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19.2.3 一次函數(shù)與方程、不等式【知識(shí)與技能】1.理解一次函數(shù)與方程、不等式的關(guān)系.2.會(huì)根據(jù)一次函數(shù)的圖象解決一元一次方程、不等式、二元一次方程組的求解問(wèn)題.【過(guò)程與方法】學(xué)習(xí)用函數(shù)的觀點(diǎn)看待方程、不等式,初步感受用全面的觀點(diǎn)處理局部問(wèn)題的思想.【情感態(tài)度】經(jīng)歷方程、不等式與函數(shù)關(guān)系的探究,學(xué)習(xí)用聯(lián)系的觀點(diǎn)看待數(shù)學(xué)問(wèn)題.【教學(xué)重點(diǎn)】一次函數(shù)與方程、不等式關(guān)系的應(yīng)用.【教學(xué)難點(diǎn)】一次函數(shù)與方程、不等式關(guān)系的理解.一、情境導(dǎo)入,初步認(rèn)識(shí)探究:1.解方程2x+20=0.2.在平面直角坐標(biāo)系中畫出一次函數(shù)y=2x+20的圖象.問(wèn)題1 直線y=2x+20與x軸交點(diǎn)橫坐標(biāo)是方程2x+20=0的解嗎?為什么?問(wèn)題2 這兩個(gè)問(wèn)題是同一個(gè)問(wèn)題么?由學(xué)生完成以上任務(wù)的畫圖與思考,教師走入每個(gè)學(xué)習(xí)小組,指導(dǎo)交流與總結(jié),適時(shí)對(duì)學(xué)生的發(fā)言進(jìn)行評(píng)判.【歸納總結(jié)】從“數(shù)”的角度看,方程2x+20=0的解是x=-10;從“形”的角度看,直線y=2x+20與x軸交點(diǎn)的坐標(biāo)是(-10,0),這也說(shuō)明,方程2x+20=0的解是x=-10.由于任何一個(gè)一元一次方程都可以轉(zhuǎn)化為ax+b=0(a,b為常數(shù),a0)的形式,所以解一元一次方程可以轉(zhuǎn)化為:當(dāng)某個(gè)一次函數(shù)的值為0時(shí),求相應(yīng)自變量的值,從圖象上看,這相當(dāng)于已知直線y=ax+b,確定它與x軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)的值.二、思考探究,獲取新知問(wèn)題1 一個(gè)物體現(xiàn)在的速度是5m/s,其速度每秒增加2m/s,再過(guò)幾秒它的速度為17m/s?思考:(1)本題的相等關(guān)系是什么?(2)設(shè)再過(guò)x秒物體速度為17m/s,能否列出方程?(3)如果速度用y表示,那么能否列出函數(shù)關(guān)系式?(4)上面不同的解法各有何特點(diǎn)?解法1 設(shè)再過(guò)x秒物體速度為17m/s.由題意可知:2x+5=17,解得x=6.解法2 速度y(m/s)是時(shí)間x(s)的函數(shù),關(guān)系式為y=2x+5.當(dāng)函數(shù)值為17時(shí),對(duì)應(yīng)的自變量x值可得2x+5=17.求得x=6.解法3 由2x+5=17可變形得到2x-12=0. 從圖象上看,直線y=2x-12與x軸的交點(diǎn)為(6,0).故x=6.問(wèn)題2 1.解不等式5x+63x+10.【思考】不等式5x+63x+10可以轉(zhuǎn)化為ax+b0的形式嗎?所有的不等式是否都可以轉(zhuǎn)化成這種形式呢?2.當(dāng)自變量x為何值時(shí)函數(shù)y=2x-4的值大于0?【思考】上述兩個(gè)問(wèn)題是同一個(gè)問(wèn)題嗎?3.問(wèn)題2能用一次函數(shù)圖象說(shuō)明嗎?【教學(xué)說(shuō)明】引導(dǎo)學(xué)生解不等式后思考問(wèn)題,并師生共同歸納:(1)在問(wèn)題1中,不等式5x+63x+10可以轉(zhuǎn)化為2x-40,解這個(gè)不等式得x2.(2)解問(wèn)題2就是要不等式2x-40,得出x2時(shí)函數(shù)y=2x-4的值大于0.因此它們是同一問(wèn)題.(3)如圖,函數(shù)y=2x-4與x軸的交點(diǎn)為(2,0),且這個(gè)函數(shù)的y隨著x的增大而增大,故要求當(dāng)函數(shù)y=2x-4的值大于0時(shí)的自變量的值,只需在圖中找出當(dāng)函數(shù)圖象在x軸上方時(shí)的x的值即可,由圖可知,當(dāng)x2時(shí),函數(shù)y=2x-4的值大于0. 問(wèn)題3 試用一次函數(shù)圖象法求解從中總結(jié)你的體會(huì).【歸納總結(jié)】上面的方程組可以轉(zhuǎn)化為其本質(zhì)是求當(dāng)x為何值時(shí),兩個(gè)一次函數(shù)的y值相等,它反映在圖象上,就是求直線與y=2x-1的交點(diǎn)坐標(biāo).三、典例精析,掌握新知例1 若直線y=kx+6與兩坐標(biāo)軸所圍成的三角形面積是24,求常數(shù)k的值是多少?【分析】(1)一次函數(shù)的圖象與兩坐標(biāo)軸圍成的圖形是直角三角形,兩條直角邊的長(zhǎng)分別是圖象與x軸的交點(diǎn)的橫坐標(biāo)的絕對(duì)值和與y軸的交點(diǎn)的縱坐標(biāo)的絕對(duì)值.(2)確定圖象與兩條坐標(biāo)軸的交點(diǎn)坐標(biāo)可以通過(guò)令x=0和y=0解方程求得.解:設(shè)直線y=kx+6與x軸和y軸分別交于點(diǎn)A、B.令y=0,得x=-;令x=0,得y=6.A(-,0),B(0,6),|OA|=|-|,|OB|=6.S=OAOB=|-|6=24.|k|=.k=.【教學(xué)說(shuō)明】教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生利用一次函數(shù)解析式和方程的關(guān)系先得出直線與兩個(gè)坐標(biāo)軸的交點(diǎn),再借助直線y=kx+6與兩坐標(biāo)軸所圍成的三角形面積是24來(lái)構(gòu)造方程.例2 已知一次函數(shù)y=kx+b的圖象如圖所示,求(1)當(dāng)x為何值時(shí),kx+b0;(2)當(dāng)x為何值時(shí),kx+b=0;(3)當(dāng)x為何值時(shí),kx+b0.解:(1)當(dāng)x3時(shí),kx+b0;(2)當(dāng)x=3時(shí),kx+b=0;(3)當(dāng)x3時(shí),kx+b0. 【教學(xué)說(shuō)明】尋找kx+b0的解集,實(shí)際上就是尋找當(dāng)x為何值時(shí),一次函數(shù)y=kx+b的圖象在x軸的上方;尋找kx+b0的解集,實(shí)際上就是尋找x為何值時(shí),一次函數(shù)y=kx+b的圖象在x軸的下方.例3 用作圖象的方法解方程組【分析】首先將兩個(gè)方程分別寫成一次函數(shù)的形式,然后在直角坐標(biāo)系中作出它們的圖象,觀察得出兩直線的交點(diǎn)坐標(biāo),從而得出方程組的解.解:由x+y=3,可得y=3-x.由3x-y=5,可得y=3x-5.在同一直角坐標(biāo)系內(nèi)作出一次函數(shù)y=3-x的圖象l1和y=3x-5的圖象l2,如圖所示,觀察圖象得l1、l2的交點(diǎn)坐標(biāo)為P(2,1).所以,方程組的解是四、運(yùn)用新知,深化理解1.如圖,已知直線y=kx-3經(jīng)過(guò)點(diǎn)M,求此直線與x軸、y軸交點(diǎn)坐標(biāo).【分析】要求此直線與x軸、y軸的交點(diǎn)坐標(biāo),就需確定這條直線對(duì)應(yīng)的函數(shù)解析式,即確定直線y=kx-3中的k,這由直線過(guò)點(diǎn)M(-2,1)求得.2.用畫函數(shù)圖象的方法解不等式3x+22x+1.【分析】本題可以把原不等式的兩邊分別看作一次函數(shù),也可以先化簡(jiǎn)將其看作一個(gè)一次函數(shù),然后畫出函數(shù)圖象求解.3.已知如圖所示,直線l1:y=2x-4與x軸交于點(diǎn)A,直線l2:y=-3x+1與x軸交于點(diǎn)B,且直線l1與l2相交于點(diǎn)P,求APB的面積.【分析】顯然本題易求A點(diǎn)與B點(diǎn)的坐標(biāo),這樣很容易求出線段AB的長(zhǎng)度,則本題的關(guān)鍵就是求出點(diǎn)P的坐標(biāo),進(jìn)而把點(diǎn)P的坐標(biāo)轉(zhuǎn)化為點(diǎn)P到線段AB的距離,求點(diǎn)P的坐標(biāo)的方法就是聯(lián)立l1和l2所表示的方程,建立成二元一次方程組,求解即可.【教學(xué)說(shuō)明】下列問(wèn)題有一定綜合性,教師提示思路,由學(xué)生分組討論求解.【答案】1.解:由圖象可知,點(diǎn)M(-2,1)在直線y=kx-3上,-2k-3=1,解得k=-2.此直線的解析式為y=-2x-3.當(dāng)y=0時(shí),可得x=-,直線與x軸交于(-,0).當(dāng)x=0時(shí),可得y=-3,直線與y軸交于(0,-3).2.解法一:將原不等式的兩邊分別看作兩個(gè)一次函數(shù),畫出直線y=3x+2和直線y=2x+1的圖象,如圖1,由圖象可以看出它們的交點(diǎn)的橫坐標(biāo)為-1,當(dāng)x-1時(shí),直線y=3x+2在直線y=2x+1的上方,即不等式3x+22x+1的解集為x-1. 圖1 圖2解法二:原不等式也可以化為x+10,畫出y=x+1的圖象,如圖2,可以看出當(dāng)x-1時(shí)這條直線上的點(diǎn)在x軸的上方,即y=x+10,所以不等式的解集為x-1.3.解:l1:y=2x-4,令y=0,x=2,則A(2,0)l2:y=-3x+1,令y=0,x=,則B(,0),則AB=,解得P(1,-2),則點(diǎn)P到直線AB的距離為2. SAPB=2=.五、師生互動(dòng),課堂小結(jié)結(jié)合下表總結(jié)一次函數(shù)與一元一次方程的關(guān)系:從數(shù)的角度看:從形的角度看:反思如何由一次函數(shù)圖象求得一元一次不等式的解集.理解一次函數(shù)圖象與二元一次方程組間的關(guān)系.掌握?qǐng)D象法解二元一次方程組的步驟.1.布置作業(yè):
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