Урок · 7 класс · Примерно 45 мин
Линейная функция и её график
Стоимость поездки на такси, плата за телефон, высота горящей свечи: во всех этих ситуациях одна величина меняется равномерно вместе с другой. Такие зависимости описывает линейная функция, а её график всегда прямая линия. В этом уроке вы научитесь узнавать линейную функцию по формуле, строить её график по двум точкам и читать по формуле, как пойдёт прямая.
Чему вы научитесь
- Узнавать линейную функцию y = kx + b, называть её коэффициенты k и b и отличать линейную формулу от нелинейной.
- Строить график линейной функции по таблице из двух точек и проверять подстановкой, принадлежит ли точка графику.
- Объяснять, за что отвечают k и b: знак и величина k, горизонтальная прямая при k = 0, точка (0; b) на оси Oy, прямая через начало координат при b = 0. Находить точки пересечения прямой с осями.
- Определять по коэффициентам, параллельны ли две прямые, пересекаются или совпадают, и находить точку пересечения, решая уравнение k₁x + b₁ = k₂x + b₂.
Учитель: Дана Ермекова
Откуда берутся прямые: одна величина зависит от другой
Представьте поездку на такси. За посадку платят 500 тенге, а потом по 100 тенге за каждый километр. Сколько будет стоить поездка на 3 км? На 7 км?
Обозначим расстояние буквой x, а стоимость буквой y. Тогда стоимость считается по одному правилу для любого расстояния:
y = 100x + 500
Подставьте x = 3: y = 100 · 3 + 500 = 800. Подставьте x = 7: y = 1200. Каждому расстоянию соответствует ровно одна стоимость. Такое правило называют функцией. Здесь x называют независимой переменной, или аргументом, а y зависимой переменной, или значением функции.
Уберём конкретные числа и оставим только форму записи. Линейной функцией называют функцию, которую можно задать формулой
y = kx + b,
где k и b какие-то числа, а x независимая переменная. Число k называют угловым коэффициентом, число b свободным членом. В формуле такси k = 100, b = 500.
Числа k и b могут быть любыми: отрицательными, дробными и даже нулём. Вот несколько линейных функций и их коэффициенты:
- y = 3x − 2: k = 3, b = −2
- y = −x + 5: k = −1, b = 5 (перед x стоит минус, значит k = −1)
- y = 4 − 3x: k = −3, b = 4 (порядок слагаемых не важен, k всегда число при x)
- y = 0,5x: k = 0,5, b = 0
- y = 7: k = 0, b = 7
Быстрая проверка
График линейной функции: прямая по двум точкам
График функции это все точки координатной плоскости, у которых абсцисса x и ордината y связаны формулой функции. График линейной функции всегда прямая линия.
Через две точки проходит ровно одна прямая. Поэтому для построения графика достаточно найти две точки, а потом провести через них прямую по линейке.
Построим график функции y = 2x − 1.
- Выберем два удобных значения x. Ноль всегда удобен: при x = 0 получаем y = 2 · 0 − 1 = −1. Возьмём ещё x = 2: y = 2 · 2 − 1 = 3.
- Отметим точки (0; −1) и (2; 3) на координатной плоскости.
- Проведём через них прямую.
Чтобы проверить себя, возьмите третью точку: при x = 1 получаем y = 1. Точка (1; 1) должна лечь на ту же прямую.
Как узнать, лежит ли точка на графике, не рисуя его? Подставьте координаты точки в формулу. Если равенство верное, точка принадлежит графику.
- Точка (3; 5) и функция y = 2x − 1: 2 · 3 − 1 = 5. Равенство верное, точка на графике.
- Точка (1; 2) и та же функция: 2 · 1 − 1 = 1, а не 2. Точка не на графике.
Так же можно найти недостающую координату. Если точка (5; y) лежит на графике y = 2x − 1, то y = 2 · 5 − 1 = 9.
Быстрая проверка
За что отвечают k и b
Число b показывает, где прямая пересекает ось Oy. Подставьте x = 0 в формулу y = kx + b: получится y = b. Значит, точка (0; b) всегда лежит на графике. Если менять b, прямая сдвигается вверх или вниз, не поворачиваясь.
Число k показывает, как быстро растёт y. Когда x увеличивается на 1, y меняется ровно на k.
- Если k > 0, прямая идёт вверх слева направо: функция возрастает.
- Если k < 0, прямая идёт вниз: функция убывает.
- Если k = 0, получается y = b: горизонтальная прямая, параллельная оси Ox.
Чем больше k по модулю, тем круче прямая. Если менять k, прямая поворачивается вокруг точки (0; b).
Попробуйте самиПрямая под управлением k и b
Двигайте ползунки k и b и следите за прямой. Найдите, где она пересекает оси, и проверьте, на сколько поднимается y при шаге x на 1.
Пунктирный уголок показывает шаг: вправо на 1, затем вверх или вниз на k. Меняйте b: прямая скользит вверх и вниз. Меняйте k: прямая поворачивается вокруг точки (0; b).
Точку пересечения с осью Ox тоже можно найти без рисунка. На оси Ox ордината равна нулю, поэтому решаем уравнение kx + b = 0. Например, для y = 2x − 6: 2x − 6 = 0, x = 3. Прямая пересекает ось Ox в точке (3; 0), а ось Oy в точке (0; −6).
Особый случай: если b = 0, формула принимает вид y = kx. Такую зависимость называют прямой пропорциональностью, а её график проходит через начало координат (0; 0).
Быстрая проверка
Две прямые на одной плоскости
Возьмём две линейные функции: y = k1x + b1 и y = k2x + b2. Как расположены их графики? Всё решают коэффициенты.
- k1 = k2, а b1 ≠ b2: прямые параллельны. Они поднимаются одинаково круто, но пересекают ось Oy в разных точках, поэтому общих точек нет. Например, y = 2x + 1 и y = 2x − 3.
- k1 ≠ k2: прямые пересекаются ровно в одной точке, какими бы ни были b1 и b2.
- k1 = k2 и b1 = b2: это одна и та же прямая, графики совпадают.
Обратите внимание: одинаковые b не делают прямые параллельными. Они лишь означают, что обе прямые проходят через одну точку на оси Oy.
Попробуйте самиПараллельны, пересекаются или совпадают?
Задайте коэффициенты двух прямых. Сделайте k одинаковыми и посмотрите, что происходит. Затем найдите точку пересечения на рисунке и сравните с ответом.
Оранжевая прямая это прямая 1, синяя прямая 2. Точка пересечения находится из уравнения k₁x + b₁ = k₂x + b₂.
Как найти точку пересечения без рисунка? В этой точке у обеих прямых одинаковые x и y. Значит, значения функций равны: приравниваем формулы и решаем уравнение.
Пример: y = 2x + 1 и y = −x + 4.
- 2x + 1 = −x + 4
- 3x = 3, откуда x = 1
- Подставляем в любую формулу: y = 2 · 1 + 1 = 3
Точка пересечения (1; 3). Проверьте по второй формуле: −1 + 4 = 3. Сходится.
Быстрая проверка
Главное в одном месте
- Линейная функция задаётся формулой y = kx + b, где k и b числа. Её график прямая.
- Чтобы построить график, достаточно двух точек. Точка принадлежит графику, если её координаты превращают формулу в верное равенство.
- b показывает, где прямая пересекает ось Oy: в точке (0; b). k показывает направление и крутизну: при k > 0 функция возрастает, при k < 0 убывает, при k = 0 прямая горизонтальна.
- Одинаковые k: прямые параллельны (или совпадают, если и b одинаковые). Разные k: прямые пересекаются в одной точке, её находят, приравняв формулы.
Быстрая проверка
Практика
Выберите тему и количество вопросов. Вопросы каждый раз подбираются случайно, а к каждому ответу есть объяснение.
Итоги
- 0Прочитано разделов
- 0Отвечено быстрых проверок
- 0Пройдено раундов практики
Вы прошли весь урок.
Что делать дальше
Эта страница не ставит оценок. Это пространство, чтобы учиться и тренироваться в своём темпе.