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一次函数是初中数学中最基本的知识点之一,是历届中考必考内容。随着新课程标准的颁布实施,作为一次函数强有力的补充,分段函数“扮演”着越来越重要的角色。本文将对现实生活中的分段函数进行探讨。
一、药物治疗原理
导入语:在名目繁多的药品中,选择一种合适的药品是至关重要的,这不仅可以节约一定的费用,更为治疗疾病提供良好的基础。分析好药物治疗原理,能让我们在选择药物治疗疾病时省去许多不必要的麻烦。
例1:某医药研究所研发了一种新药,在试验时发现,如果成人按规定剂量服用,那么服药后2h时血液中含药量最高,达每毫升6ug(1ug=10-3mg),接着逐步衰减,10h时血液中含药量为每毫升3ug,每毫升血液中含药量y(ug)随时间x(h)的变化如图所示,当成人按规定剂量服药后:
(1)分别求出x≤2和x≥2时,y与x之间的函数关系式。
(2)如果每毫升血液中含药量为4ug或4ug以上时,治疗疾病是有效的,那么这个有效时间是多长?
解析:由题意可知,当x≤2时,函数是正比例函数,设y=kx(k≠0),将(2,6)代入得:y=3x,当x≥2时,函数是一次函数,设y=kx+b(k≠0),将(2,6)(10,3)代入得y=-■x+■.第2问,将y=4代入正比例函数和一次函数中得到x=■和■,从而得出有效时间是■-■=6小时。
二、风速的变化
导入语:植树造林、绿化祖国、造福子孙后代是中国的一项基本国策。尤其2008年奥运会在北京召开,绿色奥运、人文奥运成为了当时举办盛会的潮流。在气候环境日益恶化的今天,植树造林对风沙的控制会起到积极的作用。
例2:某气象研究中心观测到一场沙尘暴从发生到结束的全过程,开始时平均增速2km/h。4h后,沙尘暴经过开阔荒漠地,风速变为平均增速4km/h,一段时间,风速保持不变,当沙尘暴遇到绿色植被区时,其风速平均每小时减少1km/h,最终停止,结合风速与时间的图象,回答下列问题:
(1)在( )内填入相应的数值。
(2)沙尘暴从发生到结束,共经历了多少小时?
解析:由题意可知,()内填入的数据分别为8,32。此次沙尘暴从发生到结束共经历了四个过程,第一过程为4小时,第二过程为6小时,第三过程为15小时,第四过程为32÷1=32小时,所以总的时间为57小时。
三、工程问题
导入语:为了调动农民种地的积极性,国家积极采取措施,为农民种地提供优越条件,开挖河渠便是有效措施之一。
例3:甲、乙两个工程队分别同时开挖两段河渠,所挖河渠的长度y(m)与挖掘时间x(h)之间的关系如下图所示,请根据图象所提供的信息解答下列问题:
(1)乙队开挖到30m时,用了_____h,开挖6h时甲队比乙队多挖了_____m。
(2)请你求出:①甲队在0≤x≤6的时段内,y与x之间的函数关系式;②乙队在2≤x≤6的时段内,y与x之间的函数关系式。
(3)当x为何值时,甲、乙两队在施工过程中所挖河渠的长度相等?
解析:(1)由图象可知,乙队开挖到30m时,用了2h.开挖6h时,甲队挖了60m,乙队挖了50m,所以甲队比乙队多挖了10m。
(2)甲队在0≤x≤6的时段内,y=kx,把(6,60)代入得y=10x乙队在2≤x≤6的时段内,设y=kx+b,把(2,30)(6,50)代入得y=5x+20。
(3)令10x=5x+20,解得x=4,所以当x=4时,甲、乙两队在施工过程中所挖河渠的长度相等。
四、油箱加油问题
导入语:随着科学技术的迅猛发展,手工劳动已逐步被机械自动化代替,从而大大提高了工作效率,为国民经济的逐年增长提供了良好的基础。
例4:某工人用一种自动控制加工机械做一批工件,该机器运行过程中分为加油过程和加工过程;加工过程中,当油箱中油量为10升时,机器自动停止加工进入加油过程,将油箱加满后继续加工,如此往复,已知机器运行185分钟才能将这批工件加工完。下图是邮箱中油量y(升)与机器运行时间x(分)之间的函数图象。根据图象回答下列问题:
(1)求在第一个加工过程中,油箱中油量y(升)与机器运行时间x(分)之间的函数关系式(不必写出自变量x的取值范围)。
(2)机器运行多少分钟时,第一个加工过程停止?
(3)加工完这批工件,机器耗油多少升?
解析:(1)由图象可知,在加工过程中,y=kx+b,把(10,
100)(30,80)代入得y=-x+100。
(2)当y=10时,x=100,所以机器运行100分钟,第一个加工过程停止,其中包括加油10分钟,加工90分钟,由图象可知,机器10分钟加油100升,所以从10升加到100升需要9分钟。
(3)由y=-x+100可知,每加工1分钟,需耗油1升,所以185分钟内加油时间为10+9=19分钟,加工时间为185-19=166分钟,所以耗油166升。
一、药物治疗原理
导入语:在名目繁多的药品中,选择一种合适的药品是至关重要的,这不仅可以节约一定的费用,更为治疗疾病提供良好的基础。分析好药物治疗原理,能让我们在选择药物治疗疾病时省去许多不必要的麻烦。
例1:某医药研究所研发了一种新药,在试验时发现,如果成人按规定剂量服用,那么服药后2h时血液中含药量最高,达每毫升6ug(1ug=10-3mg),接着逐步衰减,10h时血液中含药量为每毫升3ug,每毫升血液中含药量y(ug)随时间x(h)的变化如图所示,当成人按规定剂量服药后:
(1)分别求出x≤2和x≥2时,y与x之间的函数关系式。
(2)如果每毫升血液中含药量为4ug或4ug以上时,治疗疾病是有效的,那么这个有效时间是多长?
解析:由题意可知,当x≤2时,函数是正比例函数,设y=kx(k≠0),将(2,6)代入得:y=3x,当x≥2时,函数是一次函数,设y=kx+b(k≠0),将(2,6)(10,3)代入得y=-■x+■.第2问,将y=4代入正比例函数和一次函数中得到x=■和■,从而得出有效时间是■-■=6小时。
二、风速的变化
导入语:植树造林、绿化祖国、造福子孙后代是中国的一项基本国策。尤其2008年奥运会在北京召开,绿色奥运、人文奥运成为了当时举办盛会的潮流。在气候环境日益恶化的今天,植树造林对风沙的控制会起到积极的作用。
例2:某气象研究中心观测到一场沙尘暴从发生到结束的全过程,开始时平均增速2km/h。4h后,沙尘暴经过开阔荒漠地,风速变为平均增速4km/h,一段时间,风速保持不变,当沙尘暴遇到绿色植被区时,其风速平均每小时减少1km/h,最终停止,结合风速与时间的图象,回答下列问题:
(1)在( )内填入相应的数值。
(2)沙尘暴从发生到结束,共经历了多少小时?
解析:由题意可知,()内填入的数据分别为8,32。此次沙尘暴从发生到结束共经历了四个过程,第一过程为4小时,第二过程为6小时,第三过程为15小时,第四过程为32÷1=32小时,所以总的时间为57小时。
三、工程问题
导入语:为了调动农民种地的积极性,国家积极采取措施,为农民种地提供优越条件,开挖河渠便是有效措施之一。
例3:甲、乙两个工程队分别同时开挖两段河渠,所挖河渠的长度y(m)与挖掘时间x(h)之间的关系如下图所示,请根据图象所提供的信息解答下列问题:
(1)乙队开挖到30m时,用了_____h,开挖6h时甲队比乙队多挖了_____m。
(2)请你求出:①甲队在0≤x≤6的时段内,y与x之间的函数关系式;②乙队在2≤x≤6的时段内,y与x之间的函数关系式。
(3)当x为何值时,甲、乙两队在施工过程中所挖河渠的长度相等?
解析:(1)由图象可知,乙队开挖到30m时,用了2h.开挖6h时,甲队挖了60m,乙队挖了50m,所以甲队比乙队多挖了10m。
(2)甲队在0≤x≤6的时段内,y=kx,把(6,60)代入得y=10x乙队在2≤x≤6的时段内,设y=kx+b,把(2,30)(6,50)代入得y=5x+20。
(3)令10x=5x+20,解得x=4,所以当x=4时,甲、乙两队在施工过程中所挖河渠的长度相等。
四、油箱加油问题
导入语:随着科学技术的迅猛发展,手工劳动已逐步被机械自动化代替,从而大大提高了工作效率,为国民经济的逐年增长提供了良好的基础。
例4:某工人用一种自动控制加工机械做一批工件,该机器运行过程中分为加油过程和加工过程;加工过程中,当油箱中油量为10升时,机器自动停止加工进入加油过程,将油箱加满后继续加工,如此往复,已知机器运行185分钟才能将这批工件加工完。下图是邮箱中油量y(升)与机器运行时间x(分)之间的函数图象。根据图象回答下列问题:
(1)求在第一个加工过程中,油箱中油量y(升)与机器运行时间x(分)之间的函数关系式(不必写出自变量x的取值范围)。
(2)机器运行多少分钟时,第一个加工过程停止?
(3)加工完这批工件,机器耗油多少升?
解析:(1)由图象可知,在加工过程中,y=kx+b,把(10,
100)(30,80)代入得y=-x+100。
(2)当y=10时,x=100,所以机器运行100分钟,第一个加工过程停止,其中包括加油10分钟,加工90分钟,由图象可知,机器10分钟加油100升,所以从10升加到100升需要9分钟。
(3)由y=-x+100可知,每加工1分钟,需耗油1升,所以185分钟内加油时间为10+9=19分钟,加工时间为185-19=166分钟,所以耗油166升。