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19.1.1变量与函数
变量、常量的概念
在一个变化过程中,我们称数值发生变化的量为变量.数值保持不变的量叫做常量.
注意:一般地,常量是不发生变化的量,变量是发生变化的量,这些都是针对某个变
化过程而言的.例如, ,速度60千米/时是常量,时间 和里程 为变量.
题型1:变量与常量
1.圆的周长公式是 C=2πr ,那么在这个公式中,关于变量和常量的说法正确的
是( )
A.2是常量, B.π 、r是变量
C.2、π是常量, D.r是变量
C.2是常量,r是变量
【答案】B
【解析】【解答】解:圆的周长计算公式是c=2πr,C和r是变量,2、π是常量.
故答案为:B.
【分析】常量是固定不变的量,变量是变化的量,据此判断.
【变式1-1】设路程s,速度v,时间t,在关系式s=vt中,说法正确的是( )
A.当s一定时,v是变量,t是变量
B.当v一定时,t是常量,s是变量
C.当t一定时,t、s是常量,v是变量
D.当t一定时,s是常量,v是变量
【答案】A
【解析】【解答】解:A、当s一定时,s是常量,v、t是变量,故原题说法正确;
B、当v一定时,v是常量,t、s是变量,故原题说法错误;
C、当t一定时,t是常量,s,v是变量,故原题说法错误;
D、当t一定时,t是常量,v、s是变量,故原题说法错误.故答案为:A.
【分析】常量是固定不变的量,而变量是变化的量,据此判断.
【变式1-2】一本笔记本5元,买x本共付y元,则常量和变量分别是( )
A.常量:5;变量:x B.常量:5;变量:y
C.常量:5;变量:x,y D.常量:x,y;变量:5
【答案】C
【解析】【解答】解:一本笔记本5元,买x本共付y元,则5是常量,x、y是变量.
故答案为:C.
【分析】由题意可得:付的钱数y随着买的本数x的变化而变化,笔记本的单价为固
定值,据此判断.
【变式1-3】分析并指出下列关系中的变量与常量:
(1)球的表面积S cm2与球的半径R cm的关系式是S=4πR2;
(2)以固定的速度v 米/秒向上抛一个小球,小球的高度h米与小球运动的时间t秒
0
之间的关系式是h=v t﹣4.9t2;
0
(3)一物体自高处自由落下,这个物体运动的距离h m与它下落的时间t s的关系
1
式是h= gt2(其中g取9.8m/s2);
2
(4)已知橙子每千克的售价是1.8元,则购买数量W千克与所付款x元之间的关系
式是x=1.8W.
【答案】解:(1)球的表面积S cm2与球的半径R cm的关系式是S=4πR2,其中,常量
是4π,变量是S,R;
(2)以固定的速度v 米/秒向上抛一个小球, 小球的高度h米与小球运动的时间t秒
0
之间的关系式是h=v t﹣4.9t2,常量是v,4.9,变量是h,t;
0 0
(3)一物体自高处自由落下,这个物体运动的距离h m与它下落的时间t s的关系式是
1 1
h= gt2(其中g取9.8m/s2)其中常量是 g,变量是h,t;
2 2
(4)已知橙子每千克的售价是1.8元,则购买数量W千克与所付款x元之间的关系式
是x=1.8W,常量是1.8,变量是x,w.
【解析】【分析】根据变量和常量的定义:在一个变化的过程中,数值发生变化的量
称为变量;数值始终不变的量称为常量可直接得到答案
题型2:因变量和自变量
2.对于关系式y=3x+5,下列说法:①x是自变量,y是因变量;②x的数值可以
任意选择;③y是变量,它的值与x无关;④这个关系式表示的变量之间的关系不能
用图象表示;⑤y与x的关系还可以用表格和图象表示,其中正确的是( )
A.①②③ B.①②④ C.①③⑤ D.①②⑤【答案】D
【解析】【解答】解:①x是自变量,y是因变量,正确;
②x的数值可以任意选择,正确;
③y是变量,y随x的变化而变化,故原说法错误;
④根据函数的三种表示形式,可知用关系式表示的能用图象表示,故原说法错误;
⑤y与x的关系还可以用列表法和图象法表示,正确.
故答案为:D.
【分析】根据自变量、因变量的概念可判断①;根据关系式可得y随x的变化而变
化,据此判断②③;根据函数的表示方法可判断④⑤.
【变式2-1】某居民小区电费标准为0.55元/千瓦时,收取的电费y(元)和所用电量x
(千瓦时)之间的关系式为y=0.55x,则下列说法正确的是( )
A.x是自变量,0.55是因变量 B.0.55是自变量,x是因变量
C.x是自变量,y是因变量 D.y是自变量,x是因变量
【答案】C
【解析】【解答】解:A、x是自变量,0.55是常量,故不符合题意;
B、0.55是常量,x是自变量,故不符合题意;
C、x是自变量,y是因变量,符合题意;
D、x是自变量,y是因变量,故不符合题意.
故答案为:C.
【分析】根据自变量和因变量的定义求解即可。
【变式2-2】圆柱的高是6cm,当圆柱的底面半径r由小到大变化时,圆柱的体积V也
随之发生变化.在这个变化过程中,常量是 ,自变量是 ,因变
量是 .
【答案】6;底面半径r;圆柱的体积V
【解析】【解答】解:当圆柱的底面半径r由小到大变化时,圆柱的体积V也随之发生
变化,在这个变化过程中,常量是6,自变量为底面半径r,因变量为圆柱的体积V.
故答案为:6,底面半径r,圆柱的体积V.
【分析】在变化过程中,圆柱的高为6cm始终没有发生变化,体积V随着底面半径r
的变化而变化,据此解答.
【变式2-3】一次试验中,小明把一根弹簧的上端固定,在其下端悬挂砝码,下面是测
得的弹簧长度y(cm)与所挂砝码的质量x(g)的一组对应值:
x(g) 0 1 2 3 4 5
y(cm) 18 20 22 24 26 28(1)表中反映了哪两个变量之间的关系?哪个是自变量?哪个是因变量?
(2)弹簧的原长是多少?当所挂砝码质量为3g时,弹簧的长度是多少?
(3)砝码质量每增加1g,弹簧的长度增加多少厘米?
【答案】解:(1)上表反映了弹簧长度与所挂砝码质量之间的关系;其中所挂砝码质
量是自变量,弹簧长度是因变量;
(2)因为不挂砝码时的弹簧长度即为弹簧的原长,所以弹簧的原长是18cm;
当所挂物体重量为3g时,弹簧长24cm;
(3)根据上表可知,砝码质量每增加1g,弹簧的长度增加2cm.
【解析】【分析】(1)因为表中的数据主要涉及到弹簧的长度和所挂物体的质量,所
以反映了所挂物体的质量和弹簧的长度之间的关系,所挂物体的质量是自变量;弹簧
的长度是因变量;
(2)由表可知,当物体的质量为0g时,弹簧的长度即弹簧的原长是18cm;当物体的
质量为3g时,弹簧的长度是24cm;
(3)由表中的数据可知,x=0时,y=18;x=1时,y=20,则砝码质量每增加1g,弹簧
的长度增加2cm.
函数的定义
一般地,在一个变化过程中. 如果有两个变量 与 ,并且对于 的每一个确定的
值, 都有唯一确定的值与其对应,那么我们就说 是自变量, 是 的函数.
注意:对于函数的定义,应从以下几个方面去理解:
(1)函数的实质,揭示了两个变量之间的对应关系;
(2)对于自变量 的取值,必须要使代数式有实际意义;
(3)判断两个变量之间是否有函数关系,要看对于 允许取的每一个值, 是否都
有唯一确定的值与它相对应.
(4)两个函数是同一函数至少具备两个条件:
①函数关系式相同(或变形后相同);
②自变量 的取值范围相同.
否则,就不是相同的函数.而其中函数关系式相同与否比较容易注意到,自变量 的取值
范围有时容易忽视,这点应注意.
题型3:函数的概念
3.如图,有一个球形容器,小海在往容器里注水的过程中发现,水面的高度h、水
面的面积S及注水量V是三个变量.下列有四种说法:①S是V的函数;②V是S的
函数;③h是S的函数;④S是h的函数.其中所有正确结论的序号是( )A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
【答案】B
【解析】【解答】①:由题意可知,对于注水量 V 的每一个数值,水面的面积S都有
唯一值与之对应,所以V是自变量,S是因变量,所以S是V的函数,符合题意;
②:由题意可知,对于水面的面积S的每一个数值,注水量V的值不一定唯一,所以
V不是S的函数,不符合题意;
③:由题意可知,对于水面的面积S的每一个数值,水面的高度h的值不一定唯一,
所以h不是S的函数,不符合题意;
④:由题意可知,对于水面的高度h的每一个数值,水面的面积S都有唯一值与之对
应,h是自变量,S是因变量,所以S是h的函数,符合题意;
所以正确的的序号有①④,
故答案为:B.
【分析】根据 水面的高度h、水面的面积S及注水量V是三个变量 ,再结合图形求解
即可。
【变式3-1】下列关于变量x,y的关系,其中y不是x的函数的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】【解答】解:A、对于x的每一个确定的值,y都有唯一确定的值与其对应,
所以y是x的函数,此项不符题意;
B、对于x的每一个确定的值,y都有唯一确定的值与其对应,所以y是x的函数,此项不符题意;
C、对于x的每一个确定的值,y都有唯一确定的值与其对应,所以y是x的函数,此
项不符题意;
D、当x=3时,有两个y的值与其对应,所以y不是x的函数,此项符合题意.
故答案为:D.
【分析】对于两个变量x和y,如果每给定x的一个确定值,y都有唯一一个确定的值
与其对应,那么我们就说y是x的函数,据此判断.
【变式3-2】下列关系式:①x-3x=4;②s=3.5t;③y=-2x;④y=5x-3;⑤C= 2πr;
⑥y2=-2x.其中是函数关系的有( )
A.①⑥ B.②③④⑤ C.④⑥ D.①②
【答案】B
【解析】【解答】解:①中含有一个变量,不是函数关系;②③④⑤符合函数的概
念;⑥中给定一个负数x,有两个y值与之对应,不是函数.
故答案为:B.
【分析】在一个变化过程中,假设有两个变量x、y,如果对于任意一个x都有唯一确
定的一个y和它对应,那么就称y是x的函数,据此判断.
【变式3-3】下列关系中,不是函数的是( ).
x+1
A.y= B.y=-x2+2x
3
C.y=9 √x (x≥0) D.y=±x2
【答案】D
【解析】【解答】解:A、B、C符合函数的概念,而D中给定一个x值,有两个y值
与其对应,故不是函数.
故答案为:D.
【分析】在一个变化过程中,假设有两个变量x、y,如果对于任意一个x都有唯一确
定的一个y和它对应,那么就称y是x的函数,据此判断.
题型4:函数概念与基础图像识别
4.下列图象中, y 不是 x 的函数的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C【解析】【解答】解:根据函数定义,如果在某变化过程中,有两个变量x、y,并且
对于x在某个范围内的每一个确定的值,按照对应法则,y都有唯一确定的值和它对
应,而C中的y的值不具有唯一性,所以不是函数关系.
故答案为:C.
【分析】在一个变化过程中,假设有两个变量x、y,如果对于任意一个x都有唯一确
定的一个y和它对应,那么就称y是x的函数,据此判断.
【变式4-1】如图所示图象表示的两个变量间的关系中,y不是x的函数的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】【解答】解:A、此图象中的y是x的函数,故A不符合题意;
B、此图象中的y是x的函数,故B不符合题意;
C、此图象中的y是x的函数,故C不符合题意;
D、此图象中的y不是x的函数,故D符合题意;
故答案为:D.
【分析】一般地,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都有惟一确定的值与其对应,观察函数图象,可得到y不是x的函数图象的选
项.
【变式4-2】下列图象中,表示y是x的函数的个数有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】B【解析】【解答】解:属于函数的有
故y是x的函数的个数有2个,
故答案为:B.
【分析】根据函数的定义逐项判断即可。
【变式4-3】下列图形中的曲线不能表示 y 是 x 的函数的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】【解答】解:由函数的定义,可知B选项中,一个 x 值,有两个 y 值与之
对应,不符合函数定义,
故答案为:B.
【分析】设在某变化过程中有两个变量x、y,如果对于x在某一范围内的每一个确定
的值,y都有唯一确定的值与它对应,那么就称y是x的函数,据此判断.
自变量取值范围的确定
使函数有意义的自变量的取值的全体实数叫自变量的取值范围.
注意:自变量的取值范围的确定方法:
首先,要考虑自变量的取值必须使解析式有意义:
(1)当解析式是整式时,自变量的取值范围是全体实数;
(2)当解析式是分式时,自变量的取值范围是使分母不为零的实数;(3)当解析式是二次根式时,自变量的取值范围是使被开方数不小于零的实数;
(4)当解析式中含有零指数幂或负整数指数幂时,自变量的取值应使相应的底数不
为零;
(5)当解析式表示实际问题时,自变量的取值必须使实际问题有意义.
题型5:自变量的取值范围
5.下列函数中,自变量的取值范围选取错误的是( )
1
A.y=2x2中,x取全体实数 B.y= 中,x取x≠-1的实数
x+1
1
C.y=√x-2中,x取x≥2的实数 D.y= 中,x取x≥-3的实数
√x-3
【答案】D
【解析】【解答】解:A、y=2x2中,x取全体实数,此项正确;
B、∵x+1≠0,即x≠-1,
1
∴y= 中,x取x≠-1的实数,此项正确;
x+1
C、∵x-2≥0,
∴x≥2,
∴y=√x-2中,x取x≥2的实数,此项正确;
D、∵x-3≥0,且x-3≠0,
∴x>3,
1
∴y= 中,x取x>3的实数,此项错误.
√x-3
故答案为:D.
【分析】A、二次函数的自变量取一切实数,据此解答即可;
B、根据分式有意义的条件:分母不为0,据此判断即可;
C、二次根式有意义的条件:被开方数为非负数,据此判断即可;
D、根据分式有意义的条件及二次根式有意义的条件进行判断即可.
1
【变式5-1】.函数 y= +(x-2) 0 的自变量 x 的取值范围是( )
√x+1
A.x≥-1 B.x>2
C.x>-1 且 x≠2 D.x≠-1 且 x≠2
【答案】C
1
【解析】【解答】解:函数 y= +(x-2) 0 的自变量 x 的取值范围是:
√x+1
x+1>0 且 x-2≠0 ,
解得: x>-1 且 x≠2 ,故答案为:C.
【分析】利用含自变量的式子含有分式,则分母不等于0,二次根式有意义,则被开方
数是非负数,任何不等于0的数的零次幂,可建立关于x的不等式组,然后求出不等
式组的解集.
√2-x
【变式5-2】求函数y= 自变量x的取值范围.
2x-3
{2-x≥0
【答案】解:根据题意得: ,
2x-3≠0
3
解得:x≤2且x≠
2
【解析】【分析】根据二次根式的性质和分式的意义,被开方数大于或等于0,分母不
等于0,可以求出x的范围.
【变式5-3】求下列函数中自变量的取值范围.
-5
①y= ②y= √2x-1 .
2x-1
【答案】解:①根据题意得,2x﹣1≠0,
1
解得x≠ ;
2
②根据题意得,2x﹣1≥0,
1
解得x≥
2
【解析】【分析】①根据分母不等于0列式进行计算即可得解;②根据被开方数大于等
于0列式计算即可得解.
1
【变式5-4】求下列函数中自变量x的取值范围.y=√x-2+ ;
x-3
{x-2≥0
【答案】解:根据题意得: ,
x-3≠0
解得:x≥2且x≠3;
【解析】【分析】根据二次根式的性质和分式的意义,被开方数大于或等于0,分母不
等于0,可以求出x的范围;
函数值
是 的函数,如果当 = 时 = ,那么 叫做当自变量为 时的函数值.
注意:对于每个确定的自变量值,函数值是唯一的,但反过来,可以不唯一,即一个
函数值对应的自变量可以是多个.比如: 中,当函数值为4时,自变量 的值为±2.
题型6:函数值的定义6.已知一次函数y=ax-3,当x=1时,y=7,当x=-2时,求y的值.
【答案】解:根据题意得: a-3=7 ,
∴a=10 ,
∴一次函数解析式为 y=10x-3 ,
∴当x=-2时,y=10 × (-2)-3=-23 ,
∴y 的值为-23.
【解析】【分析】将x=1、y=7代入可得a-3=7,求出a的值,据此可得一次函数的解析
式,然后将x=-2代入求解就可得到y的值.
5
【变式6-1】当自变量x取何值时,函数y= x+1与y=5x+17的值相等?这个函数值
2
是多少?
{ 5 { 32
y= x+1 x=-
【答案】解:由题意得 2 ,解得 5 ,
y=5x+17 y=-15
32 5
当x=﹣ 时,函数y= x+1与y=5x+17的值相等,这个函数值是﹣15
5 2
【解析】【分析】根据函数值相等,自变量相等,可得方程组,根据解方程组,可得
答案.
【变式6-2】某地海拔高度h与温度T的关系可用T=21-6h来表示(其中温度单位为℃,
海拔高度单位为km),则该地区某海拔高度为2 000 m的山顶上的温度为 ( )
A.9 ℃ B.7 ℃ C.6 ℃ D.3 ℃
【答案】A
【解析】【解答】解:2000米=2千米,
T=21-6h=21-6×2=9℃.
故答案为:A.
【分析】2000米=2千米,然后将h=2代入T=21-6h中进行计算即可.
2x-1
【变式6-3】已知函数y= 中,当x=a时的函数值为1,试求a的值.
x+2
2x-1
【答案】解:函数y= 中,当x=a时的函数值为1,
x+2
2a-1
=1 ,
a+2
两边都乘以(a+2)得
2a﹣1=a+2
解得a=3.
【解析】【分析】根据函数值与自变量的关系是一一对应的,代入函数值,可得自变量的值.
【变式6-4】当x=2及x=﹣3时,分别求出下列函数的函数值:
(1)y=(x+1)(x﹣2);
x+2
(2)y= .
x-1
【答案】解:(1)当x=2时,y=(x+1)(x﹣2)=(2+1)(2﹣2)=0,
当x=﹣3时,y=(x+1)(x﹣2)=(﹣3+1)(﹣3﹣2)=10;
x+2 2+2
(2)当x=2时,y= = =4,
x-1 2-1
x+2 -3+2 1
当x=﹣3时,y= = = .
x-1 -3-1 4
【解析】【分析】(1)把x=2和x=﹣3分别代入函数y=(x+1)(x﹣2)计算即可求
解;
x+2
(2)把x=2及x=﹣3分别代入函数y= 计算即可求解.
x-1
题型7:构建简单函数(几何图形)
7.如图,在靠墙(墙长8m)的地方围建一个矩形的养鸡场,另外三边用栅栏围
成,如果栅栏总长为32m,求鸡场的一边y(m)与另一边x(m)的函数关系式,并
求出自变量的取值范围.
【答案】解:(1)根据题意得:鸡场的长y(m)与宽x(m)有
y+2x=32:即y=-2x+32;(2)题中有8>y>0,-2x+32≤8
∴x≥12
又y>x
-2x+35>x,解得x<16
则自变量的取值范围为故答案为: 12≤x<16.
【解析】【分析】根据长方形的面积公式和围成的长方形仅有三边,找到函数关系解答
即可
【变式7-1】如图,正方形ABCD的边长为2,P为DC上的点(不与C,D点重合).
设线段DP的长为x,求梯形ABCP的面积y关于x的函数关系式,并写出自变量x的
取值范围.【答案】解:梯形ABCP的面积y关于x的函数关系式:y=﹣x+4(0<x<2)
【解析】【分析】根据梯形的面积可得函数关系式,
【变式7-2】如图,等腰直角三角形ABC的直角边长与正方形MNPQ的边长均为
10cm,AC与MN在同一直线上,开始时A点与M点重合,让△ABC向右运动,最后
A点与N点重合.试写出重叠部分的面积y cm2与MA的长度x cm之间的关系式,并
指出其中的常量与变量.
【答案】解:由题意知,开始时A点与M点重合, 让正方形MNPQ向左运动,两图
形重合的长度为AM=x,
∵∠BAC=45°,
1 1 1
∴S = ×AM×h= AM2= x2,
阴影 2 2 2
1
则y= x2,0<x≤10,
2
其中的常量为等腰直角三角形ABC的直角边长与正方形MNPQ的边长均为10cm,变
量为重叠部分的面积y与MA的长度x.
【解析】【分析】根据图形及题意所述可得出重叠部分是等腰直角三角形,从而根据
MA的长度可得出y与x的关系.再根据变量和常量的定义:在一个变化的过程中,数
值发生变化的量称为变量;数值始终不变的量称为常量可得答案.
【变式7-3】圆柱的底面半径是2cm,当圆柱的高h(cm)由大到小变化时,圆柱的体
积V(cm3)随之发生变化.
(1)在这个变化过程中,自变量和因变量各是什么?
(2)在这个变化过程中,写出圆柱的体积为V与高h之间的关系式?
(3)当h由5cm变化到10cm时,V是怎样变化的?
(4)当h=7cm时,v的值等于多少?【答案】解:(1)自变量是圆柱的高,因变量是圆柱的体积;
(2)体积V与高h之间的关系式V=4πh;
(3)当h=5cm时,V=20πcm3;
当h=10cm时,V=40πcm3.
当h越来越大时,V也越来越大;
(4)当h=7cm时,V=4π×7=28πcm3.
【解析】【分析】(1)根据函数的定义,可得答案;
(2)根据圆柱的体积公式,可得答案;
(3)根据一次函数的性质,可得答案;
(4)根据自变量的值,可得相应的函数值.
题型8:构建记得函数(实际问题)
8.物体从高处自由下落的高度h(m)与物体下落的时间t(s)之间的函数关系式是:h=
1
gt2(g表示重力加速度,g取9.8m/s2).某人发现头顶上空490m处有一炸弹自由下
2
落,其地面杀伤半径为50m,此人发现后,立即以6m/s的速度逃离,那么此人有无危
险?
【答案】解:无危险,
1
当h=490时,490= ×9.8×t2,解得:t=10秒,
2
此时人跑的路程为:6×10=60米>50米,
所以此人无危险.
【解析】【分析】由题意把h=490代入已知的解析式计算可求出时间t的值,再计算此
时人跑的路程与地面的杀伤半径50cm比较大小即可判断求解。
【变式8-1】为了增强居民的节水意识,某城区水价执行“阶梯式”计费,每月应缴水
费y(元)与用水量x(t)之间的函数关系如图所示.若某用户去年5月缴水费18.05元,求
该用户当月用水量.【答案】解:当x≥8时,设y=kx+b,
{ 8k+b=15.2
将点(8,15.2),(11,23.75)代入可得: , ,
11k+b=23.75
{k=2.85
解得: , ,
b=-7.6
故y=2.85x-7.6,
由题意得,2.85x-7.6=18.05,
解得:x=9,即该用户该月用水9吨.
【解析】【分析】由题意知,用水量在8吨内费用为15.2元,而某用户5月份费用为
18.05元,所以可知用水量超过8吨。可设y=kx+b,由图知直线过点(8,15.2),
(11,23.75),把这两个点的坐标代入解析式可得关于k、b的方程组,解方程组可得
y与x之间的函数关系,再把y=18.05代入所求的解析式即可求解。
【变式8-2】希望中学学生从2021年12月份开始每周喝营养牛奶,单价为2元/盒,总
价y元随营养牛奶盒数x变化.指出其中的常量与变量,自变量与函数,并写出表示
函数与自变量关系的式子.
【答案】解:由题意得:
y=2x,
常量是2,变量是x、y,
x是自变量,y是x的函数
【解析】【分析】根据总价=单价×数量,可得函数关系式.
【变式8-3】一根80厘米的弹簧,一端固定,如果另一端挂上物体,那么在正常情况下
物体的质量每增加1千克可使弹簧增长2厘米
(1)写出弹簧总长度y(厘米)与所挂物体的质量x(千克)之间的数量关系.
(2)若在这根弹簧上挂上某一物体后,弹簧总长为96厘米,求所挂物体的质量?
【答案】解:(1)弹簧的总长度等于弹簧挂重物伸长的长度加弹簧的长度,得
y=2x+80,
(2)当y=96时,2x+80=96,
解得x=8,
答:所挂重物的质量是8千克.
【解析】【分析】(1)根据弹簧的总长度等于弹簧挂重物伸长的长度加弹簧的长度,可得函数解析式;
(2)根据函数值,可得相应自变量的值.