文/孫德萍
一次函數(shù)是初中數(shù)學(xué)中一個(gè)基礎(chǔ)且重要的模型。其中,一次函數(shù)的應(yīng)用常借助函數(shù)圖像獲取信息,用數(shù)形結(jié)合思想解決函數(shù)、方程、不等式等綜合運(yùn)用的問題。同學(xué)們只有學(xué)會(huì)讀圖,才能領(lǐng)略函數(shù)中更美麗的“風(fēng)景”。
例1一輛貨車和一輛轎車先后從甲地出發(fā),沿一條筆直的公路勻速開往乙地。圖1 中的線段OA和線段BC分別表示貨車和轎車離甲地的距離y(km)與貨車出發(fā)時(shí)間x(h)之間的函數(shù)關(guān)系。
圖1
(1)轎車出發(fā)時(shí),兩車相距_____km;
(2)若轎車比貨車提前0.6小時(shí)到達(dá)乙地,求線段BC對(duì)應(yīng)的函數(shù)表達(dá)式及a的值;
(3)若轎車出發(fā)1.6h后,與貨車的距離小于12km,寫出轎車速度v的取值范圍。
【分析】橫軸表示貨車出發(fā)的時(shí)間,縱軸表示它們離甲地(出發(fā)地)的距離。除此之外,我們還要讀懂圖中三個(gè)已知數(shù)據(jù),即300km,5h,1.4h 所表示的實(shí)際意義。
解:(1)由圖像可知A(5,300),可得貨車速度是300÷5=60(km/h)。所以轎車出發(fā)時(shí),兩車相距60×1.4=84(km)。
(2)由題意可知C(4.4,300),設(shè)線段BC對(duì)應(yīng)的函數(shù)表達(dá)式為y=kx+b。
將C(4.4,300)、B(1.4,0)代入,
所以線段BC對(duì)應(yīng)的函數(shù)表達(dá)式為y=100x-140。
由圖像可知,a小時(shí)轎車追上貨車,所以100a-140=60a。解得a=3.5。
(3)由題意可知,
解得105<v<120。所以轎車速度v的取值范圍是105<v<120。
【小貼士】如何求圖像中交點(diǎn)的坐標(biāo)呢?既可以基于兩個(gè)函數(shù)表達(dá)式建立方程組進(jìn)行求解,也可以直接理解實(shí)際意義,利用算術(shù)方法求解。
例2甲、乙兩地相距40km,一輛慢車和一輛快車先后從甲地出發(fā)沿同一直道勻速前往乙地。慢車先出發(fā),行駛一段時(shí)間后停車休息,待快車追上后立即以原速度勻速行駛,直至到達(dá)乙地??燔嚤嚷囃?0min 出發(fā),始終保持勻速行駛,且比慢車提前到達(dá)乙地。兩車之間的距離y(單位:km)與慢車的行駛時(shí)間x(單位:min)之間的部分函數(shù)圖像如圖2 所示。請(qǐng)結(jié)合圖像解決下面的問題:
圖2
(1)慢車的速度為________km/min,快車的速度為________km/min;
(2)請(qǐng)根據(jù)題意補(bǔ)全圖像。
【分析】橫軸表示慢車行駛的時(shí)間,縱軸表示兩車之間的距離。圖中有三個(gè)關(guān)鍵的點(diǎn),即點(diǎn)A(20,10)、B(30,5)、C。后面的圖像還有兩個(gè)關(guān)鍵的點(diǎn),分別是快車到達(dá)乙地和慢車到達(dá)乙地。
解:(1)慢車20min 行駛10km,故慢車的速度為10÷20=0.5(km/min);快車的速度為(30×0.5-5)÷(30-20)=1(km/min)。
(2)補(bǔ)全圖像如圖3。
圖3
【小貼士】對(duì)于一次函數(shù)應(yīng)用中的行程問題,我們可以畫線性示意圖來理解題意,將所給的函數(shù)圖像與其表示的實(shí)際意義聯(lián)系起來,弄清每一階段中的路程、速度和時(shí)間,分析運(yùn)動(dòng)狀態(tài),理解折線中各關(guān)鍵點(diǎn)的實(shí)際意義,從中得到正確的信息,從而分析和解決問題。