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例题 · 线性定律

线性定律,例题(KBAT)

这组困难的线性定律例题把化简与第二个要求结合起来,两边取倒数拉直 y=xax+by = \frac{x}{ax+b}、处理斜率为分数的幂律再反解出 xx、把指数律化成指数方程。每一题都完整解答并验证。

请先在纸上做每一题,再逐行跟着我们的解答。

这些例题涵盖什么

这组困难的线性定律例题一次要求两件事:一个并不显然的化简,以及用这条直线回答后续问题的第二步。你会两边取倒数来线性化 y=xax+by = \frac{x}{ax+b},处理斜率为分数的幂律再把它反解出一个 xx 值,并把指数律化成一个能精确求解的指数方程。

数字保持干净,让每一行都可检验。盖住解答,在纸上完整做完整题,化简加后续,然后才逐行对照。

如果答案不同,分岔几乎总在化简那一步,先看那里。

例题解析

三题全部做完。每一题都先化简成 Y=mX+cY = mX + c、求出常数,再用它做点什么。

看解答之前先自己完整做一遍。

Q1[5 marks]

变量 xxyyy=xax+by = \frac{x}{ax + b} 联系,其中 aabb 为常数。以 1y\frac{1}{y}1x\frac{1}{x} 作图得到的直线通过 (1x,1y)=(1,5)\left(\frac{1}{x}, \frac{1}{y}\right) = (1, 5)(3,11)(3, 11)

求 (a) aabb 的值,(b) 当 x=6x = 6yy 的值。

Show worked solution

(a) 变量被困在分数里,所以两边取倒数。再把这一个分数拆成两项:

1y=ax+bx=a+b(1x)\frac{1}{y} = \frac{ax + b}{x} = a + b\left(\frac{1}{x}\right)

Y=mX+cY = mX + c 对照,纵轴是 Y=1yY = \frac{1}{y},横轴是 X=1xX = \frac{1}{x}。斜率是 bb,截距是 aa

由两点求斜率:

b=11531=62=3b = \frac{11 - 5}{3 - 1} = \frac{6}{2} = 3

代入点 (1,5)(1, 5) 求截距 aa

5=3(1)+a    a=25 = 3(1) + a \;\Rightarrow\; a = 2

(b) 所以 y=x2x+3y = \frac{x}{2x + 3}。代入 x=6x = 6

y=62(6)+3=615=25y = \frac{6}{2(6) + 3} = \frac{6}{15} = \frac{2}{5}

答案

a=2a = 2b=3b = 3,且当 x=6x = 6y=25y = \frac{2}{5}。用直线检验:在 X=16X = \frac{1}{6} 时,Y=a+bX=2+3(16)=2.5Y = a + bX = 2 + 3\left(\frac{1}{6}\right) = 2.5,所以 y=12.5=25y = \frac{1}{2.5} = \frac{2}{5},一致。

Q2[5 marks]

变量 xxyyy=axny = ax^{n} 联系,其中 aann 为常数。以 lgy\lg ylgx\lg x 作图得到的直线斜率为 12\frac{1}{2},并通过点 (lgx,lgy)=(2,3)(\lg x, \lg y) = (2, 3)

求 (a) aann 的值,(b) 当 y=3000y = 3000xx 的值。

Show worked solution

(a) 两边取 lg\lg,使关系变直:

lgy=nlgx+lga\lg y = n\lg x + \lg a

斜率就是 nn,所以 n=12n = \frac{1}{2}。用给定点 (2,3)(2, 3) 求截距 lga\lg a,再消去对数:

3=12(2)+lga    3=1+lga    lga=2    a=1003 = \tfrac{1}{2}(2) + \lg a \;\Rightarrow\; 3 = 1 + \lg a \;\Rightarrow\; \lg a = 2 \;\Rightarrow\; a = 100

(b) 所以 y=100x1/2=100xy = 100x^{1/2} = 100\sqrt{x}。令 y=3000y = 3000xx,先分离出根号,再两边平方:

100x=3000    x=30    x=302=900100\sqrt{x} = 3000 \;\Rightarrow\; \sqrt{x} = 30 \;\Rightarrow\; x = 30^{2} = 900

答案

n=12n = \frac{1}{2}a=100a = 100,且当 y=3000y = 3000x=900x = 900。检验:100900=100(30)=3000100\sqrt{900} = 100(30) = 3000,符合要求。

分数斜率就意味着根号,这里是平方根,因为 n=12n = \frac{1}{2}

Q3[5 marks]

变量 xxyyy=abxy = ab^{x} 联系,其中 aabb 为常数。以 lgy\lg yxx 作图得到的直线通过 (0,1)(0, 1)(2,7)(2, 7)

求 (a) aabb 的值,(b) 使 y=10000000y = 10\,000\,000xx 值。

Show worked solution

(a) 两边取 lg\lg;指数 xx 作为系数落下来:

lgy=(lgb)x+lga\lg y = (\lg b)x + \lg a

(0,1)(0, 1) 落在纵轴上,因此给出截距:lga=1a=10\lg a = 1 \Rightarrow a = 10。由两点求斜率 lgb\lg b,再消去对数:

lgb=7120=62=3    b=103=1000\lg b = \frac{7 - 1}{2 - 0} = \frac{6}{2} = 3 \;\Rightarrow\; b = 10^{3} = 1000

(b) 所以 y=10(1000)x=10×103x=103x+1y = 10(1000)^{x} = 10 \times 10^{3x} = 10^{\,3x + 1}。把目标写成十的幂,令指数相等:

103x+1=10000000=107    3x+1=7    x=210^{\,3x + 1} = 10\,000\,000 = 10^{7} \;\Rightarrow\; 3x + 1 = 7 \;\Rightarrow\; x = 2

答案

a=10a = 10b=1000b = 1000,且当 y=107y = 10^{7}x=2x = 2。在直线上检验:在 x=2x = 2 时,lgy=3(2)+1=7\lg y = 3(2) + 1 = 7,所以 y=107y = 10^{7},与点 (2,7)(2, 7) 一致。

Q4[5 marks]

变量 xxyyy=px2+qxy = px^{2} + qx 联系,其中 ppqq 为常数。以 yx\frac{y}{x}xx 作图得到的直线通过点 (x,yx)=(1,4)\left(x, \frac{y}{x}\right) = (1, -4)(4,2)(4, 2)

求 (a) ppqq 的值,(b) 使 y=0y = 0 的非零 xx 值。

Show worked solution

(a) 右边有两项都含 xx,所以两边同除以 xxx0x \neq 0),而不是取对数:

yx=px+q\frac{y}{x} = px + q

Y=mX+cY = mX + c 对照,纵轴是 Y=yxY = \frac{y}{x},横轴是 X=xX = x,斜率是 pp,截距是 qq。由两点求斜率:

p=2(4)41=63=2p = \frac{2 - (-4)}{4 - 1} = \frac{6}{3} = 2

代入点 (1,4)(1, -4) 求截距 qq

4=2(1)+q    q=6-4 = 2(1) + q \;\Rightarrow\; q = -6

(b) 所以 y=2x26xy = 2x^{2} - 6x。令 y=0y = 0 并因式分解,这一次不要直接除以 xx,因为 x=0x = 0 本身也是一个真实的根:

2x26x=0    2x(x3)=02x^{2} - 6x = 0 \;\Rightarrow\; 2x(x - 3) = 0

由此得 x=0x = 0x=3x = 3;题目要求的是非零值。

答案

p=2p = 2q=6q = -6,非零根是 x=3x = 3。检验:当 x=3x = 3 时,y=2(3)26(3)=1818=0y = 2(3)^{2} - 6(3) = 18 - 18 = 0,符合要求。

除以 xx 化简的那一刻就丢失了 x=0x = 0 这个根,所以必须直接解原方程才能把它找回来。

Q5[5 marks]

变量 xxyyy=ax+bxy = ax + \frac{b}{x} 联系,其中 aabb 为常数。以 xyxyx2x^{2} 作图得到的直线通过点 (x2,xy)=(1,1)(x^{2}, xy) = (1, -1)(4,8)(4, 8)

求 (a) aabb 的值,(b) 使 xy=23xy = 23 的正数 xx 值。

Show worked solution

(a) 这两项分别是 axaxbx\frac{b}{x},所以两边同乘以 xx 以消去分数:

xy=ax2+bxy = ax^{2} + b

Y=mX+cY = mX + c 对照,纵轴是 Y=xyY = xy,横轴是 X=x2X = x^{2},斜率是 aa,截距是 bb。由两点求斜率:

a=8(1)41=93=3a = \frac{8 - (-1)}{4 - 1} = \frac{9}{3} = 3

代入点 (1,1)(1, -1) 求截距 bb

1=3(1)+b    b=4-1 = 3(1) + b \;\Rightarrow\; b = -4

(b) 所以 xy=3x24xy = 3x^{2} - 4。令 xy=23xy = 23 解出 x2x^{2},再取正的平方根:

3x24=23    3x2=27    x2=9    x=33x^{2} - 4 = 23 \;\Rightarrow\; 3x^{2} = 27 \;\Rightarrow\; x^{2} = 9 \;\Rightarrow\; x = 3

答案

a=3a = 3b=4b = -4,正数解是 x=3x = 3。检验:当 x=3x = 3 时,xy=3(3)24=274=23xy = 3(3)^{2} - 4 = 27 - 4 = 23,符合要求。

由于化简后的方程在 xx 上是二次的,别忘了 x=3x = -3 也是一个解,这里只要求正数根。

Q6[5 marks]

变量 xxyyy2=ax+by^{2} = ax + b 联系,其中 aabb 为常数。以 y2y^{2}xx 作图得到的直线通过点 (1,4)(1, 4)(5,16)(5, 16)

求 (a) aabb 的值,(b) 当 x=8x = 8yy 的两个可能值。

Show worked solution

(a) 变量 yy 以平方的形式出现,不需要取倒数或对数,直接以 y2y^{2}xx 作图:

y2=ax+by^{2} = ax + b

Y=mX+cY = mX + c 对照,纵轴是 Y=y2Y = y^{2},横轴是 X=xX = x,斜率是 aa,截距是 bb。由两点求斜率:

a=16451=124=3a = \frac{16 - 4}{5 - 1} = \frac{12}{4} = 3

代入点 (1,4)(1, 4) 求截距 bb

4=3(1)+b    b=14 = 3(1) + b \;\Rightarrow\; b = 1

(b) 所以 y2=3x+1y^{2} = 3x + 1。代入 x=8x = 8,再两边开平方,平方后的变量总会留下两个根:

y2=3(8)+1=25    y=±5y^{2} = 3(8) + 1 = 25 \;\Rightarrow\; y = \pm 5

答案

a=3a = 3b=1b = 1,当 x=8x = 8y=5y = 5y=5y = -5。检验:3(8)+1=25=52=(5)23(8) + 1 = 25 = 5^{2} = (-5)^{2},两个值都满足方程。

yy 平方来化简关系会掩盖它的正负号,所以只要后续问的是 yy 本身而不是 y2y^{2},答案通常都有两个,除非题目限定了 yy 的正负。

Q7[6 marks]

变量 xxyyy=abx2y = ab^{x^{2}} 联系,其中 aabb 为常数。以 lgy\lg yx2x^{2} 作图得到的直线通过点 (1,3)(1, 3)(4,9)(4, 9)

求 (a) aabb 的值,(b) 使 y=1019y = 10^{19} 的正数 xx 值。

Show worked solution

(a) 变量 xx 藏在指数里,还带着平方,所以两边取 lg\lg,并把新的横轴变量直接取为 x2x^{2} 本身:

lgy=(lgb)x2+lga\lg y = (\lg b)x^{2} + \lg a

Y=mX+cY = mX + c 对照,纵轴是 Y=lgyY = \lg y,横轴是 X=x2X = x^{2},斜率是 lgb\lg b,截距是 lga\lg a。由两点求斜率,再消去对数:

lgb=9341=63=2    b=102=100\lg b = \frac{9 - 3}{4 - 1} = \frac{6}{3} = 2 \;\Rightarrow\; b = 10^{2} = 100

代入点 (1,3)(1, 3) 求截距,再消去对数:

3=2(1)+lga    lga=1    a=103 = 2(1) + \lg a \;\Rightarrow\; \lg a = 1 \;\Rightarrow\; a = 10

(b) 所以 y=10(100)x2=101+2x2y = 10(100)^{x^{2}} = 10^{1 + 2x^{2}}。把目标写成十的幂,令指数相等:

101+2x2=1019    1+2x2=19    x2=9    x=310^{1 + 2x^{2}} = 10^{19} \;\Rightarrow\; 1 + 2x^{2} = 19 \;\Rightarrow\; x^{2} = 9 \;\Rightarrow\; x = 3

答案

a=10a = 10b=100b = 100,正数解是 x=3x = 3。检验:1+2(3)2=1+18=191 + 2(3)^{2} = 1 + 18 = 19,所以 y=1019y = 10^{19},符合要求。

这里的指数是 x2x^{2} 而不是 xx,所以最后求 xx 时除了解指数方程,还要多开一次平方根,比一般的指数律多一层。

Q8[5 marks]

变量 xxyyy=px+qxy = p\sqrt{x} + \frac{q}{\sqrt{x}} 联系,其中 ppqq 为常数。以 yxy\sqrt{x}xx 作图得到的直线通过点 (1,8)(1, 8)(4,14)(4, 14)

求 (a) ppqq 的值,(b) 当 x=36x = 36yy 的值。

Show worked solution

(a) 这两项分别含 x\sqrt{x}1x\frac{1}{\sqrt{x}},所以两边同乘以 x\sqrt{x} 以消去分数:

yx=px+qy\sqrt{x} = px + q

Y=mX+cY = mX + c 对照,纵轴是 Y=yxY = y\sqrt{x},横轴是 X=xX = x,斜率是 pp,截距是 qq。由两点求斜率:

p=14841=63=2p = \frac{14 - 8}{4 - 1} = \frac{6}{3} = 2

代入点 (1,8)(1, 8) 求截距 qq

8=2(1)+q    q=68 = 2(1) + q \;\Rightarrow\; q = 6

(b) 所以 yx=2x+6y\sqrt{x} = 2x + 6。代入 x=36x = 36,再除以 36\sqrt{36} 求出 yy

y36=2(36)+6=78    6y=78    y=13y\sqrt{36} = 2(36) + 6 = 78 \;\Rightarrow\; 6y = 78 \;\Rightarrow\; y = 13

答案

p=2p = 2q=6q = 6,当 x=36x = 36y=13y = 13。检验:yx=2(36)+6=78y\sqrt{x} = 2(36) + 6 = 78,而 13×36=13×6=7813 \times \sqrt{36} = 13 \times 6 = 78,一致。

两边乘以 x\sqrt{x} 而不是平方,能让关系保持对 xx 本身是线性的,所以一旦知道 ppqq,后续只是直接代入。

每一道解答都依靠同一套两段式纪律:干净地化简成 Y=mX+cY = mX + c 并给两轴命名,再读出常数并把它们带入后续。后续正是困难题考验你是否真正重建了原关系,倒数、根号或指数方程,而不是停在直线那一步。

关键方法要点

这三道例题展示了困难的线性定律题如何在化简之上再叠一层后续。多做练习时,记住以下几点。

  • 当变量被困在分数里时,两边取倒数,再把分数拆成独立的各项。
  • y=xax+by = \frac{x}{ax+b},取倒数得 1y=b(1x)+a\frac{1}{y} = b\left(\frac{1}{x}\right) + a,因此以 1y\frac{1}{y}1x\frac{1}{x} 作图。
  • 幂律里分数斜率就是根号:n=12n = \frac{1}{2} 意味着 y=axy = a\sqrt{x};反解时分离根号再平方。
  • 对指数律,把目标写成十的幂,令指数相等,即可精确解出 xx
  • 务必用你的常数重建原关系,再代入给定点加以确认。
  • 由于采用分析式评分,干净的化简与正确的对照即使在后续完成之前,也能拿到方法分。

老师如何帮忙

困难题很少败在化简本身,它们败在化简与后续的衔接处,那里倒数或指数一步常被赶着做。在一对一的课堂上,我们的老师会陪你打磨这个衔接,让你看清从直线读出的常数如何直接喂进你还要解的方程。

我们的老师经验丰富,所以你遇到的是会讲清楚每一步「为什么」的人,而不只是「怎么做」。课程以英语授课,而 SPM 试卷用马来文和英文双语命题,因此这套记号在两种版本里对你都是同一个意思。

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常见问题

y=xax+by = \frac{x}{ax+b} 这样的关系怎么线性化?

两边取倒数得 1y=ax+bx\frac{1}{y} = \frac{ax+b}{x},再把右边拆成 a+b(1x)a + b\left(\frac{1}{x}\right)。现在它是关于 1y\frac{1}{y}1x\frac{1}{x} 的直线,斜率是 bb,截距是 aa

幂律里分数斜率是什么意思?

它意味着指数 nn 是分数,对应一个根号。斜率 12\frac{1}{2} 给出 y=axy = a\sqrt{x}

要从一个 yy 值求 xx,先分离根号再两边平方。

知道 aabb 后,怎么由 y=abxy = ab^{x} 解出 xx

代入常数,把两边写成同底的幂。当 y=103x+1y = 10^{3x+1} 而目标是 10710^{7} 时,令指数相等:3x+1=73x+1 = 7,所以 x=2x = 2

为什么后续在困难题里这么重要?

后续检验你是否重建了原关系,而不只是那条直线。读出斜率与截距只是任务的一半;把它们带入倒数、根号或指数方程,才是拿到后面分数的关键。

来源:SRC-DSKP-EN

作者 spmaddmath.com.my 编辑团队.· 最后更新 5 September 2026

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