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方程(组)、不等式与直线的关系问题浅谈

2020-11-17涂兵

中学课程辅导·教学研究 2020年12期
关键词:一次函数不等式方程

涂兵

摘要:一次函数是八年级下册的内容,是承接函数与函数图像的重要环节。想要把一次函数与方程(组)及不等式联系起来,就需要把它的图像建构,从而轻松解决与方程(组)及不等式的相关问题。

关键词:一次函数;图像;方程;不等式

中图分类号:G633.6文献标识码:A文章编号:1992-7711(2020)06-0123

一次函数是人教版八年级下册第十九章19.2的内容,是承接函数与函数图像的重要环节,是学生第一次接触函数与图像结合的内容、体会数形结合思想。本节内容跨度比较大,需要学生对函数概念有一定理解,对平面直角坐标系的点的坐标表示非常熟悉。

首先说函数。所谓函数,是指在一个变化过程中,如果有两个变量x与y,并且对于x的每一个确定的值,y都有唯一确定的值与其对应,那么y就是x的函数。这里要明确函数的特征:同一个变化过程中的两个变量;一个变量变化,另一个变量也随之变化;一个变量每个确定的值,另一个变量都有唯一确定的值与之对应。其次看点的坐标。平面直角坐标系中,每一个点的坐标是唯一的,都有一个横坐标和一个纵坐标。只要知道一个点的横纵坐标,就一定可以在平面直角坐标系中描绘出来。而函数的图像是通过取一个自变量的值得到一个因变量的值(函数值),以自变量的值作为横坐标、对应的函数值作为纵坐标,从而构成一个点的坐标,然后在平面直角坐标系内表示出来(即描点),形成这个函数的图像。对于函数图像上点的坐标的由来,在今后学习二次函数乃至n次函数图像都有重要意义。

一次函数是特殊函数,在绘制一次函数图像时所有的点汇成了一条直线,从而得出一次函数的图像是一条直线。需要说明的是,一次函数的图像不是人为地画成一条直线,而是所有点自然而然地形成一条直线。我们是通过描出一次函数所有的点,发现它的图像是一条直线,而不是描几个点、用平滑的线连成的。也就是说,所有图像上的点都是取一个自变量的值、通过解析式得到一個因变量的值,构成点的横纵坐标,在平面直角坐标系中描出来的。反过来,图像上点的横纵坐标,是这个一次函数一对自变量和相应因变量的值,满足一次函数解析式。

一次函数图像的由来必须要弄清楚,是重中之重,否则后续一次函数与一元一次方程、二元一次方程(组)、一元一次不等式的关系,根本理不清头绪。既然一次函数的图像是一条直线,根据两点确定一条直线可知,只要有两个点的坐标,连接并延长,就能描绘这个一次函数的图像。可以看出,一次函数的图像比较好画,对我们解决与一次函数有关的问题是非常有利的。下面让我们来见识一次函数图像的妙用。

对于求解二元一次方程组,都可以转化为求两个一次函数图像(即两条直线)交点坐标问题。例如,解方程组2x-y=1与3x-y=1,可以转化为,在平面直角坐标系中,求直线y=2x-1与直线y=3x-1的交点坐标。画出两条直线,发现交点坐标为(0,-1),即原方程组的解为x=0,y=-1。而解方程组2x-y=1与-2x+y=3时,画出两条直线,发现两直线平行,不可能会有交点,即原方程组无解。

有时在解多道方程(组)及不等式时可以一步到位。按要求解答下列问题:(1)解一元一次方程:①2x-4=0,②x+1=0,③2x-4=x+1;(2)解二元一次方程组y=2x-4与y=x+1;(3)解一元一次不等式:①2x-4>0,②x+1>0;③2x-4>x+1;(4)求一元一次不等式组2x-4>0与x+1>0的解集。

这道题看似有四题七小问,但只要把一次函数y=2x-4和一次函数y=x+1的图像画出,解答就成了看图写话。画出一次函数y=2x-4和一次函数y=x+1的图像。对于此题第(1)小题①②可直接根据一次函数图像与x轴的交点横坐标可得①x=2,②x=-1。我们发现第(1)小题③和第(2)小题其实是一样的,答案都与这两条直线的交点坐标(③是求横坐标)有关,立即得出答案:③x=5,(2)x=5,y=6。对于此题第(3)小题①②可直接根据一次函数图像在x轴上方部分的x取值范围得①x>2,②x>-1。对于第(2)小题③,根据直线y=2x-4在直线y=x+1上方自变量的取值范围可得x>5。对于第(4)小题,就是找出一次函数y=2x-4和一次函数y=x+1的图像都在x轴上方部分自变量的取值范围,得x>2。

因此,只要是与一次函数、二元一次方程(组)、一元一次方程、一元一次不等式等有关问题,都可以利用一次函数图像(即直线)来解决。同样地,一次函数(图像)的问题,也可以转化为二元一次方程(组)、一元一次方程、一元一次不等式的问题。

懂得函数图像如何用坐标表示,图像代表的意义是什么,是学习一次函数的基础,通过图像来理解一次函数的性质,联系一元一次方程、一元一次不等式(组)、二元一次方程(组),有效避免了复杂的运算过程,更加直观地感受到时了它们之间的关联,从而使问题简化。学会一次函数图像的应用,对今后的数形结合具有至关重要的作用。数无形不直观,形无数难入微,这就是数形结合的精髓。

(作者单位:江西省南昌二中昌北校区330000)

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