5.7 用二元一次方程组确定一次函数表达式
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1.能利用二元一次方程组确定一次函数的表达式.(难点)
一、情境导入
在某地,人们发现某种蟋蟀1分钟所叫次数与当地温度之间近似满足一次函数关系.下面是蟋蟀所叫次数与温度变化情况对照表:
蟋蟀所叫次数
…
84
98
119
…
温度(℃)
…
15
17
20
…
(1)你能根据表中数据确定该一次函数的关系式吗?
(2)如果蟋蟀1分钟叫了63次,那么该地当时的温度约为多少摄氏度?
二、合作探究
探究点一:利用二元一次方程组确定一次函数的表达式
已知直线l1经过点A(0,3)及点B(3,0),l2经过点M(1,2)及点N(-2,-3).求l1、l2的交点坐标.
解析:先用待定系数法确定l1、l2的表达式,再列方程组求解.
解:设直线l1的方程为y=k1x+b1,则解得
故有l1:y=-x+3,即x+y=3.①
设直线l2的方程为y=k2x+b2,则
解得
故有l2:y=x+,即5x-3y+1=0.②
由①②得方程组解得
故直线l1、l2的交点坐标是(1,2).
方法总结:先用待定系数法求出两条直线的表达式,再把它们组成二元一次方程组求解.也可以用图象法解题,但代数法要比图象法解题准确.
探究点二:利用二元一次方程组与一次函数解决实际问题
A,B两地相距100千米,甲、乙两人骑车同时分别从A,B两地相向而行,假设他们都保持匀速行驶,则他们各自与A地的距离s(千米)都是时间t(时)的一次函数,已知1小时后乙距离A地80千米,2小时后甲距离A地30千米.问甲、乙两人出发后多长时间相遇.
解析:甲、乙两人相遇时,他们与A地距离相等,结合函数图象经过点坐标(0,0),(2,30),(0,100),(1,80)分别运用待定系数法确定甲、乙的函数表达式.根据函数表达式,构造方程组求解,可得出交点坐标,即是两人出发的相遇时间.
解:根据题意画图,如图.设乙的函数表达式为s=kt+b.把t=0时,s=100;t=1时,s=80代入s=kt+b,联立方程组解得所以s=-20t+100.
设甲的函数表达式为s=mt.
把t=2时,s=30代入s=mt,得m=15,所以s=15t.
联立这两个函数表达式,得解得
因此甲、乙两人出发小时后相遇.
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方法总结:利用二元一次方程(组)与一次函数图象的联系解决实际问题,如果确定交点坐标,那么常用两个函数表达式构造方程组求解.
探究点三:利用二元一次方程组和一次函数解决几何问题
在平面直角坐标系中,直线l1经过点(2,3)和(-1,-3),直线l2经过原点,且与直线l1交于点(-2,a).
(1)试求a的值;
(2)试问(-2,a)可看成是怎样的二元一次方程组的解?
(3)设交点坐标为P,直线l1与y轴交于点A,你能求出△APO的面积吗?试试看.
解析:(1)利用待定系数法先求出直线l1的关系式,因为点(-2,a)为l1和l2的交点,所以把代入直线l1的关系式,可求出a;
(2)要想知道(-2,a)是怎样的二元一次方程组的解,已知(-2,a)是直线l1和直线l2的交点坐标,故需求出直线l2的关系式;
(3)在直角坐标系内画出直线l1的图象,利用三角形面积计算公式,进一步求出△APO面积.
解:(1)设直线l1对应的函数关系式为y=k1x+b.
由题意,得解得故直线l1对应的函数关系式为y=2x-1.又因为点(-2,a)是直线l1和直线l2的交点,所以把代入y=2x-1,得a=2×(-2)-1=-5.
(2)设直线l2对应的函数关系式为y=k2x(因为直线l2过原点).因为(-2,-5)是直线l1和直线l2的交点,故把代入y=k2x,解得k2=.
故直线l2对应的函数关系式为y=x.
故(-2,-5)可看成是二元一次方程组的解.
(3)在平面直角坐标系内画出直线l1,l2的图象如图,可知点A(0,-1),故S△APO=×1×2=1.
方法总结:此题在待定系数法的应用上有所创新,并且把一次函数的图象和三角形面积巧妙地结合起来,既考查了基本知识,又不局限于基本知识.三、板书设计
利用二元一次方程组确定一次函数表达式的一般步骤:
1.用含字母的系数设出一次函数的表达式:y=kx+b(k≠0);
2.将已知条件代入上述表达式中得k,b的二元一次方程组;
3.解这个二元一次方程组得k,b的值,进而得到一次函数的表达式.
通过教学,进一步理解方程与函数的联系,体会知识之间的普遍联系和知识之间的相互转化.通过对本节课的探究,培养学生的观察能力、识图能力以及语言表达能力.
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