坐標系中表示出來,當取的點足夠多時,我們會發(fā)現(xiàn)滿足x-y=0的所有解所表示的點都在一條直線上。并且我們可以將其推廣為一般形式,對于一次函數(shù)y=kx+b(k,b為常數(shù),且k≠0)的圖象,可理解為對應(yīng)的二元一次方程kx-y=b的所有解所表示的點連成的直線。

在了解這些概念后,我想到這樣一些問題:

在平面直角坐標系xOy中,若二元一次方程2x+y=2的圖象對應(yīng)著直線l1,二元一次方程x-2y=-4的圖象對應(yīng)著直線l2,如圖1。

問題1:若直線l1、l2與x軸分別相交于點A和點B,求線段AB的長。

因為x軸上的點的縱坐標為0,則我們可令兩個函數(shù)表達式中的y=0。

對于直線l1:y=-2x+2,令y=0,則x=1,即A(1,0);

對于直線l2:y=[12]x+2,令y=0,則x=-4,即B(-4,0)。

所以AB=1-(-4)=5。

問題2:若直線l1、l2交于點C,求直線l1、l2與x軸圍成的三角形的面積。

由圖1可知,兩直線的交點橫、縱坐標相同,則此交點同時滿足兩個函數(shù)表達式。因此,我們可以將其坐標看作對應(yīng)二元一次方程組[2x+y=2,x-2y=-4] 的解[x=0,y=2。]可得C(0,2),OC=2。所以S△ABC=[12]×AB×OC=[12]×5×2=5。

問題3:若點P(x1,m),Q(x2,m)分別在直線l1與l2上,當1≤PQ≤5時,求m的取值范圍。

根據(jù)題意,我們可令兩個函數(shù)表達式中的y=m。

對于直線l1:y=-2x+2,令y=m,則x=[2-m2],即P([2-m2],m);

對于直線l2:y=[12]x+2,令y=m,則x=2m-4,即Q(2m-4,m)。

所以PQ=[2-m2-(2m-4)]

=[5-52m]。

由題可得1≤[5-52m]≤5。由于我們此時并不知道[5-52m]的正負性,所以需要分情況討論:

①當[5-52m]≥0,即m≤2時,由1≤5-[52]m≤5,解得0≤m≤[85];

②當[5-52m]<0,即m>2時,由1≤-5+[52]m≤5,解得[125]≤m≤4。

綜上,m的取值范圍為0≤m≤[85]或[125]≤m≤4。

通過以上的學習,我發(fā)現(xiàn)一次函數(shù)與我們之前學的二元一次方程(組)息息相關(guān)。在解決問題時,我們可以借助圖形幫助理解,并轉(zhuǎn)化為方程或不等式進行計算。在解題過程中,我深刻體會到了數(shù)形結(jié)合的魅力。

教師點評

小作者從二元一次方程的角度探究一次函數(shù),得出對應(yīng)一次函數(shù)的圖象,再將幾何問題轉(zhuǎn)化為代數(shù)問題進行解決,很好地呈現(xiàn)了數(shù)形結(jié)合的妙用。在這個過程中,小作者能更直接地得到一次函數(shù)的圖象,更好地理解一次函數(shù)的表達式,且能發(fā)現(xiàn)一次函數(shù)與方程、不等式之間的內(nèi)在聯(lián)系,從而構(gòu)建起更完整的數(shù)學知識體系。

(指導教師:陳亞楠)

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