提煉圖像信息，數(shù)形轉(zhuǎn)化破解

沈松權(quán)

[摘 要] 一次函數(shù)應(yīng)用題是中考的重點題型，通常結(jié)合了圖像的應(yīng)用題需要采用數(shù)形結(jié)合的方式，從審圖入手，通過提取關(guān)鍵點的方式求函數(shù)解析式，然后利用代數(shù)的準(zhǔn)確性來分析問題.

[關(guān)鍵詞] 一次函數(shù)；圖像；應(yīng)用題；數(shù)形結(jié)合；審圖；待定系數(shù)法

近年的中考數(shù)學(xué)試題中出現(xiàn)了一些緊密結(jié)合圖像的一次函數(shù)應(yīng)用題，具有圖形抽象、結(jié)構(gòu)新穎、知識綜合的特點，對于學(xué)生讀圖、識圖能力要求較高，如何利用圖像信息來轉(zhuǎn)化分析問題成為解題的關(guān)鍵，也是學(xué)生思維的難點.

真題解析，試題點評

1. 真題呈現(xiàn)

（2017年浙江湖州中考卷第23題）湖州素有魚米之鄉(xiāng)之稱，某水產(chǎn)養(yǎng)殖大戶為了更好地發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢，一次性收購了20000 kg淡水魚，計劃養(yǎng)殖一段時間后再出售. 現(xiàn)已知每天放養(yǎng)的費用相同，放養(yǎng)10天的總成本為30.4萬元；放養(yǎng)20天的總成本為30.8萬元（總成本=放養(yǎng)總費用+收購成本）.

（1）設(shè)每天的放養(yǎng)費用是a萬元，收購成本為b萬元，求a和b的值.

（2）設(shè)這批淡水魚放養(yǎng)t天后的質(zhì)量為m（kg），銷售單價為y元/kg. 根據(jù)以往經(jīng)驗可知：m與t的函數(shù)關(guān)系為m=20000（0≤t≤50），100t+15000（50

①分別求出當(dāng)0≤t≤50和50

②設(shè)將這批淡水魚放養(yǎng)t天后一次性出售所得利潤為W元，求當(dāng)t為何值時，W最大？并求出最大值. （利潤=銷售總額-總成本）

2. 試題解析

分析 （1）求a和b的值，只需根據(jù)題意列出關(guān)于參數(shù)的二元一次方程組即可求解.

（2）①求分段區(qū)間內(nèi)一次函數(shù)的解析式，可先設(shè)出解析式，然后從圖像上提取相應(yīng)的坐標(biāo)點，然后利用待定系數(shù)法分別列方程組即可求函數(shù)的解析式；②求利潤W的最大值，可以根據(jù)“利潤=銷售總額-總成本”來分析，首先求得不同區(qū)間上的最大值，然后綜合比較即可.

解答 （1）根據(jù)題意可得10a+b=30.4，20a+b=30.8， 解得a=0.04，b=30.

（2）①當(dāng)0≤t≤50時，設(shè)函數(shù)的關(guān)系式為y=kt+n，從圖1可得函數(shù)圖像上的點（0，15）和（50，25），將兩坐標(biāo)點代入y=kt+n，可得15=n，25=50k+n， 解得k=，n=15， 所以y與t的函數(shù)關(guān)系式為y=t+15；當(dāng)50

②由題意可知，當(dāng)0≤t≤50時，W=3600t，所以t=50時，W=180000（元）；當(dāng)50

綜上所述，當(dāng)t為55時，W最大，最大值為180250元.

3. 試題點評

本題目為結(jié)合圖像的一次函數(shù)應(yīng)用題，主要考查學(xué)生信息提取、圖像分析以及二元一次方程組求解的能力，對于學(xué)生讀圖運算能力要求較高. 上述題目在求解函數(shù)解析式時有效分析函數(shù)圖像，準(zhǔn)確提取相關(guān)坐標(biāo)點，采用待定系數(shù)法來求解；而對于最值問題，則把握“利潤”的概念，充分結(jié)合函數(shù)圖像，利用代數(shù)解析式運算的便利性來求解，整個過程數(shù)形結(jié)合，以形輔數(shù)，以數(shù)示形，實現(xiàn)了形象分析與理性計算的完美結(jié)合，其中對于圖像的理解和信息提取是解決該類題型的關(guān)鍵.

試題銜接，思路剖析

結(jié)合圖像的一次函數(shù)應(yīng)用題在歷年中考中均有出現(xiàn)，圖像的分析轉(zhuǎn)化是求解的關(guān)鍵，該類題的解題思路為：充分理解函數(shù)圖像，結(jié)合問題提取關(guān)鍵點信息，以數(shù)示形，實現(xiàn)圖像的代數(shù)化轉(zhuǎn)變，有效利用函數(shù)解析式來分析求解.

試題1 （2016年上海中考卷第22題）某物流公司引進A，B兩種機器人用來搬運某種貨物，這兩種機器人充滿電后可以連續(xù)搬運5小時，A種機器人于某日0時開始搬運，過了1小時，B種機器人才開始搬運，如圖2，線段OG表示A種機器人的搬運量y（千克）與時間x（小時）的函數(shù)圖像，線段EF表示B種機器人的搬運量y（千克）與時間x（小時）的函數(shù)圖像，根據(jù)圖像提供信息，解答下列問題：

（1）求y關(guān)于x的函數(shù)解析式；

（2）如果A，B兩種機器人各連續(xù)搬運5個小時，那么B種機器人比A種多搬運了多少千克？

分析 （1）求y關(guān)于x的函數(shù)解析式就是求線段EF的解析式，此為一次函數(shù)圖像，可以考慮從圖像上取點E和P，然后利用待定系數(shù)法求解.

（2）比較A、B兩種機器人連續(xù)5小時的搬運量，由于A種機器人比B種機器人提前1小時工作，則只需求得x=5時y的值，以及x=6時y的值，然后相減進行比較即可.

解答 （1）設(shè)y關(guān)于x的函數(shù)解析式為y=kx+b（k≠0），從線段EF上取點E（1，0）和P（3，180），代入y=kx+b可得k+b=0，3k+b=180， 解得k=90，b=-90， 所以y關(guān)于x的函數(shù)解析式為y=90x-90（1≤x≤6）.

（2）設(shè)y關(guān)于x的函數(shù)解析式為y=kx+b（k≠0），點P（3，180）在該圖像上，解得k=60，所以y=60x. 當(dāng)x=5時，y=300（千克）；當(dāng)x=6時，y=450（千克），則B種機器人比A種機器人多搬運的為：y-y=450-300=150（千克）.

試題2 （2016年四川南充中考卷第23題）小明和爸爸從家步行去公園，爸爸先出發(fā)一直勻速前行，小明后出發(fā). 家到公園的距離為2500 m，圖3為小明和爸爸所走路程s（m）與步行時間t（min）的函數(shù)圖像.

（1）直接寫出小明所走路程s與時間t的函數(shù)關(guān)系式；

（2）小明出發(fā)多少時間與爸爸第三次相遇？

（3）在速度不變的情況下，小明希望比爸爸早20 min到達公園，則小明在步行過程中停留時間需做怎樣調(diào)整？

分析 （1）略；（2）第三次相遇的時間為t>30 min，首先需要從圖像上取點，然后利用待定系數(shù)法求爸爸路程與時間的函數(shù)，然后利用路程相等求時間的方式來求解. （3）要求小明比爸爸提前20 min到公園，需要分別求他們到達公園的時間，然后通作差來確定小明中途停留的時間.

解答 （2）設(shè)爸爸所走路程s與時間t的函數(shù)關(guān)系式為s=kt+b，提取圖像上的點（0，250），（25，1000），代入函數(shù)解析式可得b=250，25k+b=1000，解得b=250，k=30，則爸爸所走路程s與時間t的函數(shù)關(guān)系式為s=30t+250. 小明與爸爸第三次相遇時的時間t>30 min，利用路程相等列方程s=30t+250，s=50t-500，解得s=1375，t=37.5， 則小明出發(fā)37.5 min時與爸爸第三次相遇.

（3）當(dāng)s=2500時，爸爸的時間t=75，則爸爸到達公園的時間為t=75 min，則小明到達公園的時間需為t=60 min，比爸爸少15 min，則小明在步行過程中停留時間需減少5 min.

上述兩道題均為涉及圖像的一次函數(shù)應(yīng)用題，解題思路均為結(jié)合圖像關(guān)鍵點求函數(shù)解析式，然后利用解析式，采用代數(shù)運算的方式來分析問題. 試題1為工作量問題，運用待定系數(shù)法求搬運量的函數(shù)解析式，結(jié)合圖像分析，利用解析式來比較搬運量；試題2則是運動相遇問題，也是采用待定系數(shù)法來求兩人的路程與時間的函數(shù)解析式，利用圖像的直觀性、代數(shù)計算的準(zhǔn)確性來求解.

解后反思，教學(xué)思考

1. 關(guān)注現(xiàn)實問題，把握問題核心

近幾年中考的一次函數(shù)應(yīng)用題更加追求貼近生活實際，大多從新聞、報刊、生活實例中引申問題，考查學(xué)生從繁雜的生活實例中提煉數(shù)學(xué)信息的能力，例如上述關(guān)于放養(yǎng)魚的利潤、機器人搬運量、運動相遇問題. 因此在教學(xué)中教師要引導(dǎo)學(xué)生在掌握一次函數(shù)核心知識的情況下關(guān)注現(xiàn)實背景中的數(shù)學(xué)問題，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提煉問題的能力，同時適當(dāng)改編例題，引導(dǎo)學(xué)生分析問題結(jié)構(gòu)，提升學(xué)生描述問題的能力.

2. 重視審圖過程，注重轉(zhuǎn)化分析

從一次函數(shù)的解題過程來看，分析函數(shù)圖像、提取圖像信息是解決問題的關(guān)鍵，也是必不可少的思維過程，無論是利潤問題還是路程問題都需要讀懂圖像，理解圖像的發(fā)展過程，然后才能利用數(shù)形結(jié)合的方式來實現(xiàn)問題的解答. 因此在教學(xué)中教師要注重培養(yǎng)學(xué)生識圖、辨圖、用圖的能力，通過特定的教學(xué)方式，例如圖像平移，逐步發(fā)展學(xué)生對于圖像與代數(shù)之間的轉(zhuǎn)化意識，培養(yǎng)學(xué)生利用數(shù)學(xué)分析圖像的能力.

3. 學(xué)習(xí)數(shù)形結(jié)合，促進思維發(fā)展

對于涉及圖像的一次函數(shù)應(yīng)用題，其解題過程是對數(shù)形結(jié)合思想的充分體現(xiàn)，從圖像中提取坐標(biāo)信息，利用代數(shù)解析式來分析圖像，正是對數(shù)與形的相互轉(zhuǎn)化實現(xiàn)了問題的最終解答，數(shù)形結(jié)合思想是解決函數(shù)問題的核心思想，利用數(shù)形結(jié)合的方式可實現(xiàn)問題簡單求解，在教學(xué)中要結(jié)合實例引導(dǎo)學(xué)生體驗數(shù)形結(jié)合的思維過程，學(xué)習(xí)和掌握數(shù)形結(jié)合的解題思路，促進學(xué)生直觀思維和邏輯思維的雙重發(fā)展.

寫在最后

涉及圖像的一次函數(shù)應(yīng)用題是對數(shù)形結(jié)合思想的重點考查，解題過程需要有效結(jié)合圖像，提取關(guān)鍵信息，利用函數(shù)解析式來求解. 在教學(xué)中要引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注現(xiàn)實中的函數(shù)問題，把握問題核心，提升學(xué)生問題的描述能力；重視審圖過程，提升學(xué)生識圖、轉(zhuǎn)化能力；學(xué)習(xí)數(shù)形結(jié)合，促進學(xué)生思維的雙重發(fā)展.