9年级下册数学 3.2 一次函数(二) 逐字稿-3,364字
师:同学们,在上一节我们复习了一次函数的概念、图像及其性质,也涉及到了一次函数的一些相关应用。今天这节课,我们将进一步深入探究一次函数在实际问题当中的应用。首先请同学们来看例一:小明从家出发,沿一条直道跑步,经过一段时间,原路返回,刚好在第16分钟回到家中。设小明出发第t分钟时,速度为v米/分钟,离家的距离为s米。v与t之间的函数关系如图所示,图中的空心圈表示不包含这一点。
第一问,小明出发第二分钟时离家的距离为多少米?大家思考一下。
我们仔细观察函数图像,它的横纵坐标所表示的变量,一个是时间,一个是速度。横坐标轴表示时间,我们找到第二分钟时对应的纵坐标速度是100米/分。这样我们就有两个量,时间2分钟和速度100米每分钟。根据s = vt,就能得出此时小明出发离家第二分钟时距离为200米。在解决第一问的过程中,我们还能发现,通过这样的推理,能得到小明离家第5分钟时、第16分钟时所走的路程。这里希望同学们认真关注函数图像的自变量和因变量,此处函数图像的自变量是时间,因变量是速度。
接着看第二小问,当t在2分钟和5分钟之间时,求s与t之间的函数表达式。对应图像可以发现,从第二分钟到第5分钟,横坐标是2 - 5,纵轴对应的数值是160米/分。从2 - 5分钟速度是一个常数,结合路程、速度、时间的数量关系,可以推测s是t的一次函数。从实际意义理解,此时从第二分钟到第五分钟所走的路程,是在前面已走的第二分钟时200米的基础上累加,因为s表示的是离家的距离。所以可以得到这样一个表达式:s = 200 + 160×(t - 2)。
刚才我们说前两分钟已经走了200米,在离家200米距离的基础上再走,后面三分钟速度一直保持160米每分,所用时间是t - 2,这样就形成了关于s与t的函数表达式。当然,也有同学说可以借助待定系数法来解决这个问题。如果用待定系数法,先设s与t的一次函数一般形式,这就需要两组对应的点代入。一个是时间等于第二分钟时,离家距离是200米,虽然这个点在这一段函数中不取到,是空心,但在解决函数图像问题中有帮助,这个点是(2, 200)。还有一个点是第5分钟时离家的距离,根据对题目实际意义的理解,第五分钟时是后3分钟以160米/分又走的路程,加上前面离家的距离200米,算出第5分钟时离家的距离是680米。
把这两组值代入待定系数法的一次函数一般表达式,就能求得s与t的函数表达式为s = 160t - 120。
接着看第三问,要求画出s与t之间的函数图像。题目提供的是v与t之间的函数图像,而现在要画s与t函数之间的图像,怎么画呢?从实际意义理解,小明从家出发,沿直道跑步,经过一段时间原路返回,显然画出来的s从家出发,即从0开始,然后经过一段时间后原路返回,去的路程和回来的路程相等,第16分钟回到家中。但小明从家出发沿直道跑步过程中速度不一样,分了三段,前两分钟保持100米每分,后面紧接3分钟保持160米每分,接着后面11分钟保持80米每分。由于速度不均匀,从0出发到最远点再返回,不是简单的两条线段图像。
要根据不同时间段对应的不同速度来表示s与t之间的函数图像。首先第一段是第0分钟到第二分钟所刻画的s与t之间函数图像。第二段,有同学会想最远处的点s到底等于多少。所以画这部分图像前要先算出小明离家的最远距离。
有同学觉得这个最远距离难算,没告诉第几分钟距离家最远,但题目告诉了三段的速度以及16分钟返回,我们可以算出小明离家到返回所走的总路程。在第一问和第二问基础上,算出第二分钟到5分钟走的路程,再算5分钟到16分钟走的路程,三段路程相加就是总路程,除以2就能得到小明离家的最远距离。
看图像,这部分图像在第6.25分钟时达到离家最远距离780米。780米是通过计算总路程除以2得到的,6.25分钟是根据780米这个路程推算出来的。第五分钟时离家距离是680米,之后又走了100米,是按80米每分的速度走的,100米所花时间是1.25分钟,加上前面已走的5分钟,所以第6.25分钟时离家最远是780米。这一段图像是一条线段,前面从0到2是一条一次函数的线段,从2到5也是一条一次函数图像对应的线段。