名师彻底讲透初等函数(13)一次函数图象平移的规律(番外篇)

百科漫谈课程 2024-04-21 20:32:37

在数理化自学丛书《代数》第三册中没有一次函数图像平移的规律的相关知识,考试可能会遇到,所以临时决定增加本期番外篇,第四章二次函数推迟到下期更新。

初中同学会遇到这样的题目:已知一次函数y=kx+b(k≠0),将函数的图象沿某个方向平移m个单位,得到新函数的图象。求平移后的新函数的解析式。

现在我们来探究一次函数图像平移的规律。这个规律可以概括为下图:

图片

用口诀来总结就是:左加右减自变量,上加下减常数项。

来看一道考试常见的典型例题。

[例题1]求将函数y=3x-2的图象向左平移5个单位,再向下平移3个单位后的图象解析式。

解 (1)向左平移5个单位,平移前:y=3x-2,平移后:

y=3(x+5)-2

(注意)添括号在括号里面对自变量进行加减m的操作,自变量的系数在括号外,常数项保持不变。

(2)向下平移3个单位,平移前:y=3(x+5)-2,平移后:

y=3(x+5)-2-3

(3)化简后得:y=3x+10,即所求解析式。

[例题2] 已知函数f(x)=3x-2的图象是直线L₁,图象平移后得到直线L₂是新函数F(x)的图象。已知L₁∥L₂,且平行线之间的距离是2。求新函数F(x)的解析式。

解题思路:本题解法有两种,一是构造相似三角形来求解析式,二是用平行线的距离公式求解析式。点到直线的距离以及平行线的距离是解析几何的知识点,下面简单介绍一下,再解答本题。

解析几何知识概括

直线方程有多种形式,都可以化为如下的一般式方程:

Ax+By+C=0

由此可见,直线的一般式方程,就是二元一次方程的一般形式。

另外,直线也可以用含有三角函数的方程来表示,利用这种方程可以求点和直线的距离,以及两条平行线间的距离。这种方程叫做直线的法线式方程。

从原点到一条直线所作的垂线,叫做这直线的“法线”。设法线的长是p(常设为正数),法线和横轴正方向所成的角是ω(0≤ω<2π),那么这直线的方程是

x cos ω+y sin ω -p=0

这个方程叫做直线的法线式方程。

化直线的一般式方程为法线式方程,请看下图。

图片(方程1是法线式方程,方程2是一般式方程,p是法线的长)

直线的法线式方程中的p,就是从原点到这直线的距离。

两条平行线间的距离:先分别求出从原点到这两条直线的距离,当这两条直线在原点的同侧时取它们的差,在异侧时取它们的和,就得到这两条平行线的距离。

以上是简单的知识概括,证明请读者自己完成,或查阅解析几何教科书。

两种解法

解法一:如图所示,OC是直线L₂的法线,OA是直线L₁的法线,已知AC=2,OB=2。

图片

先求原点到直线L₁的距离OA。

图片(OA=2/√10=√10/5)

因为三角形OAB∽三角形OCD,所以有

图片(OD=2+2√10)

设OD=x,解得x即可求出直线L₂的解析式。符合题意的还有直线L₃,可以利用对称求出解析式。

答案

解法二:利用平行线的距离公式求解。

解题过程请看下图。

图片(把已知条件代入上面的公式求解)

使用公式需要注意公式右边的分子,是绝对值符号里的C₁±C₂,到底应该求和还是做差,取决于两条直线的位置情况。本题因为两条直线在原点的同侧,所以做差。

符合题意的直线有两条,求出一条直线的解析式后,利用对称可以求出另外一条直线的解析式。

即求出直线L₂的解析式是y=3x-2-2√10之后,观察图象可得另外一条直线的解析式是y=3x-2+2√10.

相关链接:

名师彻底讲透初等函数(11)方程ax+by+c=0的图象https://m.toutiao.com/is/iY265Bc6/

上期链接:

https://m.toutiao.com/is/iYGSyfKp/ - 名师彻底讲透初等函数(12)二元一次方程组的图象解法和解的组数 - 今日头条

下期预告:第四章 二次函数

在上一章里,我们研究了 x 的一次函数 y = ax + b 。这种函数的解析式 f ( x )是 x 的一次式。这一章里,我们要研究另一类重要的函数.这类函数的解析式是x的二次式,我们把它叫做 x 的二次函数。

§4.1函数 y =ax²+bx+c (a≠0)

我们来看变量之间下面这些函数关系:

设正方形的一边是x厘米,它的面积是 y 平方厘米,那末变量 y 和 x 间有下面的函数关系:

.......

科学尚未普及,媒体还需努力。感谢阅读,再见。

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