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专题 4.2 一次函数的应用
目录
图象信息题.........................................................................................................................................1
一次函数行程问题.............................................................................................................................4
一次函数方案设计问题.....................................................................................................................8
一次函数最大利润问题...................................................................................................................13
一次函数中动点产生的函数关系问题..........................................................................................16
图象信息题
【例1】在一条笔直的公路上有 、 两地,甲、乙两辆车从 地出发,沿相同的路线匀
速行驶,前往 地,甲车先出发1小时后,乙车才出发,乙车比甲车先到达 地并停留1
小时,再按原路原速返回,途中与甲车相遇,甲车到达 地后停止,两车与 地的距离
(单位: 与乙车行驶的时间 (单位: 之间的函数关系如图,下列说法错误的是
A.乙的速度是
B. 、 两地相距
C.乙出发7.4小时第二次与甲相遇
D.甲从 地出发到达 地需要9小时
【解答】解:由图可知,乙出发时,甲车已行驶 ,
甲车速度是 ,
乙车速度为 ,故 正确,不符合题意;
由图可知,乙出发后 到达 地,、 两地相距 ,故 错误,符合题意;
由图可知,乙出发 小时第二次与甲相遇,
,
解得 ,故 正确,不符合题意;
甲从 地出发到达 地需要 ,故 正确,不符合题意;
故选: .
【变式训练1】甲、乙两车均从 地开往相距 的 地,如图,反映了甲、乙两车的
路程 (单位: 之间的关系,下列结论正确的是
A.甲车的速度为 B.甲乙两车同时从 地出发
C.乙车比甲车提前1小时到 地 D.甲车行驶1.5小时追上乙车
【解答】解:由图可知,甲车的速度为 ,故 错误,不符合题意;
甲车比乙车晚出发 ,故 错误,不符合题意;
乙车比甲车晚 到达 地,故 错误,不符合题意;
乙车速度为 ,
当 甲 车 行 驶 1.5 小 时 , 所 行 路 程 为 , 此 时 乙 车 行 驶 路 程 为
,
甲车行驶1.5小时追上乙车,故 正确,符合题意;
故选: .【变式训练2】有一个装有进水管和出水管的容器,从某时刻开始 内只进水不出水,
在随后的 内既进水又出水,每分钟的进水量和出水量是两个常数,容器内的水量
与时间 之间的关系如图所示,则单开出水管每分钟的出水量为
A. B. C. D.
【解答】解:根据图象,每分钟进水 ,
设每分钟出水 ,
则 ,
解得 ,
故每分钟的出水量为 ,
故选: .
【变式训练3】班级足球联赛上,小杰在 点处得球并开始匀速向 点方向带球,同时小
宇在中场 点以相同的速度向 点方向匀速跑动,已知 ,点 、 、 在同一直
线上,小宇跑到 点后立即转身,以原速 的速度原路匀速向 点方向跑去,途中小杰传
球给小宇,小宇立即转身保持速度不变向 点方向带球进攻,小杰也立即以原速配合小宇
向 点方向匀速跑动,最终小宇在 点完成射门并停止运动,小杰保持原速匀速跑到 点
和小宇击掌庆祝.小宇和小杰之间的距离 (米 与他们运动的时间 (秒 之间的关系如
图所示,下列说法正确的是A.小宇开始出发时的速度为8米 秒
B.球场上 两点的距离为32米
C.小宇射门时,小杰距 点30米
D.第7秒时,小杰与小宇击掌庆祝
【解答】解:设小杰的速度为 ,小宇的速度为 ,则由题意可得:
前3秒 ,3秒后 ,
,
解得: ,
小宇开始出发时的速度为6米秒,
故 错误,不符合题意;
球场上 两点的距离为 (米 ,
故 错误,不符合题意;
小宇射门时,花的时间是 (秒 ,
此时小杰距 点路程为: (米 ,
故 正确,符合题意;
所以击掌庆祝的时间为: (秒 ,
故 错误,不符合题意;
故选: .一次函数行程问题
【例2】如图是甲骑自行车与乙骑摩托车分别从 , 两地向 地 , , 地在同一直
线上)行驶过程中离 地的距离与行驶时间的关系图,请你根据图象回答下列问题:
(1) 点表示的意义是什么?
(2)甲、乙两人在途中行驶的平均速度分别为多少?
(3)直接写出甲乙两人相距 时 的值.
【解答】解:(1)由图象可得 点表示的意义是: 地距离 地比 地距离 地近,近
;
(2)甲的平均速度: ,
乙的平均速度: ;
(3)设甲出发 小时后,甲乙两人相距 ,
①甲在乙前方时,
,
解得: ;
②甲在乙后方时,
,
解得: ;
③当乙已到达 点,甲离 点还剩 时,
,
解得: ,综上所述, 的值为3或 或5
【变式训练1】如图所示为某汽车行驶的路程 与时间 的函数关系图,观察图中
所提供的信息解答下列问题:
(1)汽车在前8分钟内的平均速度是 ;
(2)汽车中途停了 分钟;
(3)当 时,求 与 的函数关系式.
【解答】解:(1)由函数图象,得
.
故答案为: ;
(2)由函数图象,得
汽车在中途停的时间为 (分钟).
故答案为:7分钟;
(3)设 时的解析式为 ,由题意,得
,
解得: ,
.【变式训练2】甲、乙两车从 地驶向 地,并以各自的速度匀速行驶,甲车比乙车早行
驶 ,并且甲车途中休息了 ,如图是甲、乙两车行驶的距离 与时间 的函数
图象.
(1)直接写出 和 的值;
(2)甲车从 地到 地共用多少小时;
(3)当两车相距 时,乙车行驶了多长的时间?
【解答】解:(1)由题意,得
.
,
.
答: , ;
(2)第一种方法:当 时,设 与 之间的函数关系式为 ,由题意,得
,
解得: ,
,
当 时,甲车 与 之间的函数关系式为 ,当 时, ,
解得: ,
甲车共行驶时间是 (小时);
第二种方法: (小时);
(3)设乙车行驶的路程 与时间 之间的解析式为 ,由题意,得
,
解得: ,
.
当 时,
解得: .
当 时,
解得: ,
, ,
答:乙车行驶 小时或 小时,两车恰好相距 .
【变式训练3】甲乙两队规划了一条南北向徒步训练路线,甲队自南向北行进,乙队反之,
他们分别以不同的速度匀速前进,因装备问题,乙队推迟了 10分钟出发.两队相遇、交换
信息、休整了十分钟,之后继续按照原方向、各自原速度行进,都到达终点时停止计时,
在整个过程中,甲、乙两队的距离 (米 与甲出发的时间 (分 之间的关系如图所示.
(1)徒步训练路线的长度是 570 0 米,乙的速度是 米 分;
(2)乙到达终点后,甲还需 分钟到达终点 地;
(3)直接写出整个过程中 与 的函数解析式,并指出自变量 的取值范围.【解答】解:(1)从图象可得,徒步训练路线的长度是5700米;
甲的速度为: (米 分),
则乙的速度为: (米 分),
故答案为:5700,60;
(2)甲行完全程所需时间为 (分钟),
乙行完全程所需时间为 (分钟),
而乙比甲晚出发10分钟,
乙到达终点后,甲还需 (分钟),
故答案为: ;
(3)当 时, ;
当 时, ;
当 时, ;
当 时. ;
当 时, ,.
一次函数方案设计问题
【例3】通讯运营商的手机上网流量资费标准推出了三种优惠方案:
方案 :按流量计费,0.25元 兆;
方案 元流量套餐包月,包含500兆流量,如果超过500兆,超过部分另外计费(见图
象);
方案 元包月,无限制使用.
用 表示每月上网流量(单位:兆), 表示每月的流量费用(单位:元),方案 和方
案 对应的 关于 的函数图象如图所示,请解决以下问题:
(1)写出方案 的函数解析式,并在图中画出其图象;
(2)求出方案 的函数解析式;
(3)选取哪种方案能节省上网费用?
【解答】解:(1)根据题意可知, ,图象如图,(2)当 时, ,
当 时,设方案 的解析式为
代入 , 得:
,
解得 ,
,
方案 的函数解析式为 ;
(3)由 ,
解得 ,
根据函数图象可知,当 时,选取 方案节省上网费用;
当 ,选取 方案节省上网费用,
当 ,
解得 ,
即 ,选取 方案节省上网费用,
当 时,选取 方案节省上网费用.
综上所述: ,选 方案;当 时,选 、 方案, 时,选 方
案,当 选 、 方案; 时,选 方案.
【变式训练1】民族要复兴,乡村必振兴.2月21日发布的2021年中央一号文件,主题是
全面推进乡村振兴,加快农业农村现代化.乡村振兴战略的实施效果要用农民生活富裕水平来评价,某合作社为尽快打开市场,对本地新产品进行线上和线下销售相结合的模式,
具体费用标准如下:
线下销售模式:标价5元 千克,八折出售;
线上销售模式:标价5元 千克,九折出售,超过6千克时,超出部分每千克再让利1.5元.
购买这种新产品 千克,所需费用为 元, 与 之间的函数关系如图所示.
根据以上信息回答下列问题:
(1)请求出两种销售模式对应的函数解析式;
(2)说明图中点 坐标的实际意义;
(3)若想购买这种产品10千克,请问选择哪种模式购买最省钱?
【解答】解:(1)由题意知,图中射线 为线下销售,折线 为线上销售,
线下销售: ;
线上销售:当 时, ,
当 时, ,
,
线下销售 与 之间的函数关系为 ,线上销售 与 之间的函数关系为
;
(2)图象得: ,
解得: ,,
,
图中点 坐标的实际意义为当购买9千克产品时,线上线下都花费36元;
(3)购买10千克产品线下需花费: (元 ,
线上需花费: (元 ,
购买这种产品10千克,线上购买最省钱.
或:根据图象,当 时,线上购买比线下购买省钱.
【变式训练2】暑期将至,某健身俱乐部面向学生推出暑期优惠活动,活动方案如下.
方案一:购买一张学生暑期专享卡,每次健身费用按六折优惠.
方案二:不购买学生暑期专享卡,每次健身费用按八折优惠.
设某学生暑期健身 次,按照方案一所需费用为 元,且 ;按照方案二所需费
用为 元,且 ,其函数图象如图所示.
(1)求 和 的值,并说明它们的实际意义;
(2)求打折前的每次健身费用和 的值;
(3)八年级学生小华计划暑期前往该俱乐部健身20次,应选择哪种方案所需费用更少?
请说明理由.
【解答】解:(1) 的图象过点 , ,,
解得 ,
表示的实际意义是:购买一张学生暑期专享卡后每次健身费用为15元,
表示的实际意义是:购买一张学生暑期专享卡的费用为30元;
(2)由题意可得,打折前的每次健身费用为 (元 ,
;
(3)选择方案一所需费用更少.理由如下:
由题意可知, , ,
当健身20次时,
选择方案一所需费用: (元 ,
选择方案二所需费用: (元 ,
,
选择方案一所需费用更少.
【变式训练3】随着春节临近,某儿童游乐场推出了甲、乙两种消费卡,设消费次数为 时,
所需费用为 元,且 与 的函数关系如图所示.根据图中信息,解答下列问题;
(1)分别求出选择这两种卡消费时, 关于 的函数表达式.
(2)求出 点坐标.
(3)洋洋爸爸准备240元钱用于洋洋在该游乐场消费,请问选择哪种消费卡划算?【解答】解:(1)设 ,
根据题意得 ,解得 ,
;
设 ,
根据题意得: ,解得 ,
;
(2)解方程组 ,得 ,
点坐标为 ;
(3)甲: ,解得 ,即甲种消费卡可玩12次;
乙: ,解得 ,即乙种消费卡可玩14次;
,
洋洋爸爸准备240元钱用于洋洋在该游乐场消费,选择乙种消费卡划算.
一次函数最大利润问题
【例4】某工厂计划生产甲、乙两种产品共2500吨,每生产1吨甲产品可获得利润0.3万元,
每生产1吨乙产品可获得利润0.4万元.设该工厂生产了甲产品 (吨 ,生产甲、乙两种
产品获得的总利润为 (万元).
(1)求 与 之间的函数表达式(不需要写出自变量取值范围);
(2)根据市场调研发现,甲产品需求量吨数范围是 .求出该工厂生产甲、乙
两种产品各为多少吨时,能获得最大利润.
【解答】解:(1) ,与 之间的函数表达式为: ;
(2) ,
, 随 的增大而减小,
,
当 时, 最大,此时 (吨 ,
生产甲1000吨,乙1500吨时,利润最大.
【变式训练1】某商店销售一台 型电脑销售利润为100元,销售一台 型电脑的销售利润
为150元.该商店计划一次购进两种型号的电脑共100台,其中 型电脑的进货量不超过
型电脑的3倍,设购进 型电脑 台,这100台电脑的销售总利润为 元.
(1)求 关于 的函数解析式;
(2)该商店购进 型、 型电脑各多少台,才能使销售总利润最大?最大利润为多少?
【解答】解:(1)由题意可得,
,
即 关于 的函数解析式为 ;
(2) 型电脑的进货量不超过 型电脑的3倍,
,
解得 ,
, ,
随 的增大而减小,
当 时, 取得最大值,此时 , ,
答:该商店购进 型25台、 型电脑75台时,才能使销售总利润最大,最大利润为
13750元.
【变式训练2】某段时间超市从产地批发 、 两种产品, 产品的批发价为13元 ,产品的批发价为16元 ,其中 产品的销售单价始终为18元 , 产品的销售情况
如下:不超过 不优惠,超过 的部分给予一定的优惠,其中 产品销售金额
(元 与销量 之间的函数关系如图.
(1)求 产品销售金额 (元 与销量 之间的函数关系式;
(2)若每天 、 两种产品共购进 ,当天都能销售完(损耗不计),且超市购进
产品不低于 但又不超过 ,设销售 、 两种产品的总利润为 (元 ,求
与 的函数关系式,并写出 的取值范围;
(3)在(2)的条件下,当购进 产品不超过 时,超市决定对 的 产品按17元
销售让利顾客, 产品的售价不变,要保证 、 两种产品的总利润每天不低于1060
元,求 的最大值.
【解答】解:(1)由图可知:
当 时,每千克的销售单价为: (元 ,
;
当 时,超过的部分每千克的销售单价为: (元 ,
;产品销售金额 (元 与销量 之间的函数关系式为 ;
(2)由题意可知:购进 产品 ,购进 产 ,
超市购进 产品不低于 但又不超过 ,
,即 ,
当 时, ;
当 时, ;
综上所述, ;
(3)当购进 产品不超过 时,
此时 ,
,
当 时, 取最大值,最大值为 .
【变式训练3】某商店销售 型和 型两种电脑,其中 型电脑每台的利润为400元.
型电脑每台的利润为500元,该商店计划再一次性购进两种型号的电脑共100台,其中
型电脑的进货量不超过 型电脑的2倍.若设购进 型电脑 台,这100台电脑的销售总
利润为 元.
(1)则购进 型电脑 台;(用含有 的代数式表示)
(2)直接写出 关于 的函数关系式 ;
(3)该商店购进 型、 型电脑各多少台,才能使销售总利润最大,最大利润是多少?
【解答】解:(1) 商店计划再一次性购进两种型号的电脑共100台,其中 型电脑 台,
购进 型电脑 台,
故答案为: ;(2)由题意可得,
,
关于 的函数关系式是 ,
故答案为: ;
(2) 型电脑的进货量不超过 型电脑的2倍,
,
解得, ,
, ,
随 的增大而减小,
为整数, ,
当 时, 取得最大值,此时 , ,
答:该商店购进 型、 型电脑34台、66台时,才能使销售总利润最大,最大利润是
46600元.
一次函数中动点产生的函数关系问题
【例5】小球沿着如图所示的轨道(由光滑的水平轨道 和斜坡轨道 组成)运动,从
点 开始到点 再返回到点 .小球在 上做匀速运动,下列表达小球运动的路程 随
着时间 变化的图象中,合理的是
A. B.C. D.
【解答】解:由题意可知,小球的路程由 0开始,随时间 的增大而增大,故选项 不合
题意;
小球从 运动到 时,速度比较快,图象较陡;从 到 时,速度较慢,图象变缓;从
到 时,速度变快,图象变陡;故选项 、 不合题意,选项 符合题意.
故选: .
【变式训练1】小明晚饭后出门散步,从家点 出发,最后回到家里,行走的路线如图所
示.则小明离家的距离 与散步时间 之间的函数关系可能是
A. B.
C. D.
【解答】解:根据函数图象可知,小明距离家先逐渐远去,有一段时间离家距离不变说明
他走的是一段弧线,之后逐渐离家越来越近直至回家,分析四个选项只有 符合题意.
故选: .
【变式训练2】如图,正方形 的边长为 4, 为正方形边上一动点,运动路线是
,设 点经过的路程为 ,以点 、 、 为顶点的三角形的面积是 ,则下列图象能大致反映 与 的函数关系的是
A. B.
C. D.
【解答】解:当点 由点 向点 运动,即 时, 的值为0;
当点 在 上运动,即 时, 随着 的增大而增大;
当点 在 上运动,即 时, 不变;
当点 在 上运动,即 时, 随 的增大而减小.
故选: .
【变式训练3】如图 1,在长方形 中,动点 从点 出发,沿长方形的边由
运动,设点 运动的路程为 , 的面积为 ,把 看作 的函数,
函数的图象如图2所示,则 的面积为A.10 B.16 C.18 D.20
【解答】解:由图2知:
当动点 由 时,点 运动的路程为4,
,
当 和 时, 的面积相等,
,
,
故选: .
一.选择题(共8小题)
1.如图,射线 , 分别表示甲、乙两名运动员在自行车比赛中所走路程与时间的关系,
则图中显示的他们行进的速度关系是
A.甲比乙快 B.乙比甲快 C.甲、乙同速 D.不一定
【解答】解:由图象可得,在相同的时间内,甲走的路程大于乙走的路程,
故甲的速度比乙快,
故选: .
2.某航空公司规定,旅客乘机所携带行李的质量 与其运费 (元 由如图所示的一
次函数图象确定,那么旅客可携带的免费行李的最大质量为
A. B. C. D.
【解答】解:设 与 的函数关系式为 ,
由题意可知 ,
解得 ,
所以函数关系式为 ,
当 时,即 ,所以 .
故选: .
3.在 中,点 是 的内心,连接 、 ,过点 作 分别交 、
于点 、 ,已知 是常数),设 的周长为 , 的周长为 ,
在下列图象中,大致表示 与 之间的函数关系的是A. B.
C. D.
【解答】解:如图,
点 是 的内心,
,
又 ,
,
,
,
同理可得 ,
,
,
, ,
即 是 的一次函数,
所以 选项正确.
故选: .
4.国内航空规定,乘坐飞机经济舱旅客所携带行李的重量 与其运费 (元 之间是一次函数关系,其图象如图所示,那么旅客可携带的免费行李的最大重量为
A. B. C. D.
【解答】解:设携带行李的重量 与其运费 (元 之间的函数关系式为 ,由题
意,得
,
解得: ,
.
当 时, ,
.
故选: .
5.某市出租车计费办法如图所示.根据图象信息,下列说法错误的是
A.出租车起步价是10元
B.在3千米内只收起步价
C.超过3千米部分 每千米收3元D.超过3千米时 所需费用 与 之间的函数关系式是
【解答】解:由图象可知,出租车的起步价是10元,在3千米内只收起步价,
设超过3千米的函数解析式为 ,则 ,解得 ,
超过3千米时 所需费用 与 之间的函数关系式是 ,
超过3千米部分 每千米收2元,
故 、 、 正确, 错误,
故选: .
6.甲、乙两车同时从 地出发,以各自的速度匀速向 地行驶,甲车先到达 地后,立
即按原路以相同速度匀速返回(停留时间不作考虑),直到两车相遇,若甲、乙两车之
间的距离 (千米)与两车行驶的时间 (小时)之间的函数图象如图,则 、 两地
之间的距离为 千米.
A.150 B.300 C.350 D.450
【解答】解:设甲乙两车的速度分别为 千米 时、 千米 时,
由题意得, ,
解方程组得 ,
所以, 、 两地之间的距离 千米.
故选: .7.在直角坐标系中,点 在直线 上, 为原点,则 的最小值为
A. B. C. D.
【解答】解: 点的坐标 ,
,
,
,
.
故选: .
8.如图,直线 与 轴、 轴交于 、 两点, 的平分线所在的直线
的解析式是
A. B. C. D.
【解答】解:对于直线 ,
令 ,求出 ;令 求出 ,
, ,即 , ,
根据勾股定理得: ,在 轴上取一点 ,使 ,连接 ,
为 的平分线,
,
在 和△ 中,
,
△ ,
,
设 ,则 ,
在 △ 中, ,
根据勾股定理得: ,
解得: ,
,即 ,
设直线 解析式为 ,
将 与 坐标代入得: ,
解得: ,
则直线 解析式为 .
故选: .
二.填空题(共4小题)9.弹簧的长度 与所挂物体的质量 之间是一次函数关系,其图象如图所示,则弹
簧本身的长度为 .
【解答】解:设 与 之间的函数关系式为 ,
将 、 代入 ,
,
解得: ,
与 之间的函数关系式为 ,
当 时, ,
弹簧本身的长度为 .
故答案为: .
10.如图,在平面直角坐标系中, 的圆心坐标是 , ,半径为3,函数
的图象被 截得的弦 的长为 ,则 的值是 .【解答】解:作 轴于 ,交 于 ,作 于 ,连接 ,如图,
的圆心坐标是 ,
, ,
把 代入 得 ,
点坐标为 ,
,
为等腰直角三角形,
也为等腰直角三角形,
,
,
在 中, ,
,
,
.
故答案为: .
11.一个水库的水位在最近 内持续上涨,下表记录了这 内6个时间点的水位高度,
其中 表示时间, 表示水位高度.
0 1 2 3 4 5
3 3.3 3.6 3.9 4.2 4.5据估计这种上涨规律还会持续 ,预测再过 水位高度将为 5. 1 .
【解答】解:由表格中数据可知,当 时, ;当 时, ,
设 ,将 , 代入,
可得: ,
解得: ,
,
经检验表格中其它数据均符合 ,
与 的函数关系式为 ,
若这种上涨规律还会持续 ,则 ,
当 时, ,
故答案为:5.1.
12.已知:如图,三个半圆依次相外切,它们的圆心都在 轴的正半轴上并与直线
相切,设半圆 、半圆 、半圆 的半径分别是 、 、 ,则当 时,
9 .
【解答】解:如图,过 、 、 作直线的垂线,垂足为 、 、 ,过 、 作 , ,垂足为 、 ,
直线解析式为 ,
,
在 △ 中, , ,由 ,得 ,解
得 ;
在 △ 中, , ,由 ,得 ,解
得 .
故答案为:9.
三.解答题(共3小题)
13.甲、乙两家体育用品商店出售相同的乒乓球和乒乓球拍,乒乓球每盒定价 5元,乒乓
球拍每副定价40元.现两家商店都搞促销活动,甲店每买一副球拍赠两盒乒乓球;乙店按
九折优惠.某班级需购球拍4副,乒乓球 盒.
(1)若在甲店购买付款 (元 ,在乙店购买付款 (元 ,分别写出 与 的函数关系
式;
(2)试讨论在哪家商店购买合算?
【解答】解:(1)在甲店购买需付款: ,在乙店购买需付款: ;
(2) ,
解得: ,
时,在甲商店购买合算,
时,在甲乙商店购买一样合算,
时,在乙商店购买合算.
14.有一进水管与出水管的容器,从某时刻开始 内只进水不出水,在随后的 内
既进水又出水,每分的进水量和出水量是两个常数,容器内的水量 (单位: 与时
间 (单位:分)之间的关系如图所示:
(1)求 时 随 变化的函数关系式;
(2)当 时,求 与 的函数解析式;
(3)每分钟进水、出水各是多少升?
【解答】解:设 .
图象过 ,
,
.
;
(2)设 .图象过 、 ,
,
解得: ,
;
(3)根据图象,每分钟进水 升,
设每分钟出水 升,则 ,
解得: ,
每分钟进水、出水各是5升、 升.
15.如图,一次函数 的图象与 轴和 轴分别交于点 和点 ,将 沿直
线 对折,使点 和点 重合,直线 与 轴交于点 ,与 交于点 .
(1)求 , 两点的坐标;
(2)求 的长;
(3)设 是 轴上一动点,若使 是等腰三角形,写出点 的坐标(不需计算过程)
【解答】解:(1)令 ,则 ;令 ,则 ,
故点 的坐标为 ,点 的坐标为 .
(2)设 ,则 ,
,,
,
解得 ,
.
(3)设 点坐标为 ,
当 时, ,解得 ;
当 时, ,解得 或 ;
当 时, ,解得 .
点坐标为 , , , , .