初中数学 13 一次函数:\(y = kx + b\)(\(k≠0\))

一次函数的概念

一般地,形如\(y = kx + b\)(\(k\),\(b\)是常数,\(k≠0\))的函数,叫做一次函数。当\(b = 0\)时,\(y = kx\)(\(k\)为常数,\(k≠0\)),此时函数叫做正比例函数,正比例函数是特殊的一次函数。例如,\(y = 2x + 1\)是一次函数,\(y = 3x\)是正比例函数。

一次函数的图象

一次函数\(y = kx + b\)的图象是一条直线,我们称它为直线\(y = kx + b\)。通常取直线与坐标轴的两个交点来确定这条直线,当\(x = 0\)时,\(y = b\),所以直线与\(y\)轴的交点坐标为\((0,b)\);当\(y = 0\)时,\(kx + b = 0\),解得\(x = -\frac{b}{k}\),所以直线与\(x\)轴的交点坐标为\((-\frac{b}{k},0)\)。例如,对于一次函数\(y = 2x - 4\),与\(y\)轴交点为\((0,-4)\),与\(x\)轴交点为\((2,0)\)。

正比例函数\(y = kx\)的图象是经过原点\((0,0)\)的一条直线。

一次函数的性质

当\(k>0\)时:

直线\(y = kx + b\)从左到右上升,\(y\)随\(x\)的增大而增大。

若\(b>0\),直线经过一、二、三象限;若\(b = 0\),直线经过一、三象限;若\(b<0\),直线经过一、三、四象限。例如,\(y = 3x + 2\)的图象经过一、二、三象限,\(y = 3x\)的图象经过一、三象限,\(y = 3x - 2\)的图象经过一、三、四象限。

当\(k<0\)时:

直线\(y = kx + b\)从左到右下降,\(y\)随\(x\)的增大而减小。

若\(b>0\),直线经过一、二、四象限;若\(b = 0\),直线经过二、四象限;若\(b<0\),直线经过二、三、四象限。例如,\(y = -2x + 3\)的图象经过一、二、四象限,\(y = -2x\)的图象经过二、四象限,\(y = -2x - 3\)的图象经过二、三、四象限。

一次函数图象的平移

一次函数图象的平移规律是“上加下减常数项,左加右减自变量”。具体来说,对于一次函数\(y = kx + b\),向上平移\(m\)个单位长度得到\(y = kx + b + m\);向下平移\(m\)个单位长度得到\(y = kx + b - m\);向左平移\(n\)个单位长度得到\(y = k(x + n)+b\);向右平移\(n\)个单位长度得到\(y = k(x - n)+b\)。例如,将\(y = 2x + 1\)向上平移\(3\)个单位长度得到\(y = 2x + 4\),向右平移\(2\)个单位长度得到\(y = 2(x - 2)+1 = 2x - 3\)。

一次函数与方程、不等式的关系

一次函数\(y = kx + b\)与\(x\)轴交点的横坐标就是方程\(kx + b = 0\)的解。例如,\(y = 3x - 6\)与\(x\)轴交点为\((2,0)\),则\(x = 2\)是方程\(3x - 6 = 0\)的解。

当\(y>0\)时,\(kx + b>0\);当\(y<0\)时,\(kx + b<0\)。从图象上看,\(y = kx + b\)的图象在\(x\)轴上方的部分对应的\(x\)的取值范围就是不等式\(kx + b>0\)的解集,图象在\(x\)轴下方的部分对应的\(x\)的取值范围就是不等式\(kx + b<0\)的解集。例如,对于\(y = 2x - 4\),当\(y>0\)时,即\(2x - 4>0\),解得\(x>2\),从图象上看,直线\(y = 2x - 4\)在\(x\)轴上方时\(x>2\)。

一次函数的图像与性质是初中数学函数部分的重要基础内容,它在解决实际问题、数学建模以及与其他数学知识的综合应用中都有着广泛的应用,对于培养学生的函数思想、数形结合思想和数学应用能力具有重要意义。

数学基础 - 中初数学、高中数学

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