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专题19.4 函数的图象(知识梳理与考点分类讲解)
【知识点一】函数的图象
1. 函数的图象:
一般地,对于一个函数,如果把自变量与函数的每对对应值分别作为点的横、纵坐标,那
么坐标平面内由这些点组成的图象,就是这个函数的图象.
2. 画函数图象的一般步骤:
(1)列表:表中给出一些自变量的值及其对应的函数值.
(2)描点:在直角坐标系中,以自变量的值为横坐标,相应的函数值为纵坐标,描出表格中数值对应的
各点.
(3)连线:按照横坐标由小到大的顺序,把所描出的各点用平滑的曲线连接起来.
特别提醒:函数的图象可以是直线、射线、线段,也可以是曲线,甚至可以是不连续的点.
【知识点二】函数的识别方法
对于函数的定义,两个变量是前提,它们的对应关系是基础.必须明确:两个变量之间的对
应关系,即一个自变量值对应一个函数值,也可以是两个或多个不同的自变量值对应一个函数
值,但绝不能是一个自变量值对应两个不相同的函数值.
【知识点三】利用函数的图象获取信息
根据图像读取信息时,要把握以下三个方面:
1. 横、纵轴的意义,以及横、纵轴分别表示的量;
2.关于图象上的某个点,可以过该点分别向横、纵轴作垂线来求得该点的坐标;
3.在实际问题中,要注意图象与横、纵轴的交点代表的具体含义.
【知识点四】利用函数的图象解决实际问题
对于已知的函数图象,要弄清楚函数图象上点的意义,对于实际问题,要正确理解图象的横、
纵坐标表示的意义,以及横、纵坐标的单位图象的变化趋势等,从而表达所反映的实际意义.
【知识点四】分段函数的应用方法
自变量在不同的范围内取值时,函数y和自变量x有不同的对应关系,这种函数称为分段函
数.解决分段函数的有关问题的关键是要弄清自变量的取值范围,选择合适的解析式解决问题.【考点目录】
【考点1】函数图象的识别; 【考点2】从函数图象获取信息;
【考点3】画函数的图象; 【考点4】函数图象中的动点问题;
【考点5】函数图象中的分段函数;
【考点1】函数图象的识别;
【例1】下列各情景分别可以用哪幅图来近似地刻画?
(1)一杯越晾越凉的水(水温与时间的关系);
(2)一面冉冉上升的旗子(高度与时间的关系);
(3)足球守门员大脚开出去的球(高度与时间的关系);
(4)匀速行驶的汽车(速度与时间的关系).
【答案】(1)C;(2)D;(3)A;(4)B
【分析】确定两个变量之间的变化情况,逐次分析即可求解.
解:(1)一杯越晾越凉的水(水温与时间的关系),温度逐步减小到环境温度,故可以用图象C刻画;
(2)一面冉冉上升的旗子(高度与时间的关系),旗帜的高度逐步增加到一定的高度,故可以
用D刻画;
(3)足球守门员大脚开出去的球(高度与时间的关系),球的高度逐步增加然后落地,故可以
用A来刻画;
(4)匀速行驶的汽车(速度与时间的关系),汽车的速度不变,故可以用B来刻画.
【点拨】主要考查了函数图象的读图能力,弄清楚变量之间变化关系是解题的关键.
【变式1】有一块长方形菜园 ,一边利用足够长的墙,另三边用长度为 的笍色目成,设
长方形的长 为 ,宽 为 ,则下列函数四象能反映 与 关系的是( )A. B. C. D.
【答案】A
【分析】本题考查了函数图象,根据菜园三边的和为 ,进而可得 ( ),进
而可求解,理解题目中的数量关系,得出 与 关系式是解题的关键.
解:根据题意得: ,
即: ( ),
函数图象能反映 与 关系的是A,
故选A.
【变式2】小明和小英一起去上学.小明觉得要迟到了,就跑步上学,一会跑累了,便走着到学校;
小英开始走着,后来也跑了起来,直到在校门口赶上了小明,问:如图四幅图像中,第 幅描述了小
明的行为(填序号).【答案】②
【分析】根据题意可得小明先跑后走,速度先快后慢,结合图象逐个进行分析即可.
解:①随着时间推移,路程没有变化,则速度为0,不符合题意;
②由图可知,速度先快后慢,符合题意;
③随着时间推移,路程均匀变大,则速度没有发生变化,不符合题意;
④由图可知,速度先慢后快,不符合题意;
故答案为:②.
【点拨】本题主要考查了从函数图像获取信息的能力,熟练运用数形结合思想是解本题的关键.
【考点2】从函数图象获取信息;
【例2】如图1,某校机器人兴趣小组在长方形水池 边上进行机器人测试.机器人从点B处
出发,按图中箭头所示的方向,依次匀速走完下列三条线路:线段 ,线段 ,线段 ,到点A处停
止.如果机器人所在的位置用点P表示,那么 的面积 与机器人出发后的时间t(分钟)之间的
关系图像如图2所示.
(1)请求出长方形 的长和宽;
(2)当 时,求S与t之间的关系式;
(3)若沿途在某处让机器人原地做了 分钟的其他性能测试,然后重新出发,前后速度保持不变,
请你求出机器人停下来做其他性能测试时,已行走了的路程.【答案】(1)长是 ,宽是 ;(2) ;(3)
【分析】本题主要考查了从函数图象获取信息,列函数关系式:
(1)根据函数图象可得到 ,再根据在 上运动时, 的面积为 ,结合三角形面
积公式得到 ,据此即可求出答案;
(2)根据(1)所求可得机器人的速度为每分钟走 ,则 ,再根据三角形面积公式求解即
可;
(3)根据题意可求出a的值,进而根据路程等于速度乘以时间求出答案.
(1)解:观察图像可知,机器人从B点走到C点用了3分钟,从C点走到走到D点用了6分钟
∵机器人是匀速运动
∴ ,
又从图像可知,
∴ ,
∴长方形 的长是 ,宽是 .
(2)解:由(1)可知,机器人3分钟走了 的路程,
∴机器人的速度为每分钟走 ,
∴ ,
∴当 时,S与t之间的关系式为:
(3)解:由题意可得
∴机器人停下来做其他性能测试时,已行走了的路程为: .
【变式1】如图,将一个圆柱形无盖小烧杯放置在一个圆柱形无盖大烧杯底部,杯底厚度忽略不计.
已知大烧杯的底面半径是小烧杯的底面半径的2倍,现向小烧杯内匀速加水,当大烧杯内的水面高度与小
烧杯顶部齐平时,就停止加水.在加水的过程中,小烧杯、大烧杯内水面的高度差 随加水时间 变化的
图象可能是( )A. B. C. D.
【答案】C
【分析】本题考查了函数的图象.正确理解函数图象横纵坐标表示的意义,理解问题的过程,能够通
过图象得到函数是随自变量的增大,知道函数值是增大还是减小.根据题意判断出小烧杯、大烧杯的液面
高度 随时间 的变化情况即可.
解: 大烧杯的底面半径是小烧杯的底面半径的2倍,
小烧杯的容积是大烧杯与小烧杯顶部齐平时下部容积的 ,
注满小烧杯的所需时间是大烧杯下部注水时间的 ,
小烧杯、大烧杯内水面的高度差 随加水时间 变化的图象可能是选项C.
故选:C
【变式2】甲、乙两个工程组同时挖掘成渝高铁某段隧道,两组每天挖掘长度均保持不变,合作一段
时间后,乙组因维修设备而停工,甲组单独完成了剩下的任务,甲、乙两组挖掘的长度之和 与甲组
挖掘时间x(天)之间的关系如图所示,则甲组挖掘的总长度比乙组挖掘的总长度多 .
【答案】
【分析】本题主要考查了从函数图象获取信息,根据甲组单独工作时30天的时间一共挖掘90米,求
出甲每天挖掘的长度,进而求出甲组挖掘的总长度,再求出乙组挖掘的总长度即可得到答案.解:由题意得,甲组单独每天可挖掘 ,
∴甲组一共挖掘了 ,
∴乙组一共挖掘了 ,
∴甲组挖掘的总长度比乙组挖掘的总长度多 ,
故答案为: .
【考点3】画函数的图象;
【例3】在同一直角坐标系中画下列函数的图象:
(1) . (2) . (3) .
【答案】(1)见分析;(2)见分析;(3)见分析.
【分析】(1)先列表,再描点,再进行连线即可;
(2)先列表,再描点,再进行连线即可;
(3)先列表,再描点,再进行连线即可.
(1)解: ,
列表得:
x 0 1 2
y 0
函数图象如图所示;
(2)解: ,
列表得:
x 0 1
y 0 4 8
函数图象如图所示;
(3)解: ,
列表得:x 0 1 2
y 6 3 0
函数图象如图所示;
【点拨】本题考查了绘制函数图象,根据列表、描点和连线的步骤进行绘制即可.
【变式1】函数 的图像大致是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据画图像的基本步骤,画图判断即可.
解:∵函数 的图像大致是
,
故选C.
【点拨】本题考查了图像的画法,熟练掌握画图像的基本步骤是解题的关键.
【变式2】李玲用“描点法”画二次函数 的图象时,列了如下表格,根据表格上的信息回答问题:该二次函数 当 时, .
【答案】1
【分析】观察表格中的x,y值,找到对称点确定对称轴,在找x=3的对称点的y值,即可求出
解:由上表可知函数图象经过点(0,-2)和点(2,-2),
∴对称轴为x= =1,
∴当x=-1时的函数值等于当x=3时的函数值,
∵当x=-1时,y=1,
∴当x=3时,y=1.
故答案为1.
【点拨】本题考查了二次函数的图像性质,利用表格找到二次函数的对称点是解决本题的关键,另外
本题也可以求出二次函数解析式,然后求值
【考点4】函数图象中的动点问题;
【例4】如图①,在矩形 中,点 从 边的中点 出发,沿着 匀速运动,速度为
每秒 个单位长度,到达点 后停止运动,点 是 上的点, ,设 的面积为 ,点 运动的
时间为 秒, 与 的函数关系如图②所示.
(1)图①中 , ,图②中 .
(2)点 在运动过程中,将矩形沿 所在直线折叠,则 为何值时,折叠后顶点 的对应点 落在
矩形的 边上?
【答案】(1) , , ;(2) 或
【分析】(1)根据函数图象由 时, ,得出 , ,则 时,,当 时,点 在 处, 的面积;
(2)分点在 边上, 落在 边上时,点 在 边上时,根据折叠的性质以及勾股定理进行计
算即可求解.
(1)解: 点 从 边的中点 出发,速度为每秒 个单位长度,
,
由图象得: 时, ,
, ,
时, ,
当 时,点 在 处, 的面积 ,
故答案为: , , ;
(2)①当点 在 边上, 落在 边上时,连接 ,如图所示:
由折叠的性质得: ,
,
,
,
,
,
在 中,由勾股定理得: ,
又 ,
,解得: ;
②当点 在 边上时,如图,, ,
四边形 是矩形,
, , ,
由折叠的性质得, , , ,
,
,
在 中, , ,
由勾股定理得, ,
解得 .
综上,当 为 或 时,折叠后顶点 的对应点 落在矩形的一边上.
【点拨】本题考查了动点问题的函数图象,矩形的性质,勾股定理与折叠问题,数形结合是解题的关
键.
【变式1】如图(1),点P是 边上一动点,沿 的路径移动,设点P经过的
路径长为x, 的面积是y,图(2)是点P运动时y随x变化的关系图象,则 与 间的距离是
( )
A.5 B.4 C. D.
【答案】A
【分析】根据点P运动,可得 ,再根据三角形的面积公式可得出结
论.解:根据点P运动,可得 ,
设 与 间的距离是d,
当点P在 上时, ,
解得 ,
故选:A.
【点拨】本题主要考查动点问题的函数图象,根据点P运动和三角形的面积变化得出线段长度是解题
关键.
【变式2】已知动点P以每秒 的速度沿图甲的边框按从 的路径移动,
相应的 的面积 与时间t(秒)之间的关系如图乙中的图象所示.其中 .则 .
【答案】17
【分析】根据路程 速度 时间算出 、 、 、 ,从而得到 ,即可得到答案;
解:动点P在 上运动时,对应的时间为0到4秒,得: ;
动点P在 上运动时,对应的时间为4到6秒,得: ;
动点P在 上运动时,对应的时间为6到9秒,得: ,
∵ ,
∴ ,
∴ 上运动时间为: 秒,
∵ ,
∴ 上运动时间为: 秒,
∴ ,
故答案为: .【点拨】本题考查函数图象的性质,解题的关键是看懂函数图象结合路程 速度 时间进行计算.
【考点5】函数图象中的分段函数;
【例5】在长方形ABCD中,AB=3,BC=4,动点P从点A开始按A→B→C→D的方向运动到点D.
如图,设动点P所经过的路程为x,△APD的面积为y.(当点P与点A或D重合时,y=0)
(1)写出y与x之间的函数表达式;
(2)画出此函数的图像.
【答案】见分析.
【分析】(1)分以下三种情况:点P在AB上运动、点P在BC上运动、点P在CD上运动,分别根据
三角形的面积公式可得;
(2)根据(1)中函数关系式即可得,点P在边AB,BC,CD上运动时所对应的y与x之间的函数表达
式不相同,故应分段求出相应的函数表达式.
解:①当点P在边AB上运动,即0≤x<3时,
y= ×4x=2x;
②当点P在边BC上运动,即3≤x<7时,
y= ×4×3=6;
③当点P在边CD上运动,即7≤x≤10时,
y= ×4(10-x)=-2x+20.
所以y与x之间的函数表达式为:y=
(2)函数图象如图所示.【点拨】本题考查了分段函数在动态几何中的运用,体现了数学中的分类讨论思想和数形结合思想.根
据点P在边AB,BC,CD上运动时所对应的y与x之间的函数表达式不相同,分段求出相应的函数表达式,
再画出相应的函数图象.
【变式1】如图,在矩形 中, , ,动点 沿折线 从点 开始运动到点 .
设运动的路程为 , 的面积为 ,那么 与 之间的函数关系的图象大致是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】由题意当 时, ,当 时, ,由此即可判断.
解:由题意当 时, ,
当 时, ,
故选D.【点拨】本题考查动点问题的函数图象,解题的关键是理解题意,学会用分类讨论是扇形思考问题.
【变式2】如图,长方形 中, , ,点 从点 出发,沿长方形 的边做逆
时针运动,设点 运动的距离为 , 的面积为 ,如果 ,那么 关于 的函数关系式是
.
【答案】
【分析】找出当5<x<8时,点P的位置,根据AB、AD的长度可找出PC的长度,再根据三角形的面
积公式即可找出y关于x的函数关系式.
解:当5<x<8时,点P在线段BC上,PC=8-x,
∴y= PC•AB=- x+20.
故答案为:y=- x+20.
【点拨】本题考查了函数关系式,找出当5<x<8时点P的位置是解题的关键.