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二元一次方程与一次函数,一元一次不等式的结合

itomcoil 2025-02-10 12:46 23 浏览


提要

学习一次函数与一次方程(组),一次不等式之间的关系要明确用一次函数解一元一次方程,就是求直线与x轴的交点坐标,用一次函数解一元一次不等式,就是求函数y>0或y<0的取值范围;用一次函数解二元一次方程组,就是求两条直线的交点坐标。

知识全解

一.一次函数与一元一次方程的关系

当一次函数y=kx+b (k≠0)中的函数值为0时,可得0=kx+b,即kx+b=0,这在形式上变成了x的一元一次方程,也就是说,当一次函数y=kx+b (k≠0)的函数值为0时,相应的自变量的值即为kx+b=0的解;若从图象上来看,则可看作函数y=kx+b (k≠0)与x轴的交点的横坐标即为方程kx+b=0解。可从两个角度来感受一元一次方程与一次函数的关系:一是从函数值的角度考虑,解这个方程就是寻求自变量为何值时函数值为0;二是从函数图象的角度考虑,解这个方程就是确定直线y=kx+b与x轴的交点的横坐标。

二.一次函数与一元一次不等式

(1)由于任何一元一次不等式都可以转化为ax+b>0或ax+b<0(a,b为常数,a≠0)的形式,所以解一元一次不等式可以看作:当一次函数的值大于0(或小于0)时,求相应的自变量的取值范围

(2)而己知函数值y>0(或y<0),求自变量x的取值范围,其实质就是解不等式kx+b>0(或kx+b<0)。若用函数图象解不等式kx+b>0(或kx+b<0),就是求函数图象在x轴上方(或下方)时所对应的横坐标。

(3) 一元一次不等式y1≤kx+b≤y2(y1,y2都是已知数,且y1

三、一次函数与二元一次方程(组)

一次函数的解析式y=kx+ b(k≠0)本身就是一个二元一次方程,直线y=kx+ b(k≠0)上有无数个点,每个点的横纵坐标都是满足二元一次方程y=kx+ b(k≠0),因此一次方程的解有无数个。每个二元一次方程组都对应两个一次函数,即两条直线,从“数”的角度看,相当于考虑当自变量为何值时两个函数的值相等,以及这个函数值是多少;从“形”的角度看,相当于确定两条直线y=kx+b与y=mx+n的交点坐标。

方法点拨

类型1 一次函数与一元一次方程的关系

例1 甲,乙两个工程队分别同时开挖两段河渠,所挖河渠的长度y(m)与挖掘时间x(h)之间的关系如下图所示,根据图象所提供的信息解答下列问题


(1)乙队开挖到30m时,用了___h。开挖6h时,甲队比乙队多挖了___m。

_m.

(2)求出:①甲队在0≤x≤6的时段内,y与x之间的函数关系式;②乙队在2≤x≤6的时段内,y与x之间的函数关系式

(3)当x为何值时,甲、乙两队在施工过程中所挖河渠的长度相等?

【分析】(1)可以通过图象直接求解

(2) 由于甲队在0≤x≤6的时段内,图像是一条射线,且经过点(6,60),即x=6,y=60是一次函数的一组解,乙队在2≤x≤6的时段内,图象是一条线段,且经过(2,30)和(6,60),即x=2,y=30和X=6,y=60是一次函数的两组解,从而可以求解。

(3)依题意可以列出一元一次方程求解。

【解答】(1)观察图象可知乙队开挖到30m时,用了2h,开挖6h时,甲队比乙队多挖了60-50=10 (m)

设甲队在0≤x≤6的时段内y于x之间的函数关系式为y=k1x,由图可知,函数图象过点(6.60),所以60=6k1,解得k1=10,即甲队在0≤x≤6的时段内y与x之间的函数关系式为y=10x。

设乙队在2≤x≤6的时段内y与x之间的函数关系式为y=k2x+b,由图可知,函数图象过点(2,30)和(6,60),所以30=2k2+b和50=6k2+b,解得k2 =5,b=20,即乙队在2≤x≤6的时段内y与x之间的函数关系式为y=5x+20。

(3)由题意得10x=5x+20,解得x=4,即当x为4时,甲、乙两队所挖的河渠长度相等。

【方法总结】本题考查了一次函数的应用,施工距离、速度、时间三者之间的关系,待定系数法求函数解析式,列方程解应用题,综合性较强,但难度不大,读懂图象信息是解题的关键。

类型2 一次函数与一元一次不等式的关系

例2 直线y1=x+b与y2=kx-1相交于点P,点P的横坐标为-1,则关于x的不等式x+b>kx-1的解集在数轴上表示正确的是()


【分析】观察函数图豫,与x> -1时,函数y=x+b的图象部在y=kx-1的图象上方,所以不等式x+b>kx-1的解集为x> -1,然后根据用数轴表示不等式解集的方法方法对各选项进行判断即可

【解答】当x>-1时,x+b>kx-1,即不等式x+b>kx-1的解集为x>-1。

故选A

【方法总结】利用图象解不等式实质就是求取相应函数值时自变量的取值范围。

例3 某办公用品销售商店推出两种优惠方法:①购1个书包,赠送1支水性笔;②购书包和水性笔一律按九折优惠,书包每个定价20元,水性笔每支定价5元。小丽和同学需要买4个书包,水性笔若干(不少于4支)。

(1)分别写山两种优惠方法购买费用y(元)与所买水性笔支数x(支)之间的函数关系式。

(2)对x的取值情况进行分析,说明按哪种优惠方法购买比较便宜。

(3)小丽和同学需买这种书包4个和水性笔12支,请你设计最经济的购买方案。

【分析】 正确理解提要并列出函数和不等式是解答此题的关键。

(1)优惠方法①需要的费用为(x-4)×5+20×4=50x+60;优惠方法②购买需要费用为(5x+20×4)×0.9=4.5x+72

(2)分三种情况加以讨论

(3)直接计算利用优惠方法①所需费用与利用优惠方法②所需费用,再比较结果即可。

【解答】(1)设按优惠方法①购买需用y1元,按优惠方法②购买需用y2元

y1=(x-4)×5+20×4=50x+60

y2=(5x+20×4)×0.9=4.5x+72

(2)设y1>y2,即50x+60>4.5x+72

∴x>24。

∴当x为大于24的整数时,选择优惠方法②

设y1=y2,∴x=24时,选择优惠方法均①②均可

∴当4≤x<24且为整数时,选择优惠方法①

(3)因为需要购买4个书包和12支水性笔,而12<24

购买方案一:用优惠方法①购买,需5x+60=5×12+60=120(元)

购买方案二:采用两种购买方式,用优惠方法①购买4个书包,

需要4×20 =80(元),同时获赠4支水性笔;

用优惠方法②购买8支水性笔,需要8×5×90%=36(元)

共需80+36=116(元),显然116<120

∴最佳购买方案如下;用优惠方法①购买4个书包,获赠4支水性笔;再用优惠方法②购买8支水性笔。

【方法总结】本题考查了用一次函数和不等式解决实际问题,这类问题一是要结合题目给出的条件或生活经验定义函数关系式,正确理解题意列出函数和不等式;二是利用所学的数学知识进行最佳方案的判断。

类型3 一次函数与二元一次方程(组)的关系

例4 如图所示,某地区对某种药品的需求量y1(万件),供应量y2(万件)与价格x(元/件)分别近似满足下列函数关系式:y1=-x+70,y2=2x-38。需求量为0时,即停止供应。当y1=y2时,该药品的价格称为稳定价格,需求量称为稳定需求量。

(1)求该药品的稳定价格与稳定需求量

(2)价格在什么范围内时,该药品的需求量低于供应量?

(3) 由于该地区突发疫情,政府部门决定对药品供应方提供价格补贴以提高供应量。根据调查统计,需将稳定需求量增加6万件,政府应对每件药品提供多少元补贴,才能使供应量等于需求量。

【分析】(1)由题意知当y1=y2时,该药品的价格称为稳定价格,需求量称为稳定需求最,即把y1= -x+70,y2=2x-38联立方程组求解

(2)求该药品的需求量低于供应量时的价格范围,从图象上看就是求交点右侧部分所对应的自变量x的取值范围

(3)正确理解题意是关键,通过联立方程组求解稳定需求量增加6万件,即 y1=34+6=40(万件);供应量等于需求量,即y1=y2

【解答】(1)由题可得


当y1=y2时,即-x+70=2x-38

∴3x=108,

∴x=36

当x=36时,y1=y2=34,所以该药品的稳定价格为36元/件,稳定需求量为34 万件

(2)令y1=0,得x= 70,由图象可知,当药品每件价格大于36元小于70元时,该药品的需求量低于供应量。

(3)设政府对该药品每件价格补贴a元,则有

所以政府部门对该药品每件应补贴9元

【方法总结】解决问题的关键是把数学模型与实际问题紧密联系起来。要注意函数图象所表示的实际意义,同时要注意数形结合思想的应用。利用函数图象解决实 际问题,注意“数”与“形”的结合,建立良好的知识联系,注重对图象的研究。本题以药品供应量及需求为背景,综合考查了一次函数与方程组的关系,全面考查了综合运用知识,分析并解决问题的能力。

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