八年级下册 · 第二十三章 一次函数
把一次函数画出来,是一条直线。\(k\) 决定它往哪边倾斜、函数值是增大还是减小,\(b\) 决定它和 \(y\) 轴交在哪里。反过来,知道直线上两个点,就能求出解析式。
要用到:一次函数、正比例函数(回看 23.1);描点法画函数图象(回看 22.2);坐标、象限、点的上下平移(回看 9.1、9.2);解二元一次方程组(回看 10.2)。
用描点法画正比例函数 \(y=2x\) 的图象:先算几组对应值,再在坐标系里描出点。点下面的按钮,描的点一次比一次多:
照这样描下去,\(y=2x\) 的图象是什么形状?
A。点越描越密,都落在同一条直线上;\(x=0\) 时 \(y=0\),所以经过原点。\(x\) 可以取任意实数,不只是描出来的那几个,所以不是 C。
这一节要回答:一次函数的图象都是直线吗?直线的倾斜方向、位置和 \(k\)、\(b\) 有什么关系?
前置知识:描点法(回看 22.2)、象限(回看 9.1)。把 \(y=kx\) 里的 \(k\) 换几个值,看直线怎么变:
直觉微图解 ①正比例函数的图象:过原点和 \((1,k)\) 的直线
正比例函数 \(y=kx\)(\(k\ne 0\))的图象是一条经过原点的直线,叫作直线 \(y=kx\)。两点确定一条直线,画它只要取 \((0,0)\) 和 \((1,k)\) 两个点。
核心概念 ②\(k\gt 0\):从左向右上升
直线经过第三、第一象限。\(x\) 越大,点越高:\(y\) 随 \(x\) 的增大而增大。
核心概念 ③\(k\lt 0\):从左向右下降
直线经过第二、第四象限。\(x\) 越大,点越低:\(y\) 随 \(x\) 的增大而减小。小学的正比例只有 \(k\gt 0\),现在 \(k\) 可以是负数。
比较 \(y=0.5x\) 和 \(y=0.5x+3\):同一个 \(x\),后者的函数值总是多 \(3\)。图象上每个点都往上挪 \(3\),整条直线就向上平移了 \(3\) 个单位。
所以一次函数的图象也是直线,叫直线 \(y=kx+b\),它与 \(y\) 轴交于点 \((0,b)\)。
直觉微图解 ②每个点都挪同样多:整条直线上下平移
试着用四步想问题:读懂题意 → 想办法 → 执行并检查 → 回头看。卡住时按需展开提示。
例 1(示范:跟老师走一遍思考过程)
画出函数 \(y=-\tfrac12 x+2\) 的图象,并说出它可以由哪条过原点的直线怎样平移得到。
① 读懂题意:图象是直线,画直线最少要几个点?取哪两个点最好算?
取 \(x=0\) 得 \((0,2)\);再取一个让 \(y\) 是整数的 \(x\),比如 \(x=4\)。
\(k=-\tfrac12\),\(b=2\):和它 \(k\) 相同、过原点的直线是哪条?
④ 回头看:两点法里,\((0,b)\) 最好算;另一个点挑让 \(kx\) 是整数的 \(x\)。这条直线和两条坐标轴分别交于 \((0,2)\)、\((4,0)\)。
自己试试:把直线 \(y=3x-2\) 向上平移 \(5\) 个单位长度,得到的直线是?
A。向上平移 \(5\):每个函数值都加 \(5\),\(y=3x-2+5=3x+3\)。B 是向下平移了;C 把 \(5\) 加到了 \(k\) 上,倾斜程度都变了;D 把 \(5\) 加到了 \(x\) 上,展开是 \(3x+13\),不是向上平移 \(5\)。
\(b\) 只决定直线和 \(y\) 轴交在哪里,和增减无关。
直觉微图解 ③先由 \(k\) 定升降,再由 \((0,b)\) 定位置,就知道经过哪些象限
例 2(示范)
点 \(A(-3,y_1)\)、\(B(2,y_2)\) 都在直线 \(y=-4x+7\) 上。比较 \(y_1\) 与 \(y_2\) 的大小。
先看 \(k\) 的符号:\(y\) 随 \(x\) 怎样变化?再比较两个点的横坐标。
回头看:这里 \(b=7\) 完全没用上。比较同一条直线上两点的函数值,只看 \(k\) 的符号和横坐标的大小。
自己试试:直线 \(y=-0.5x+4\) 不经过哪个象限?
C。\(k=-0.5\lt 0\),直线从左向右下降;与 \(y\) 轴交于 \((0,4)\),在正半轴。画个草图:从左上方的第二象限下来,穿过 \((0,4)\),经过第一象限,在 \((8,0)\) 穿过 \(x\) 轴进入第四象限。不经过第三象限。
与坐标轴的交点:令 \(x=0\),得与 \(y\) 轴的交点 \((0,b)\);令 \(y=0\),解 \(kx+b=0\),得与 \(x\) 轴的交点 \(\left(-\tfrac bk,0\right)\)。例如直线 \(y=-\tfrac12 x+2\) 与 \(x\) 轴交于 \((4,0)\)。
例 1 是“由解析式画直线”;反过来,知道直线上两个点,也能求出解析式。一次函数有 \(k\)、\(b\) 两个未知的系数,需要两个条件:
像这样先设出解析式、再由条件确定其中未知系数的方法,叫作待定系数法。正比例函数只有一个 \(k\),一个非原点的点就够了。
例 3(示范)
一次函数的图象经过点 \((1,1)\) 和 \((3,-3)\)。求这个一次函数的解析式。
没说过原点,设 \(y=kx+b\)(\(k\ne 0\))。
两个点的坐标代进去,得到关于 \(k\)、\(b\) 的二元一次方程组。
回头看:两个点横坐标相同时(比如 \((2,1)\) 和 \((2,5)\)),过它们的是一条竖直的直线,它不是函数的图象,也就求不出 \(k\)、\(b\)。“动手”② 里可以试试。
自己试试:一次函数的图象经过 \((0,-2)\) 和 \((3,4)\),它的解析式是?
B。由 \((0,-2)\) 得 \(b=-2\);再代 \((3,4)\):\(3k-2=4\),\(k=2\)。C 是没有“过原点”的条件却设成了 \(y=kx\),只用了一个点;A 把 \(k\)、\(b\) 弄反了;D 把 \(4\) 当成了 \(b\)。
在y=kx+b中,取x₁<x₂。先不画图,算两函数值之差,结果还含b吗?据此说明增减性为什么只看k。
在直线 \(y=kx+b\) 上任取两点,横坐标 \(x_1\lt x_2\)。两个函数值的差 \((kx_2+b)-(kx_1+b)=k(x_2-x_1)\),\(b\) 正好消掉了。\(x_2-x_1\gt 0\),所以差的符号和 \(k\) 相同:\(k\gt 0\) 时后一个大,\(k\lt 0\) 时后一个小。
两直线k相同、b不同,位置是什么关系?|k|较大的直线,函数值一定更大吗?试举一个反例。
k相同而b不同,两条直线平行。|k|大只说明同样横向变化时纵向变化更大;如x=1时,y=2x−10的值为−8,小于y=x的值1,不能用陡缓判断函数值大小。
金圈在 \(y\) 轴上,拖它改变 \(b\);绿圈在 \(x=1\) 的竖线上,拖它改变 \(k\)(绿圈的纵坐标是 \(k+b\))。红线是直线 \(y=kx+b\),灰色虚线是直线 \(y=kx\)。点一下圆圈后也可以用方向键。
拖动点 \(P\)、\(Q\)(只停在格点上),看由这两个点求出的解析式。试试让两个点上下对齐、左右对齐,会发生什么?
先选一条直线,再拖动 \(x\) 轴上的两个圆点,定出 \(x\) 的范围。红色的一段是这部分图象,\(y\) 轴上的绿色一段是对应的 \(y\) 的范围。
原滑块用于观察;这里要自己算、自己落点。图只显示你的点和你选点画出的直线,不用曲线插值,也不把有限个点都正确当作一般证明。
换函数/方法会重置本任务。x取−6至6内的整数或半单位,y及落点限−6至6;纵横每大格均为1单位,窗口外仍有图象。数值只用0–9及+ - . /,可写有符号整数、至多3位小数、p/q(整数分子绝对值≤10000,分母1至1000);不收表达式、内部空白或科学记数。
先核表,再选表中第几行,自行输入图上坐标并落点。也可点格子或用方向键移动游标(每步1/4单位),回车取游标坐标;三分之一等点请用分数输入精确定位。游标不是已描点。
图象已知为直线,故可用两点定线(两点横坐标必须不同);多点列表用于核算、观察和复查,不能证明所有实数位置都满足。
核表中代入运算、图上横纵位置和刻度;确认两点横坐标不同,过点画整条直线并向窗口外延伸。与y轴交点令x=0,与x轴交点令y=0。一般结论依据本节已知图象为直线,不把有限点当作证明。开放文字未自动判对。
仅本页内存和主动保存的本机文件,不写入原答题账本,不认证纸笔或同伴经历。
从易到难排好了。卡住时先展开提示。
1. 正比例函数 \(y=-3x\) 的图象经过哪些象限?
C。\(k=-3\lt 0\),过原点的直线从左向右下降,经过第二、第四象限。比如 \((-1,3)\) 在第二象限,\((1,-3)\) 在第四象限。
2. 直线 \(y=2x+6\) 与 \(x\) 轴、\(y\) 轴的交点分别是?
A。令 \(y=0\):\(2x+6=0\),\(x=-3\);令 \(x=0\):\(y=6\)。B 把两个交点对调了(翻车现场 ③);C 解方程时符号错了。
3. 一次函数 \(y=(k-2)x+3\) 中,\(y\) 随 \(x\) 的增大而减小,则 \(k\) 的取值范围是?
增减只看 \(x\) 的系数 \(k-2\),和常数 \(3\) 无关。
B。\(x\) 的系数 \(k-2\lt 0\),得 \(k\lt 2\)。A 是把减小当成了增大;C 把常数项扯了进来;D 是只看字母 \(k\),没看 \(x\) 的系数是 \(k-2\)。
4. 把直线 \(y=-2x+5\) 向下平移 \(3\) 个单位长度,得到的直线是?
向下平移,每个函数值都减少 \(3\)。
A。\(y=-2x+5-3=-2x+2\)。B 方向反了(翻车现场 ②);C 改了 \(k\);D 是把常数项直接换成了 \(-3\)。
5. 点 \((-1,y_1)\)、\((3,y_2)\) 都在直线 \(y=-x+b\) 上(\(b\) 是常数),则 \(y_1\) 与 \(y_2\) 的大小关系是?
不知道 \(b\) 也能比:\(k=-1\),\(y\) 随 \(x\) 怎样变?
A。\(k=-1\lt 0\),\(y\) 随 \(x\) 的增大而减小;\(-1\lt 3\),所以 \(y_1\gt y_2\)。验算:\(y_1-y_2=(1+b)-(-3+b)=4\gt 0\),\(b\) 消掉了,所以 D 不对。
6. 一次函数的图象经过 \((-1,5)\) 和 \((2,-1)\)。这条直线与两条坐标轴围成的三角形面积是多少?
用待定系数法:\(\begin{cases}-k+b=5,\\ 2k+b=-1.\end{cases}\)
三角形的两条直角边,就是两个交点到原点的距离。
A。两式相减:\(3k=-6\),\(k=-2\),\(b=3\),\(y=-2x+3\)。与 \(y\) 轴交于 \((0,3)\),与 \(x\) 轴交于 \(\left(\tfrac32,0\right)\)。面积 \(=\tfrac12\times\tfrac32\times 3=\tfrac94\)。B 是忘了乘 \(\tfrac12\);C 是把与 \(x\) 轴交点的横坐标 \(\tfrac32\) 当成了面积;D 是把点 \((2,-1)\) 当成了与 \(x\) 轴的交点,算成 \(\tfrac12\times 2\times 3\)。
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一次函数的图象和性质是中考的常客:填一个满足条件的 \(k\) 或 \(b\)、判断增减和象限、用待定系数法求解析式。
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