20. 已知一次函数$y=(2a+4)x-(3-b)$.
(1)当$a$为何值时,$y$随$x$的增大而增大?
(2)当$a,b$为何值时,函数的图象经过第二、三、四象限?
(3)当$b$为何值时,函数的图象与$y$轴的交点在$x$轴上方?
(1)当$a$为何值时,$y$随$x$的增大而增大?
(2)当$a,b$为何值时,函数的图象经过第二、三、四象限?
(3)当$b$为何值时,函数的图象与$y$轴的交点在$x$轴上方?
答案
20. (1) $a>-2$
(2) $a<-2,b<3$
(3) $b>3$
(2) $a<-2,b<3$
(3) $b>3$
解析
【分析】
本题考查一次函数的基本性质,解题时先明确一次函数的一般形式为$y=kx+b$($k≠0$),再结合每小问的要求对应性质列不等式求解:
1. 第一问要求y随x增大而增大,对应一次函数性质中$k>0$的条件,代入系数列不等式求解即可;
2. 第二问要求图像经过第二、三、四象限,对应$k<0$且常数项小于0的性质,分别代入两个系数列不等式,解出a、b的取值范围;
3. 第三问要求图像与y轴交点在x轴上方,即x=0时的函数值大于0,代入x=0求出y的表达式,列不等式求解b的范围即可。
【解析】
解:已知该函数为一次函数,因此一次项系数$2a+4≠0$,即$a≠-2$。
(1)当y随x的增大而增大时,一次项系数大于0,可得:
$2a+4>0$
移项得$2a>-4$,解得$a>-2$。
(2)当函数图象经过第二、三、四象限时,需要满足一次项系数小于0,且常数项小于0:
① 一次项系数:$2a+4<0$,解得$a<-2$;
② 常数项:$-(3-b)<0$,化简得$b-3<0$,解得$b<3$。
(3)当$x=0$时,$y=-(3-b)$,即函数与y轴的交点坐标为$(0,-(3-b))$,要求交点在x轴上方,即交点纵坐标大于0,可得:
$-(3-b)>0$
化简得$b-3>0$,解得$b>3$。
【答案】
(1)$a>-2$
(2)$a<-2,b<3$
(3)$b>3$
【知识点】
一次函数的增减性;一次函数图象与系数的关系;一次函数与坐标轴的交点
【点评】
本题是一次函数性质的基础应用题,需要准确记忆一次函数中一次项系数、常数项的取值对函数增减性、图象位置的影响,结合题意列不等式求解即可,解题时注意不要忽略一次函数一次项系数不为0的隐含条件。
【难度系数】
0.75
本题考查一次函数的基本性质,解题时先明确一次函数的一般形式为$y=kx+b$($k≠0$),再结合每小问的要求对应性质列不等式求解:
1. 第一问要求y随x增大而增大,对应一次函数性质中$k>0$的条件,代入系数列不等式求解即可;
2. 第二问要求图像经过第二、三、四象限,对应$k<0$且常数项小于0的性质,分别代入两个系数列不等式,解出a、b的取值范围;
3. 第三问要求图像与y轴交点在x轴上方,即x=0时的函数值大于0,代入x=0求出y的表达式,列不等式求解b的范围即可。
【解析】
解:已知该函数为一次函数,因此一次项系数$2a+4≠0$,即$a≠-2$。
(1)当y随x的增大而增大时,一次项系数大于0,可得:
$2a+4>0$
移项得$2a>-4$,解得$a>-2$。
(2)当函数图象经过第二、三、四象限时,需要满足一次项系数小于0,且常数项小于0:
① 一次项系数:$2a+4<0$,解得$a<-2$;
② 常数项:$-(3-b)<0$,化简得$b-3<0$,解得$b<3$。
(3)当$x=0$时,$y=-(3-b)$,即函数与y轴的交点坐标为$(0,-(3-b))$,要求交点在x轴上方,即交点纵坐标大于0,可得:
$-(3-b)>0$
化简得$b-3>0$,解得$b>3$。
【答案】
(1)$a>-2$
(2)$a<-2,b<3$
(3)$b>3$
【知识点】
一次函数的增减性;一次函数图象与系数的关系;一次函数与坐标轴的交点
【点评】
本题是一次函数性质的基础应用题,需要准确记忆一次函数中一次项系数、常数项的取值对函数增减性、图象位置的影响,结合题意列不等式求解即可,解题时注意不要忽略一次函数一次项系数不为0的隐含条件。
【难度系数】
0.75
21. 一列长 120 m 的火车匀速行驶,经过一条长为 160 m 的隧道,从车头驶入隧道入口到车尾离开隧道出口共用 14 s.设车头在驶入隧道入口 $ x $ s 时,火车在隧道内的长度为 $ y $ m.
(1)求火车行驶的速度.
(2)当 $ 0 ≤ x ≤ 14 $ 时,求 $ y $ 关于 $ x $ 的函数解析式.
(3)在给出的平面直角坐标系中画出 $ y $ 关于 $ x $ 的函数图象.

(1)求火车行驶的速度.
(2)当 $ 0 ≤ x ≤ 14 $ 时,求 $ y $ 关于 $ x $ 的函数解析式.
(3)在给出的平面直角坐标系中画出 $ y $ 关于 $ x $ 的函数图象.
答案
21. (1) 设火车行驶的速度为 $v$ m/s.根据题意,得 $14v=120+160$,解得 $v=20$.故火车行驶的速度为 $20$ m/s.
(2) ① 当 $0≤ x≤6$ 时,$y=20x$;② 当 $6<x≤8$ 时,$y=120$;③ 当 $8<x≤14$ 时,$y=120-20(x-8)=-20x+280$.
(3) 略
(2) ① 当 $0≤ x≤6$ 时,$y=20x$;② 当 $6<x≤8$ 时,$y=120$;③ 当 $8<x≤14$ 时,$y=120-20(x-8)=-20x+280$.
(3) 略
解析
【分析】
(1)求火车速度时,首先明确火车从车头驶入隧道到车尾离开隧道行驶的总路程为隧道长度加火车自身长度,已知行驶总时间,结合“路程=速度×时间”列方程即可求解速度。
(2)求y关于x的函数解析式需分三段讨论:①火车车头进入隧道到车尾完全进入隧道前,火车在隧道内的长度随时间匀速增加,等于车头行驶的路程,计算得车尾完全进入隧道的时间为120÷20=6s,即0≤x≤6为第一段;②车尾完全进入隧道后到车头即将驶出隧道前,整个火车都在隧道内,长度恒为火车长度120m,计算得车头到达隧道出口的时间为160÷20=8s,即6<x≤8为第二段;③车头驶出隧道到车尾完全离开隧道前,火车在隧道内的长度随时间匀速减少,直到14s时减为0,即8<x≤14为第三段,分别列对应解析式即可。
(3)画函数图象时,先找到各分段函数的端点坐标,再依次连线即可。
【解析】
(1)设火车行驶的速度为$v$ m/s。
火车从车头驶入隧道入口到车尾离开隧道出口行驶的总路程为隧道长加火车长,即$120+160=280\ \mathrm{m}$,总用时14s,根据路程公式得:
$14v=120+160$
解得$v=20$,即火车行驶速度为20m/s。
(2)分三种情况讨论:
①当$0≤x≤6$时:火车车尾还未进入隧道,火车在隧道内的长度等于车头行驶的路程,因此$y=20x$;
②当$6<x≤8$时:火车完全进入隧道内,还未驶出隧道,因此火车在隧道内的长度恒为火车自身长度,即$y=120$;
③当$8<x≤14$时:火车车头已经驶出隧道,火车在隧道内的长度等于车身长减去车头驶出隧道的距离,车头驶出隧道的距离为$20(x-8)$,因此$y=120-20(x-8)=-20x+280$。
(3)先确定各分段端点坐标:$(0,0)$、$(6,120)$、$(8,120)$、$(14,0)$,在坐标系中描出以上四个点,再依次连接:$0≤x≤6$时连接$(0,0)$和$(6,120)$,$6<x≤8$时连接$(6,120)$和$(8,120)$(水平线段),$8<x≤14$时连接$(8,120)$和$(14,0)$即可。
【答案】
(1) 火车行驶的速度为$\boldsymbol{20\ \mathrm{m/s}}$;
(2) $y$关于$x$的函数解析式为$\begin{cases}y=20x&(0≤ x≤6)\\y=120&(6<x≤8)\\y=-20x+280&(8<x≤14)\end{cases}$;
(3) 略
【知识点】
一次函数的应用,分段函数,行程问题计算
【点评】
本题结合火车过隧道的实际生活场景,既考查了行程问题中路程、速度、时间的关系,也考查了分段函数的分析与求解,需要学生根据火车的行驶状态合理划分讨论区间,易错点是容易弄错火车过隧道的总路程、分段的时间节点。
【难度系数】
0.65
(1)求火车速度时,首先明确火车从车头驶入隧道到车尾离开隧道行驶的总路程为隧道长度加火车自身长度,已知行驶总时间,结合“路程=速度×时间”列方程即可求解速度。
(2)求y关于x的函数解析式需分三段讨论:①火车车头进入隧道到车尾完全进入隧道前,火车在隧道内的长度随时间匀速增加,等于车头行驶的路程,计算得车尾完全进入隧道的时间为120÷20=6s,即0≤x≤6为第一段;②车尾完全进入隧道后到车头即将驶出隧道前,整个火车都在隧道内,长度恒为火车长度120m,计算得车头到达隧道出口的时间为160÷20=8s,即6<x≤8为第二段;③车头驶出隧道到车尾完全离开隧道前,火车在隧道内的长度随时间匀速减少,直到14s时减为0,即8<x≤14为第三段,分别列对应解析式即可。
(3)画函数图象时,先找到各分段函数的端点坐标,再依次连线即可。
【解析】
(1)设火车行驶的速度为$v$ m/s。
火车从车头驶入隧道入口到车尾离开隧道出口行驶的总路程为隧道长加火车长,即$120+160=280\ \mathrm{m}$,总用时14s,根据路程公式得:
$14v=120+160$
解得$v=20$,即火车行驶速度为20m/s。
(2)分三种情况讨论:
①当$0≤x≤6$时:火车车尾还未进入隧道,火车在隧道内的长度等于车头行驶的路程,因此$y=20x$;
②当$6<x≤8$时:火车完全进入隧道内,还未驶出隧道,因此火车在隧道内的长度恒为火车自身长度,即$y=120$;
③当$8<x≤14$时:火车车头已经驶出隧道,火车在隧道内的长度等于车身长减去车头驶出隧道的距离,车头驶出隧道的距离为$20(x-8)$,因此$y=120-20(x-8)=-20x+280$。
(3)先确定各分段端点坐标:$(0,0)$、$(6,120)$、$(8,120)$、$(14,0)$,在坐标系中描出以上四个点,再依次连接:$0≤x≤6$时连接$(0,0)$和$(6,120)$,$6<x≤8$时连接$(6,120)$和$(8,120)$(水平线段),$8<x≤14$时连接$(8,120)$和$(14,0)$即可。
【答案】
(1) 火车行驶的速度为$\boldsymbol{20\ \mathrm{m/s}}$;
(2) $y$关于$x$的函数解析式为$\begin{cases}y=20x&(0≤ x≤6)\\y=120&(6<x≤8)\\y=-20x+280&(8<x≤14)\end{cases}$;
(3) 略
【知识点】
一次函数的应用,分段函数,行程问题计算
【点评】
本题结合火车过隧道的实际生活场景,既考查了行程问题中路程、速度、时间的关系,也考查了分段函数的分析与求解,需要学生根据火车的行驶状态合理划分讨论区间,易错点是容易弄错火车过隧道的总路程、分段的时间节点。
【难度系数】
0.65
22. 如图,直线 $ l_1: y=2x+1 $ 与直线 $ l_2: y=mx+4 $ 相交于点 $ P(1,b) $.
(1) 求 $ b,m $ 的值.
(2) 垂直于 $ x $ 轴的直线 $ x=a $ 与直线 $ l_1,l_2 $ 分别交于点 $ C,D $,若线段 $ CD $ 的长为 $ 2 $,求 $ a $ 的值.

(1) 求 $ b,m $ 的值.
(2) 垂直于 $ x $ 轴的直线 $ x=a $ 与直线 $ l_1,l_2 $ 分别交于点 $ C,D $,若线段 $ CD $ 的长为 $ 2 $,求 $ a $ 的值.
答案
22. (1) $\because$ 点 $P(1,b)$ 在直线 $l_1:y=2x+1$ 上,$\therefore b=2×1+1=3$.$\therefore$ 点 $P$ 的坐标为 $(1,3)$.
$\because$ 点 $P(1,3)$ 在直线 $l_2:y=mx+4$ 上,$\therefore 3=m+4$,解得 $m=-1$.
(2) 当 $x=a$ 时,$y_C=2a+1$,$y_D=4-a$.$\because CD=2$,$\therefore |2a+1-(4-a)|=2$,解得 $a=\dfrac{1}{3}$ 或 $a=\dfrac{5}{3}$.$\therefore a$ 的值为 $\dfrac{1}{3}$ 或 $\dfrac{5}{3}$.
$\because$ 点 $P(1,3)$ 在直线 $l_2:y=mx+4$ 上,$\therefore 3=m+4$,解得 $m=-1$.
(2) 当 $x=a$ 时,$y_C=2a+1$,$y_D=4-a$.$\because CD=2$,$\therefore |2a+1-(4-a)|=2$,解得 $a=\dfrac{1}{3}$ 或 $a=\dfrac{5}{3}$.$\therefore a$ 的值为 $\dfrac{1}{3}$ 或 $\dfrac{5}{3}$.
解析
【分析】
(1) 求解b、m的核心依据是“若点在函数图象上,则点的坐标满足对应函数的解析式”:首先将点P的横坐标代入直线$l_1$的解析式,即可算出b的值,得到点P的完整坐标;再将点P坐标代入直线$l_2$的解析式,得到关于m的一元一次方程,求解即可得到m的值。
(2) 垂直于x轴的直线上所有点横坐标相同,因此将x=a分别代入两条直线的解析式,就能得到交点C、D的纵坐标;线段CD的长度为两点纵坐标差的绝对值,据此列绝对值方程,分情况求解即可得到a的所有可能值。
【解析】
(1) $\because$ 点 $P(1,b)$ 在直线 $l_1:y=2x+1$ 上,
$\therefore$ 代入得 $b=2×1+1=3$,即点 $P$ 的坐标为 $(1,3)$。
$\because$ 点 $P(1,3)$ 在直线 $l_2:y=mx+4$ 上,
$\therefore$ 代入得 $3=m×1+4$,解得 $m=-1$。
(2) 当 $x=a$ 时,点C的纵坐标 $y_C=2a+1$,点D的纵坐标 $y_D=-a+4$。
$\because$ 线段 $CD$ 的长为 $2$,且C、D横坐标相同,
$\therefore |2a+1-(4-a)|=2$,整理得 $|3a-3|=2$。
分两种情况:
① $3a-3=2$,解得 $a=\dfrac{5}{3}$;
② $3a-3=-2$,解得 $a=\dfrac{1}{3}$。
【答案】
(1) $b=3$,$m=-1$;
(2) $a$ 的值为 $\dfrac{1}{3}$ 或 $\dfrac{5}{3}$。
【知识点】
1. 一次函数图象上点的坐标特征
2. 绝对值方程求解
3. 一次函数交点问题
【点评】
本题属于一次函数的常规基础题,第一问是点与直线位置关系的基础应用,难度较低;第二问需要注意竖直方向两点距离的计算逻辑,不要遗漏绝对值对应的两种情况,避免出现漏解的错误。
【难度系数】
0.7
(1) 求解b、m的核心依据是“若点在函数图象上,则点的坐标满足对应函数的解析式”:首先将点P的横坐标代入直线$l_1$的解析式,即可算出b的值,得到点P的完整坐标;再将点P坐标代入直线$l_2$的解析式,得到关于m的一元一次方程,求解即可得到m的值。
(2) 垂直于x轴的直线上所有点横坐标相同,因此将x=a分别代入两条直线的解析式,就能得到交点C、D的纵坐标;线段CD的长度为两点纵坐标差的绝对值,据此列绝对值方程,分情况求解即可得到a的所有可能值。
【解析】
(1) $\because$ 点 $P(1,b)$ 在直线 $l_1:y=2x+1$ 上,
$\therefore$ 代入得 $b=2×1+1=3$,即点 $P$ 的坐标为 $(1,3)$。
$\because$ 点 $P(1,3)$ 在直线 $l_2:y=mx+4$ 上,
$\therefore$ 代入得 $3=m×1+4$,解得 $m=-1$。
(2) 当 $x=a$ 时,点C的纵坐标 $y_C=2a+1$,点D的纵坐标 $y_D=-a+4$。
$\because$ 线段 $CD$ 的长为 $2$,且C、D横坐标相同,
$\therefore |2a+1-(4-a)|=2$,整理得 $|3a-3|=2$。
分两种情况:
① $3a-3=2$,解得 $a=\dfrac{5}{3}$;
② $3a-3=-2$,解得 $a=\dfrac{1}{3}$。
【答案】
(1) $b=3$,$m=-1$;
(2) $a$ 的值为 $\dfrac{1}{3}$ 或 $\dfrac{5}{3}$。
【知识点】
1. 一次函数图象上点的坐标特征
2. 绝对值方程求解
3. 一次函数交点问题
【点评】
本题属于一次函数的常规基础题,第一问是点与直线位置关系的基础应用,难度较低;第二问需要注意竖直方向两点距离的计算逻辑,不要遗漏绝对值对应的两种情况,避免出现漏解的错误。
【难度系数】
0.7
23. 某商店分两次购进商品 A,B 进行销售,两次购进同一种商品的进价相同,具体情况如下表所示:

(1) 求商品 A,B 每件的进价.
(2) 商店决定商品 A 以每件 30 元出售,商品 B 以每件 100 元出售.为满足市场需求,需购进商品 A,B 共 1 000 件,且商品 A 的数量不少于商品 B 数量的 4 倍,请你求出获利最大的进货方案,并确定最大利润.
(1) 求商品 A,B 每件的进价.
(2) 商店决定商品 A 以每件 30 元出售,商品 B 以每件 100 元出售.为满足市场需求,需购进商品 A,B 共 1 000 件,且商品 A 的数量不少于商品 B 数量的 4 倍,请你求出获利最大的进货方案,并确定最大利润.
答案
23. (1) 设商品 A 每件的进价为 $x$ 元,商品 B 每件的进价为 $y$ 元.根据题意,得 $\begin{cases}30x+40y=3\ 800,\\40x+30y=3\ 200,\end{cases}$ 解得 $\begin{cases}x=20,\\y=80.\end{cases}$ 答:商品 A 每件的进价为 20 元,商品 B 每件的进价为 80 元.
(2) 设购进商品 B $m$ 件,获得的利润为 $w$ 元,则购进商品 A$(1\ 000-m)$件.根据题意,得 $w=(30-20)(1\ 000-m)+(100-80)m=10m+10\ 000$.$\because$ 商品 A 的数量不少于商品 B 数量的 4 倍,$\therefore 1\ 000-m≥4m$,解得 $m≤200$.$\because$ 在 $w=10m+10\ 000$ 中,$k=10>0$,$\therefore w$ 随 $m$ 的增大而增大.$\therefore$ 当 $m=200$ 时,$w$ 取得最大值,最大值为$10×200+10\ 000=12\ 000$(元).$\therefore$ 当购进商品 A 800 件,商品 B 200 件时,销售利润最大,最大利润为 12 000 元.
(2) 设购进商品 B $m$ 件,获得的利润为 $w$ 元,则购进商品 A$(1\ 000-m)$件.根据题意,得 $w=(30-20)(1\ 000-m)+(100-80)m=10m+10\ 000$.$\because$ 商品 A 的数量不少于商品 B 数量的 4 倍,$\therefore 1\ 000-m≥4m$,解得 $m≤200$.$\because$ 在 $w=10m+10\ 000$ 中,$k=10>0$,$\therefore w$ 随 $m$ 的增大而增大.$\therefore$ 当 $m=200$ 时,$w$ 取得最大值,最大值为$10×200+10\ 000=12\ 000$(元).$\therefore$ 当购进商品 A 800 件,商品 B 200 件时,销售利润最大,最大利润为 12 000 元.
解析
【分析】
(1) 求解商品A、B的进价,可通过设未知数列二元一次方程组解决:从表格中提取两次进货的数量和总费用信息,得到两个等量关系:30件A的进价总和+40件B的进价总和=3800元,40件A的进价总和+30件B的进价总和=3200元,代入未知数列出方程组求解即可。
(2) 求解最大利润的进货方案,属于一次函数最值类问题:首先设购进B商品的数量为m件,可得A商品数量为(1000-m)件,根据“总利润=单件利润×销售数量”分别表示出A、B的总利润,相加得到总利润w关于m的函数表达式;再根据“商品A的数量不少于商品B数量的4倍”列不等式,求出m的取值范围;最后根据一次函数的增减性,结合m的取值范围找到w的最大值,即可得到对应进货方案和最大利润。
【解析】
(1) 设商品A每件的进价为$x$元,商品B每件的进价为$y$元。
根据两次进货的总费用可列方程组:
$\begin{cases}30x+40y=3\ 800\\40x+30y=3\ 200\end{cases}$
解方程组,得$\begin{cases}x=20\\y=80\end{cases}$
(2) 设购进商品B $m$件,获得的总利润为$w$元,则购进商品A的数量为$(1\ 000-m)$件。
根据利润计算公式可得:
$w=(30-20)(1\ 000-m)+(100-80)m=10m+10\ 000$
根据“商品A的数量不少于商品B数量的4倍”,列不等式:
$1\ 000-m≥4m$
解得$m≤200$
在一次函数$w=10m+10\ 000$中,$k=10>0$,因此$w$随$m$的增大而增大,所以当$m=200$时,$w$取得最大值,最大值为$10×200+10\ 000=12\ 000$元,此时购进商品A的数量为$1000-200=800$件。
【答案】
(1) 商品A每件的进价为20元,商品B每件的进价为80元;
(2) 获利最大的进货方案为购进商品A 800件,商品B 200件,最大利润为12000元。
【知识点】
二元一次方程组的应用,一元一次不等式的应用,一次函数最值应用
【点评】
本题是结合实际经营场景的综合应用题,串联了方程、不等式、一次函数三类核心知识点,解题关键是准确提取题干中的等量、不等关系,再利用一次函数的增减性求解最值,能够有效考查学生的信息提取能力和知识综合应用能力。
【难度系数】
0.7
(1) 求解商品A、B的进价,可通过设未知数列二元一次方程组解决:从表格中提取两次进货的数量和总费用信息,得到两个等量关系:30件A的进价总和+40件B的进价总和=3800元,40件A的进价总和+30件B的进价总和=3200元,代入未知数列出方程组求解即可。
(2) 求解最大利润的进货方案,属于一次函数最值类问题:首先设购进B商品的数量为m件,可得A商品数量为(1000-m)件,根据“总利润=单件利润×销售数量”分别表示出A、B的总利润,相加得到总利润w关于m的函数表达式;再根据“商品A的数量不少于商品B数量的4倍”列不等式,求出m的取值范围;最后根据一次函数的增减性,结合m的取值范围找到w的最大值,即可得到对应进货方案和最大利润。
【解析】
(1) 设商品A每件的进价为$x$元,商品B每件的进价为$y$元。
根据两次进货的总费用可列方程组:
$\begin{cases}30x+40y=3\ 800\\40x+30y=3\ 200\end{cases}$
解方程组,得$\begin{cases}x=20\\y=80\end{cases}$
(2) 设购进商品B $m$件,获得的总利润为$w$元,则购进商品A的数量为$(1\ 000-m)$件。
根据利润计算公式可得:
$w=(30-20)(1\ 000-m)+(100-80)m=10m+10\ 000$
根据“商品A的数量不少于商品B数量的4倍”,列不等式:
$1\ 000-m≥4m$
解得$m≤200$
在一次函数$w=10m+10\ 000$中,$k=10>0$,因此$w$随$m$的增大而增大,所以当$m=200$时,$w$取得最大值,最大值为$10×200+10\ 000=12\ 000$元,此时购进商品A的数量为$1000-200=800$件。
【答案】
(1) 商品A每件的进价为20元,商品B每件的进价为80元;
(2) 获利最大的进货方案为购进商品A 800件,商品B 200件,最大利润为12000元。
【知识点】
二元一次方程组的应用,一元一次不等式的应用,一次函数最值应用
【点评】
本题是结合实际经营场景的综合应用题,串联了方程、不等式、一次函数三类核心知识点,解题关键是准确提取题干中的等量、不等关系,再利用一次函数的增减性求解最值,能够有效考查学生的信息提取能力和知识综合应用能力。
【难度系数】
0.7
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