方案选择母题:一次函数与分段计费的决策

比较两个计费方案就是比较两个一次函数:找交点、分段讨论。出租车与阶梯水价再演示「先定段、再代入」的分段求值方法。

中考经典题型 / 人教版八年级下册 共 3 种解法 · 覆盖 2 个学段

两种手机流量套餐:A 每月固定月租 88 元,流量每 GB 另收 55 元;B 无月租,流量每 GB 66 元。(1) 写出两种方案月费 yy(元)与月用量 xx(GB)的关系式;(2) 月用量多少 GB 时两方案费用相同?(3) 小明每月大约用 1212 GB,选哪种方案更省钱?省多少元?

答案:yA=8+5xy_A=8+5x,yB=6xy_B=6x;月用量 88 GB 时费用相同(均 4848 元);用 1212 GB 选 A 方案,省 44 元。

前置知识

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必备前置 学本页前须先掌握

适用前提与边界条件

  1. 会写一次函数关系式并画图象
  2. 理解分段计费「每一段用每一段的单价」的规则

知识地图

一道题,3 条路。小学到初中的工具轮番上场,每一步都只是旧知识的新组合。

哪个套餐更划算
小学 初中 高中 大学 列表枚举归纳 列表比较 · 归纳 一元一次方程找分… 一次函数 · 一元一次方程 图象法 一次函数的图象 · 两条直… 贯穿的数学思想 方程思想 不等式思想 数形结合 函数思想 归纳思想

解法① 列表枚举归纳 小学

核心工具:列表比较、归纳

逐个用量算两方案费用:

- 6 GB:A =8+30=38=8+30=38,B =36=36,B 省 2 元 - 8 GB:A =48=48,B =48=48,持平 - 10 GB:A =58=58,B =60=60,A 省 2 元 - 12 GB:A =68=68,B =72=72,A 省 4 元

分界在 8 GB:以内 B 便宜,超过后 A 便宜且差距扩大。小明用 12 GB,选 A 省 4 元。

点睛:不做代数也能「算」出分界点——列表是好习惯,代数式 x−8x-8 正是表里那一列差值。

体现思想:归纳思想

解法② 一元一次方程找分界 初中

核心工具:一次函数、一元一次方程

(1) yA=8+5xy_A=8+5x(x≥0x\geq 0),yB=6xy_B=6x(x≥0x\geq 0)。

(2) 令两方案费用相等:8+5x=6x8+5x=6x,解得 x=8x=8,此时 y=48y=48 元。

(3) 用量超过 8 GB 时比较差值:yB−yA=6x−(8+5x)=x−8y_B-y_A=6x-(8+5x)=x-8,当 x=12x=12 时差为 44,即 B 比 A 贵 4 元,选 A。

点睛:令两式相等找分界点,再用差值判断方向——代数比较一步到位。

体现思想:方程思想、不等式思想

解法③ 图象法 初中

核心工具:一次函数的图象、两条直线的交点

yA=8+5xy_A=8+5x 是过 (0,8)(0,8)、斜率 5 的上升直线;yB=6xy_B=6x 是过原点、斜率 6 的直线。B 起点低但更陡。

两直线交于 (8,48)(8,48):

- x<8x<8 时 B 的图象在下,B 便宜; - x>8x>8 时 A 的图象在下,A 便宜。

小明用 12 GB 落在交点右侧,选 A,省 72−68=472-68=4 元。

点睛:「谁便宜」就是「谁的图象在下」——交点把分段讨论变成一眼可见的位置关系。

体现思想:数形结合、函数思想

思想方法总结

七种解法看似不同,背后是同一套思想在反复起作用:

思想 出现在哪些解法 起什么作用
方程思想 一元一次方程找分界 —
不等式思想 一元一次方程找分界 —
数形结合 图象法 —
函数思想 图象法 —
归纳思想 列表枚举归纳 —

生活应用

这类「条件最值」不是考试专属,生活中到处可见:

  • fen-duan-ji-fei
  • shou-ji-tao-can
  • fang-an-xuan-ze

变式训练

  1. 某市出租车 3 km 内收 10 元,超过 3 km 后每 km 加收 2.4 元。行驶 8 km 应付车费多少元? (提示:10+2.4×(8−3)=2210+2.4\times(8-3)=22 元。)
  2. 阶梯水价:每月 15 吨以内 2.5 元/吨,超出部分 3.8 元/吨。某月用水 20 吨,水费多少元? (提示:15×2.5+5×3.8=37.5+19=56.515\times 2.5+5\times 3.8=37.5+19=56.5 元。)

为什么值得学三种解法

方案选择是「用数学替人做决定」的入门题:费用是用量的一次函数,两个函数的交点就是方案的分水岭。方程版给出精确分界,图象版让「谁便宜」变成看得见的位置关系,列表版则不需要任何代数也能归纳出同样的结论。中考的三问式(写函数—找分界—给建议)就是把这三种思路各考一步;而分段计费变式提醒你:现实中的价格常是折线,先定段,再代入。

几何图形020406080024681012A 方案B 方案两方案费用对比(元)
两方案在 8 GB、48 元处相交,超过 8 GB 后 A 方案费用更低。 绘图能力由 GeoFigure(www.geofigure.cn)提供

正例与反例

✅ 正例

  • 用量 8 GB 时两方案都是 48 元;用量 10 GB 时 A 方案 8+50=588+50=58 元、B 方案 60 元,A 更省。

❌ 反例

  • 「B 无月租所以永远便宜」错:超过 8 GB 后 A 的每 GB 单价更低,用量越大 A 的优势越大。

高频误解与考试易错

  • 只算一个用量就下结论:两种方案各有一段「更便宜」的区间,必须找分界点分段说
  • 分段计费的起点易错:「3 km 内 10 元」指不超过 3 km 都收 10 元,超出部分从第 4 km 才起算
  • 交点意义说不清:交点横坐标是「两方案费用相等的用量」,不是「最优用量」;两侧各选各的方案

常见问题

方案选择题的通用流程是什么?
写出每个方案的费用函数 → 令它们相等求分界点 → 按分界点分段比较 → 按提问的用量落在哪一段给结论。画图象时就是找交点、看上下。
分段计费怎么求值?
先判断用量落在哪一段,再用「前段固定费 + 超出量 × 该段单价」计算,如出租车 8 km:10+2.4×(8−3)=2210+2.4\times(8-3)=22 元。千万不要全程按一个单价算。
不足 1 km 按 1 km 计怎么处理?
先把里程「向上取整」再套公式,如 8.3 km 按 9 km 计。数学上这是取整函数的思想,初中阶段按规则分情况列式即可。
中考怎么考方案选择?
常见三问式:写函数关系式 → 求分界点(或画图象)→ 按给定用量给建议并算出差额;有时再加一问「两种方案费用差不超过 5 元」的取值范围。

依据与出处

  • 人教版(2024 审定)八年级下册 第二十三章《一次函数》
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