探寻一次函数的平移规律
2024-05-15沈昊成
说到平移,大家一定不陌生。如果我们把一次函数图像进行平移,会发生什么呢?
比如,一次函数y=2x。当它的图像向上平移3个单位时,函数表达式为y=2x+3(如图1),平移前后k值不变,b值的变化揭示了平移的方向和距离。正如教材所言:“一次函数y=kx+b的图像可以由正比例函数y=kx的图像向上(b>0)或向下(b<0)平移|b|个单位长度得到”,即“上下平移”的规律。应用此规律可直接写出“上下平移”后的函数表达式。
但你发现了吗?图1中的图像向上平移3个单位,也可以看成向左平移1.5个单位。那么“左右平移”和“上下平移”有什么关系?这两种平移之间可以相互转化吗?我们不妨以图2为例,继续探寻其中的奥秘。
由图2可知:k>0,b>0,直线AB与坐标轴的公共点坐标分别为A(0,b),B(-[bk],0),因此OA=b,OB=[bk](我们称OA、OB为图像平移前后产生的纵横截距)。也就是将y=kx+b向下平移b个单位或者向右平移[bk]个单位都可以得y=kx,而OA∶OB=b∶[bk]=k,则OA=kOB,即纵截距=横截距×k,这样,左右平移就可以转化为上下平移啦!我们来验证下:如图1,y=2x向左平移1.5个单位,就是向上平移1.5×2=3个单位,得y=2x+3,成立。我们再试一个k<0的情况(如图3):y=-0.5x+2向左平移6个单位,则向上平移6×(-0.5)=-3个单位,即向下平移3个单位,得y=-0.5x-1,成立!
我们用y=kx(k>0)形式表达这个“规律”:一次函数y=kx向右平移t个单位,即向下平移kt个单位,新表达式为y=kx-kt=k(x-t);一次函数y=kx向左平移t个单位,即向上平移kt个单位,新表达式为y=kx+kt=k(x+t)。应用此规律,“左右平移”的函数表达式就可以直接写出啦。大家可以再描述k<0的一般情况。
从熟悉的上下平移转化为左右平移,我目睹了“数”与“形”的微妙关联,这个过程真有意思!听老师说,未来我们还要学习更为复杂的函数,在“数形结合”和“转化”的思想带领下,我信心满满!
教师点评:
小沈同学探寻一次函数平移规律,从“上下平移”出发,运用“转化”,找到了与“左右平移”的关系,将教材知识进行了拓展。这种化陌生为熟悉,正是认知未知世界的能力!函数之旅刚刚起步,让我们一起去领略函数的无限风光!
(指导教师:蒋瑾鑫)