八年級(jí)數(shù)學(xué)下冊(cè)11.3用反比例函數(shù)解決問(wèn)題素材(打包26套)新蘇科版.zip
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“反比例函數(shù)”與“閉眼打轉(zhuǎn)問(wèn)題”
“反比例函數(shù)”與“閉眼打轉(zhuǎn)問(wèn)題”,是兩件風(fēng)馬牛不相及的事情,怎么會(huì)扯上關(guān)系?同學(xué)們別急!看了下面這段故事,你會(huì)感受到反比例函數(shù)的“神奇力量”,你會(huì)覺(jué)得數(shù)學(xué)是那么的“酷”!
? 相傳公元1896年,挪威生理學(xué)家古德貝爾對(duì)閉眼打轉(zhuǎn)的問(wèn)題進(jìn)行了深入的研究。他收集了大量事例后分析說(shuō):這一切都是由于人自身兩條腿在作怪!長(zhǎng)年累月養(yǎng)成的習(xí)慣,使每個(gè)人一只腳伸出的步子,要比另一只腳伸出的步子長(zhǎng)一段微不足道的距離。而正是這一段很小的步差x,導(dǎo)致了這個(gè)人走出一個(gè)半徑為y的大圈子!
現(xiàn)在我們來(lái)研究一下x與y之間的函數(shù)關(guān)系:
假定某人兩腳踏線間相隔為d。很明顯,當(dāng)人在打圈子時(shí),兩只腳實(shí)際上走出了兩個(gè)半徑相差為d的同心圓。設(shè)該人平均步長(zhǎng)為。那么,一方面這個(gè)人外腳比內(nèi)腳多走路程;另一方面,這段路程又等于這個(gè)人走一圈的步數(shù)與步差的乘積,即, 化簡(jiǎn)得?
對(duì)一般的人,d=0.1米,=0.7米,代入得 (米)
這就是所求的迷路人打圈子的半徑公式,它是一個(gè)反比例函數(shù)!
假如設(shè)迷路人兩腳差為0.1毫米,那么僅此微小的差異,就足以使他在大約三公里的范圍內(nèi)繞圈子!
看到這里,你是否被神奇的反比例函數(shù)所折服!且慢,我們?cè)賮?lái)看一個(gè)有趣的游戲:
在世界著名的水都威尼斯,有個(gè)馬爾克廣場(chǎng)。廣場(chǎng)的一端有一座寬82米的雄偉教堂。教堂的前面是一片開(kāi)闊地。這片開(kāi)闊地經(jīng)常吸引著四方游人到這里做一種奇特的游戲:把眼睛蒙上,然后從廣場(chǎng)的一端向另一端教堂走去,看誰(shuí)能到達(dá)教堂的正前面!
奇怪的是,盡管這段距離只有175米,但卻沒(méi)有一名游客能幸運(yùn)地做到這一點(diǎn)!全都走成了弧線,或左或右,偏斜到了一邊!
為什么是這樣呢?我們就先來(lái)計(jì)算一下,當(dāng)人們閉起眼睛,從廣場(chǎng)一端中央的M點(diǎn)抵達(dá)教堂CD的最小的弧半徑是多少。如下圖,注意到矩形邊(米),(米)。那么上述問(wèn)題,無(wú)疑相當(dāng)于幾何中的以下命題:
已知:在矩形中(米),為邊的中點(diǎn),(米),求弧所在圓的半徑。
在解這個(gè)問(wèn)題之前,先介紹一下同學(xué)們馬上要學(xué)的勾股定理:直角三角形中,兩直角邊的平方和等于斜邊的平方。(為什么有這個(gè)美妙的結(jié)論,請(qǐng)同學(xué)們預(yù)習(xí)接下來(lái)學(xué)習(xí)的內(nèi)容)
下面我們一起來(lái)解決問(wèn)題:
如圖,由于是直角三角形,于是由勾股定理有
即
解這個(gè)方程,得
這就是說(shuō),游人要想成功,他所走的弧線半徑必須不小于 394米。那么就讓我們?cè)儆?jì)算一下,要達(dá)到上述要求,游人的兩腳的步差需要什么限制。根據(jù)公式:,因?yàn)?,所以(米?0.35(毫米)
? 這表明游人的兩只腳的步差必須小于0.35毫米,否則是不可能成功的!然而,在閉上眼睛的前提下,使兩腳的步差這么小一般人是辦不到的,這便是在游戲中為什么沒(méi)有人能被蒙上眼睛走到教堂前面的道理。
同學(xué)們,看到這里你是否覺(jué)得數(shù)學(xué)真的很有用!那么,讓我們一起努力學(xué)習(xí)吧。
2
你犯過(guò)這樣的錯(cuò)誤嗎?
反比例函數(shù)是八年級(jí)數(shù)學(xué)的重要內(nèi)容之一,更是歷年中考的熱點(diǎn)。但初學(xué)者由于概念理解上的偏差、研究增減性時(shí)不分象限(籠統(tǒng)地說(shuō):當(dāng)時(shí),y隨x的增大而減小,或當(dāng)時(shí),y隨x的增大而增大)和數(shù)形分離(不會(huì)在函數(shù)圖像中發(fā)現(xiàn)并采集相關(guān)信息)等現(xiàn)象,經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一些不必要的錯(cuò)誤,不知你是否也犯過(guò)下面的錯(cuò)誤:
一、忽視反比例函數(shù)成立的條件“k是常數(shù),且”
例1.若函數(shù)是反比例函數(shù),則k的值為( )
A. B. C.或 D.或
錯(cuò)解:∵是反比例函數(shù),
∴,解得,.故選C.
剖析:根據(jù)反比例函數(shù)定義可知,反比例函數(shù)(或)中存在著隱含條件“”.本題的錯(cuò)誤原因是只考慮到反比例滿足這一條件,而忽視了隱含條件“”.
正解:由題意得,,解得,.
當(dāng)時(shí),(符合題意)
當(dāng)時(shí),(不符合題意,舍去)
所以時(shí),是反比例函數(shù),故選C.
二、數(shù)形分離,顧此失彼
例2.如圖(1),P是反比例函數(shù)的圖像上一點(diǎn),過(guò)P向x軸,y軸引垂線,若S陰影=5,則此函數(shù)圖像的解析式為 .
錯(cuò)解:設(shè)P點(diǎn)的坐標(biāo)為(x0,y0),則,解得.
∴或.
剖析:上述解題過(guò)程中沒(méi)有考慮到圖像信息而導(dǎo)致錯(cuò)誤.仔細(xì)觀察圖像,不難發(fā)現(xiàn)雙曲線在第二、四象限,所以.
正解:由陰影部分的面積等于5,得,解得.
∵的圖像在第二、四象限,∴,即.
三、實(shí)際問(wèn)題中忽視自變量的取值范圍
例3.甲、乙兩地相距100千米,一輛汽車從甲地開(kāi)往乙地,把汽車到達(dá)乙地所用的時(shí)間t(小時(shí))表示汽車速度v(千米/時(shí))的函數(shù),并畫(huà)出圖像。
錯(cuò)解:由,得。所畫(huà)圖像,如圖(2)所示:
剖析:由自變量的實(shí)際意義可知,函數(shù)圖像只能在第1象限內(nèi)。解答本題容易忽視自變量這一隱含條件,導(dǎo)致把整個(gè)圖像都畫(huà)出來(lái)。
正解:由,得, 且。
用描點(diǎn)法畫(huà)出如圖(3)的圖像所示:
為避免再犯以上錯(cuò)誤,筆者建議你在學(xué)習(xí)時(shí)關(guān)注以下幾個(gè)方面:
1.利用反比例函數(shù)關(guān)系式解決問(wèn)題時(shí),注意這一限制條件.
2.解與實(shí)際問(wèn)題相關(guān)的圖像題時(shí),要關(guān)注自變量的實(shí)際意義,不能擴(kuò)大或縮小其取值范圍.
3.利用反比例函數(shù)的性質(zhì)比較大小時(shí),如果兩點(diǎn)不在同一個(gè)象限時(shí),需要根據(jù)圖像作出合理的判斷,切不可用所謂的“性質(zhì)”比較大小.
4.畫(huà)函數(shù)的圖像時(shí),要注意自變量不等于0這一隱含條件,不能出現(xiàn)圖像與坐標(biāo)軸有交點(diǎn)等現(xiàn)象.
2
利用反比例函數(shù)關(guān)系式求值
對(duì)于某些與反比例函數(shù)有關(guān)的求值問(wèn)題,靈活巧用反比例函數(shù)關(guān)系式,可找到很好的解題途徑.
例1(陜西?。┮阎狝(,),B(,)兩點(diǎn)都在圖像上.若=-3,則的值為_(kāi)_____.
分析:用的代數(shù)式表示、用的代數(shù)式表示,將求的值轉(zhuǎn)化為求與有關(guān)的代數(shù)式的值.
解:由A(,),B(,)兩點(diǎn)都在圖像上,
那么=,=.
因?yàn)椋剑?,
所以==-12.
例2 (四川省自貢市)兩個(gè)反比例函數(shù)和在第一象限內(nèi)的圖像如圖所示,點(diǎn)、、、…,在反比例函數(shù)的圖像上,它們的橫坐標(biāo)分別是,,,…,,縱坐標(biāo)分別是1,3,5,…,共2010個(gè)連續(xù)奇數(shù),過(guò)點(diǎn)、、、…,分別作軸的平行線,與的圖像的交點(diǎn)依次是、,、…、,則=______.
分析:注意到點(diǎn)是反比例函數(shù)上的一點(diǎn),要求的值,應(yīng)先確定的值.又是反比例函數(shù)上的點(diǎn)的橫坐標(biāo),那么應(yīng)先確定點(diǎn)的縱坐標(biāo).
解:依題意,點(diǎn)、、、…,的縱坐標(biāo)為從1開(kāi)始的連續(xù)2010個(gè)奇數(shù).
所以點(diǎn)的縱坐標(biāo)為2×2010-1=4019.
因?yàn)辄c(diǎn)(,4019)在反比例函數(shù)的圖像上,
所以,.
因?yàn)辄c(diǎn)在反比例函數(shù)的圖像上,
所以.
例3 (浙江省衢州市)已知是正整數(shù),是反比例函數(shù)圖像上的一列點(diǎn),其中=1,=2,…,=,記,,…,,且,則的值是_______.
分析:從消元入手,用的代數(shù)式分別表示,,,…,,這樣,, ,,…也可用的代數(shù)式表示,接下來(lái),只要求的值.
解:由是反比例函數(shù)圖像上的一點(diǎn),得.
因?yàn)椋?,=2,…,=10,
所以,,,…,.
所以,,,….
所以
因?yàn)椋?
所以,=2,.
所以.
3
反比例函數(shù)中考題賞析
隨著課程改革的進(jìn)一步推進(jìn),有關(guān)反比例函數(shù)的考題出現(xiàn)了不少新題型,命題者往往給出一些新情境,設(shè)置一些新問(wèn)題,以考查同學(xué)們的應(yīng)變能力和創(chuàng)新能力.現(xiàn)就中考試題中的有關(guān)反比例函數(shù)的新題型,精選兩例析解如下,供同學(xué)們鑒賞:
例1 如圖,,,……在函數(shù)的圖像上,,,,……都是等腰直角三角形,斜邊、、,……都在軸上
(1)求的坐標(biāo);
(2)求的值.
分析:通過(guò)解直線OP1、A1P2、A2P3、……A9P10所對(duì)應(yīng)的函數(shù)解析式與反比例函數(shù)的聯(lián)列方程組,可以分別求得點(diǎn)P1、P2、P3的坐標(biāo),再通過(guò)點(diǎn)P1、P2、P3的坐標(biāo)來(lái)探求坐標(biāo)之間的規(guī)律,從而使問(wèn)題得以解決.
解:(1)由題意可知直線OP1的解析式為,
解方程組得到點(diǎn)P1的坐標(biāo)為(2,2),
(2)因?yàn)槭堑妊苯侨切?故可設(shè)直線P1A1的解析式為
由直線過(guò)點(diǎn)P1(2,2),代入可得b=4, 從而直線P1A1的解析式為
令可以求得點(diǎn)A1的坐標(biāo)為(4,0),又可以得到直線A1P2的解析式為,解方程組:得到點(diǎn)P2的坐標(biāo)為()
同理可以求得點(diǎn)P3的坐標(biāo)為()
由,,……
可以得到, 從而可以得到
=
=.
評(píng)注:這道題是由05年江蘇南通的一道中考題演變而來(lái),題設(shè)條件、圖形都一模一樣,可所求結(jié)論增加了難度.江蘇南通的那道題只要求點(diǎn)A2的坐標(biāo),而現(xiàn)在這道題不僅要求點(diǎn)的坐標(biāo),還要求的值.這可以看出命題者的匠心獨(dú)運(yùn)、用心良苦.當(dāng)然江蘇南通那道題的解題思路也為現(xiàn)在這道題作了鋪墊.
求函數(shù)圖像交點(diǎn)坐標(biāo),可以通過(guò)解函數(shù)圖像所對(duì)應(yīng)解析式的聯(lián)立方程組,方程組的解就是函數(shù)圖像交點(diǎn)坐標(biāo);當(dāng)所求和的項(xiàng)比較多時(shí),不必一一求出,可通過(guò)觀察分析前幾項(xiàng),探求它們之間的規(guī)律,可使問(wèn)題化繁為簡(jiǎn),事半功倍.
例2已知:等腰三角形OAB在直角坐標(biāo)系中的位置如圖,點(diǎn)A的坐標(biāo)為(),點(diǎn)B的坐標(biāo)為(-6,0).
(1)若三角形OAB關(guān)于y軸的軸對(duì)稱圖形是三角形O,
請(qǐng)直接寫出A、B的對(duì)稱點(diǎn)的坐標(biāo);
(2)若將三角形沿x軸向右平移a個(gè)單位,此時(shí)點(diǎn)A
恰好落在反比例函數(shù)的圖像上,求a的值;
(3)若三角形繞點(diǎn)O按逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)度().
①當(dāng)=時(shí)點(diǎn)B恰好落在反比例函數(shù)的圖像上,求k的值.
②問(wèn)點(diǎn)A、B能否同時(shí)落在①中的反比例函數(shù)的圖像上,若能,求出的值;若不能,請(qǐng)說(shuō)明理由.
分析:(1)根據(jù)坐標(biāo)系中關(guān)于y軸對(duì)稱的點(diǎn)縱坐標(biāo)相同,橫坐標(biāo)互為相反數(shù),易得點(diǎn)的坐標(biāo);(2)根據(jù)圖形沿x軸平移,縱坐標(biāo)不變,可以求得點(diǎn)A落在反比例函數(shù)的圖像上時(shí)所對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo),再與平移前的橫坐標(biāo)相比較,得到平移的單位a的值.
(3)分別求得△繞點(diǎn)O按逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)300,600時(shí),A、B對(duì)應(yīng)點(diǎn)的坐標(biāo),再代入反比例函數(shù),求得的值和進(jìn)行驗(yàn)證.
解:(1)點(diǎn)的坐標(biāo)為
(2)將點(diǎn)A的縱坐標(biāo)代入反比例函數(shù) , 即
得到對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo) ,平移前的橫坐標(biāo)為,平稱后的橫從標(biāo)為,
所以△沿x軸向右平移了個(gè)單位, 即
(3) ①將△繞點(diǎn)O按逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)300,此時(shí)對(duì)應(yīng)點(diǎn)B//的坐標(biāo)為 ,
將B//的坐標(biāo)代入反比例函數(shù),即 解得:
② 能將△繞點(diǎn)O按逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)600,
,對(duì)應(yīng)點(diǎn)的坐標(biāo)分別是,
經(jīng)經(jīng)驗(yàn):它們都在的圖像上, ∴
評(píng)注:這道題涉及到等腰三角形、軸對(duì)稱、平移、旋轉(zhuǎn)、點(diǎn)的坐標(biāo)和反比例函數(shù)等諸多知識(shí)點(diǎn).在坐標(biāo)系中,關(guān)于軸對(duì)稱的點(diǎn),橫坐標(biāo)相同,縱坐標(biāo)互為相反數(shù),關(guān)于軸對(duì)稱的點(diǎn),縱坐標(biāo)相同,橫坐標(biāo)互為相反數(shù);圖形在坐標(biāo)系中沿軸方向平移,縱坐標(biāo)不變,沿軸方向平移,橫坐標(biāo)不變;點(diǎn)的坐標(biāo)滿足函數(shù)關(guān)系式,點(diǎn)就在函數(shù)圖像上,點(diǎn)的坐標(biāo)不滿足函數(shù)關(guān)系式,點(diǎn)就不在函數(shù)圖像上.
3
反比例函數(shù)中的面積定值
在新課標(biāo)中考試卷中,常有不少的試題涉及到反比例函數(shù)圖像中的面積問(wèn)題。眾所周知,反比例函數(shù)的本質(zhì)特征是變量y與變量x的乘積是有關(guān)常數(shù)k(定值),由此不難得到反比例函數(shù)的有關(guān)重要性質(zhì):
若A點(diǎn)是反比例函數(shù)圖像上的任意一點(diǎn),且AB垂直
于x軸,垂足為B,AC垂直于y軸,垂足為C(如圖1所示),
則矩形面積=|k|。
若連接AO ,則有
現(xiàn)舉例說(shuō)明這些結(jié)論的應(yīng)用。
例1.(內(nèi)江市中考題)如圖2,反比例函數(shù)圖像上一點(diǎn)A與坐標(biāo)軸圍成的矩形ABOC的積是8 ,則該反比例函數(shù)的解析式為 .
分析:由圖像在第一、三象限知,反比例函數(shù)中的k>0,又由上述結(jié)論知|k|=8,故k=8,從而反比例函數(shù)的解析式為
例2.(呼和浩特市中考題)如圖3,P是反比例函數(shù)(k>0)的圖像上的任意一點(diǎn),過(guò)P作x軸的垂線,垂足為M,已知=2.
(1)求k的值;
(2)若直線y=x與反比例函數(shù)的圖像在第一象限內(nèi)交于A點(diǎn),求過(guò)點(diǎn)A和點(diǎn)B的直線的解析式。
分析:(1)由=|k|=2且k>0,知k=4.
(2)解有x=2,y=2.又A點(diǎn)在第一象限內(nèi),故
A點(diǎn)的坐標(biāo)為(2,2)。設(shè)所求直線的解析式為y=kx+b,由它過(guò)A(2,2)和B(0,2),有所以所求的直線解析式為y=2x-2.
例3.(成都市中考題)如圖4,已知反比例函數(shù)(k<0)的圖像經(jīng)過(guò)點(diǎn)A(-,m)過(guò)點(diǎn)A作ABx軸于點(diǎn)B,且△AOB的面積為。求k和m的值.
分析:由=|k|=且k<0知:k=。將x=代入y=有y=2,故m=2.
例4.(福州市中考題)如圖5,已知:正方形OABC的面積為9,點(diǎn)O為坐標(biāo)原點(diǎn),點(diǎn)A在軸上,點(diǎn)C在y軸上,點(diǎn)B、P(,)在函數(shù)(>0, >0)的圖像上,過(guò)P點(diǎn)分別作軸、y軸的垂線,垂足分別為E、F,并設(shè)矩形OEPF和正方形OABC不重合部分的面積為s.
(1)求B點(diǎn)坐標(biāo)和的值;
(2)當(dāng)=時(shí),求點(diǎn)P的坐標(biāo);
(3)寫出s關(guān)于的函數(shù)關(guān)系式.
解:(1)依題意,設(shè)B點(diǎn)坐標(biāo)為(x,y),則有S正方形OABC
=xy=9,得x=y=3,即B(3,3),因?yàn)閗=xy,所以k=9;
(2)設(shè)PF交AB于G,當(dāng)m>3時(shí),由點(diǎn)P(m,n)在y=上,有S矩形OEPF=mn=9,S矩形OAGF=3n,由已知S=9-3n=,所以n=,m=6.故P1(6,);當(dāng)m<3時(shí),同理可求得P2(,6);
(3)當(dāng)0< m<3時(shí),因?yàn)镻(m,n),所以S矩形OECG=3m,所以S=S矩形OEPF-S矩形OEGC,即S=9-3m(0< m<3);當(dāng)m≥3時(shí),因?yàn)镻(m,n),所以S矩形OAGF=3n,又mn=9,n=,所以S=9-3n=9-,即S=9-(m≥3).
練習(xí)題
(江蘇省泰州市中考題)如圖6,正比例函數(shù)y=kx(k>0)與反比例函數(shù)的圖像相交于A、C兩點(diǎn),ABx軸于B,CDx軸于D,試說(shuō)明四邊形ABCD 的面積為常數(shù)。
(參考答案:)
4
反比例函數(shù)圖像信息型應(yīng)用題例析
函數(shù)圖像是溝通函數(shù)解析式與性質(zhì)之間關(guān)系的一座橋梁,正確認(rèn)識(shí)并利用好圖像是解決函數(shù)問(wèn)題的關(guān)鍵所在.下面以2道中考題為例加以說(shuō)明,供同學(xué)們復(fù)習(xí)時(shí)參考.
例1、如圖,奧運(yùn)圣火抵達(dá)某市奧林匹克廣場(chǎng)后,沿圖中直角坐標(biāo)系中的一段反比例函數(shù)圖像傳遞.動(dòng)點(diǎn)表示火炬位置,火炬從離北京路10米處的點(diǎn)開(kāi)始傳遞,到離北京路1000米的點(diǎn)時(shí)傳遞活動(dòng)結(jié)束.迎圣火臨時(shí)指揮部設(shè)在坐標(biāo)原點(diǎn)(北京路與奧運(yùn)路的十字路口),為少先隊(duì)員鮮花方陣,
(1)求圖中反比例函數(shù)的關(guān)系式(不需寫出自變量的取值范圍);
(2)當(dāng)鮮花方陣的長(zhǎng)是寬的4倍時(shí),確定此時(shí)火炬的位置(用坐標(biāo)表示);
(火炬)
y
M
x
N
A
T
B
O
奧林匹克廣場(chǎng)
北
京
路
鮮花
方陣
(指揮部)
奧運(yùn)路
(3)設(shè),用含的代數(shù)式表示火炬到指揮部的距離;當(dāng)火炬離指揮部最近時(shí),確定此時(shí)火炬的位置(用坐標(biāo)表示).
解析:(1)設(shè)反比例函數(shù)為.方陣始終保持矩形形狀且面積恒為10000平方米(路線寬度均不計(jì)).所以,.
(2)設(shè)鮮花方陣的寬為米,則寬為4m米,由題意得:4m2=10000,m=50,m=-50(舍?。┧源藭r(shí)火炬的坐標(biāo)為或.
(3),在中,
.所以當(dāng)時(shí),最小,此時(shí),又,,,,且..
例2、為了預(yù)防流感,某學(xué)校在休息天用藥熏消毒法對(duì)教室進(jìn)行消毒。已知藥物釋放過(guò)程中,室內(nèi)每立方米空氣中的含藥量y(毫克)與時(shí)間t(小時(shí))成正比;藥物釋放完畢后,y與t的函數(shù)關(guān)系式為(a為常數(shù)),如圖所所示,據(jù)圖中提供的信息,解答下列問(wèn)題:
(1)寫出從藥物釋放開(kāi)始,y與t之間的兩個(gè)函數(shù)關(guān)系式及相應(yīng)的自變量取之范圍;
(2)據(jù)測(cè)定,當(dāng)空氣中每立方米的含藥量降低到0.25毫克以下時(shí),學(xué)生方可進(jìn)入教室,那么從藥物釋放開(kāi)始,至少需要經(jīng)過(guò)多少小時(shí)后,學(xué)生才能進(jìn)入教室?
解析:(1)由點(diǎn)P的坐標(biāo)(3,)可求出反比例函數(shù)的關(guān)系式為(x>), 則當(dāng)y=1時(shí),x=,設(shè)正比例函數(shù)的關(guān)系式為,把點(diǎn)(,1)代入可得k=,即正比例函數(shù)的關(guān)系式為(≥x≥0);
(2)把y=0.25代入反比例函數(shù)(x>),得x=6,所以至少要經(jīng)過(guò)6個(gè)小時(shí)后學(xué)生才能進(jìn)入教室。
練習(xí):1、如圖,某一蓄水池每小時(shí)的排水量(m/h)與排完水池中的水所用時(shí)間(h)之間的函數(shù)圖像.
(1)寫出此函數(shù)圖像的解析式;
(2)若要用6 h排完水池的水,那么每小時(shí)的排水量是多少?
2、某??萍夹〗M進(jìn)行野外考察,途中遇到一片十幾米寬的爛泥濕地.為了安全、迅速通過(guò)這片濕地,他們沿著前進(jìn)路線鋪了若干塊木塊,構(gòu)筑成一條臨時(shí)近道.木板對(duì)地面的壓強(qiáng)是木板面積的反比例函數(shù),其圖像如下圖所示.
0
200
400
600
4
3
2.5
2
1.5
1
(1)請(qǐng)直接寫出這一函數(shù)表達(dá)式和自變量取值范圍;
(2)當(dāng)木板面積為時(shí),壓強(qiáng)是多少?
(3)如果要求壓強(qiáng)不超過(guò),木板的面積至少
要多大?
答案:
1、(1)根據(jù)函數(shù)圖像可知,它是一個(gè)反比例函數(shù)圖像,即設(shè)函數(shù)解析式為,又因?yàn)辄c(diǎn)(12,4)在函數(shù)圖像上,所以4=,解得k=48,函數(shù)解析式是,
(2)當(dāng)t=6小時(shí)時(shí),代入中,得=8,即每小時(shí)的排水量是立方米.
分析:這是一道以物理學(xué)中力學(xué)知識(shí)為背景的試題.
2、(1).
(2)當(dāng)時(shí),.即壓強(qiáng)是.
(3)由題意知,,所以S≥0.1,即木板面積至少要有.
3
反比例函數(shù)在實(shí)際生活中的運(yùn)用
反比例函數(shù)和其它函數(shù)一樣,在我們的日常生活中有著廣泛的應(yīng)用.那么如何才能正確在利用反比例函數(shù)的關(guān)系來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題呢?具體地說(shuō)應(yīng)從以下兩個(gè)方面入手:
一、正確地探求兩個(gè)變量之間的關(guān)系
和利用其它函數(shù)解決實(shí)際問(wèn)題一樣,要利用反比例函數(shù)的關(guān)系解決實(shí)際問(wèn)題,只要求能夠正確地探求兩個(gè)變量之間的關(guān)系.探索反比例函數(shù)中的兩個(gè)變量之間的關(guān)系同樣和列方程解應(yīng)用題一樣,即弄清題意和題目中的數(shù)量關(guān)系,找到能夠表示應(yīng)用題全部含義的一個(gè)相等的關(guān)系,根據(jù)這個(gè)相等的數(shù)量關(guān)系式,列出所需的代數(shù)式,從而列出兩個(gè)變量之間的關(guān)系式.常見(jiàn)的表示數(shù)量之間的關(guān)系有以下幾種情形:
(1)和、差、倍、分問(wèn)題,即兩數(shù)和=較大的數(shù)+較小的數(shù),較大的數(shù)=較小的數(shù)×倍數(shù)±增(或減)數(shù).
(2)行程類問(wèn)題,即路程=速度×?xí)r間.
(3)工程類問(wèn)題,即工作量=工作效率×工作時(shí)間.
(4)濃度類問(wèn)題,即溶質(zhì)質(zhì)量=溶液質(zhì)量×濃度.
(5)分配類問(wèn)題,即調(diào)配前后總量不變,調(diào)配后雙方有新的倍比關(guān)系.
(6)等積類問(wèn)題,即變形前后的質(zhì)量(或體積)不變.
(7)數(shù)字類問(wèn)題,即有若個(gè)位上數(shù)字為a,十位上的數(shù)字為b,百位上的數(shù)字為c,則這三位數(shù)可表示為100c+10b+a,等等.
(8)經(jīng)濟(jì)類問(wèn)題,即利息=本金×利率×期數(shù);本息和=本金+利息=本金+本金×利率×期數(shù);稅后利息=本金×利率×期數(shù)×(1-利息稅率);商品的利潤(rùn)=商品的售價(jià)-商品的進(jìn)價(jià);商品的利潤(rùn)率=×100%.
(9)增長(zhǎng)(或降低)率問(wèn)題,即實(shí)際生產(chǎn)數(shù)=計(jì)劃數(shù)×[1+增長(zhǎng)率(或-減少率)],增長(zhǎng)率=×100%.
(10)圖形類問(wèn)題,即根據(jù)圖形的特征,結(jié)合規(guī)范圖形的周長(zhǎng)公式、面積公式、體積公式等等.
二、注意典型習(xí)題的訓(xùn)練和鞏固
為了能幫助同學(xué)們正確地利用反比例函數(shù)來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題,現(xiàn)歸類說(shuō)明如下:
(一)在行程類問(wèn)題中的應(yīng)用
例1 小華的爸爸早晨騎自行車帶小華到15千米的鎮(zhèn)外去趕集,回來(lái)時(shí)讓小華乘公共汽車,用的時(shí)間少了.假設(shè)兩人經(jīng)過(guò)的路程一樣,而且自行車和汽車的速度在行駛過(guò)程中都不變,爸爸要小華找出從家里到鎮(zhèn)上的時(shí)間和乘坐不同交通工具的速度之間的關(guān)系.
簡(jiǎn)析 設(shè)小華乘坐交通工具的速度是v千米/時(shí),從家里到鎮(zhèn)上的時(shí)間是t小時(shí).因?yàn)樵趧蛩龠\(yùn)動(dòng)中,時(shí)間=路程÷速度,所以,從這個(gè)關(guān)系式中發(fā)現(xiàn):路程一定時(shí),時(shí)間t就是速度v的反比例函數(shù).即速度增大了,時(shí)間變小;速度減小了,時(shí)間增大.自變量v的取值是v>0.
(二)在平面圖形中的應(yīng)用
例2在□ABCD中,AB=4cm,BC=1cm,E是CD邊上一動(dòng)點(diǎn),AE、BC的延長(zhǎng)線交于點(diǎn)F,設(shè)DE=x(cm),BF=y(cm).求y與x之間的函數(shù)關(guān)系式,并寫出自變量x的取值范圍.
簡(jiǎn)析 四邊形ABCD是平行四邊形,所以AD∥CF,即,所以,則,此時(shí)自變量x的取值范圍是0< x<4.
(三)在立體圖形中的應(yīng)用
例3一個(gè)長(zhǎng)方體的體積是100立方厘米,它的長(zhǎng)是y厘米,寬是5厘米,高是x厘米.
(1)寫出用高表示長(zhǎng)的函數(shù)關(guān)系式;
(2)寫出自變量x的取值范圍;
簡(jiǎn)析 (1)因?yàn)?00=5xy,所以.(2)由于長(zhǎng)方體的棱長(zhǎng)是正值,所以x>0.
?。ㄋ模┰谖锢韺W(xué)上的應(yīng)用
例4一定質(zhì)量的氧氣,它的密度ρ(kg/m3)是它的體積V( m3) 的反比例函數(shù), 當(dāng)V=10m3時(shí), ρ=1.43kg/m3. (1)求ρ與V的函數(shù)關(guān)系式;(2)求當(dāng)V=2m3時(shí)求氧氣的密度ρ.
簡(jiǎn)析?。?)設(shè)ρ= ,當(dāng)V=10m3時(shí), ρ=1.43kg/m3,所以1.43= ,即k=14.3,所以ρ與V的函數(shù)關(guān)系式是ρ=;(2)當(dāng)V=2m3時(shí), ρ==7.15(kg/m3),所以當(dāng)V=2m3時(shí),氧氣的密度為7.15(kg/m3).
(五)日常生活中的問(wèn)題
例5 你吃過(guò)拉面嗎?實(shí)際上在做拉面的過(guò)程中就滲透著數(shù)學(xué)知識(shí):一定體積的面團(tuán)做成拉面,面條的總長(zhǎng)度y(m)是面條的粗細(xì)(橫截面積)s(mm2)的反比例函數(shù),其圖像如圖所示.
(1)寫出y與s的函數(shù)關(guān)系式;
(2)求當(dāng)面條粗1.6mm2時(shí),面條的總長(zhǎng)度是多少米?
簡(jiǎn)析(1)依題意,結(jié)合圖像,不妨設(shè)反比例函數(shù)的解析式為y=(k≠0,s≥0),由于圖像經(jīng)過(guò)點(diǎn)(4,32),則有32=,所以k=128,即y與s的函數(shù)關(guān)系式為y=(s≥0),(2)當(dāng)面條粗s=1.6mm2時(shí),面條的總長(zhǎng)度是y=80(mm)=0.8(m).
3
反比例函數(shù)在物理上的應(yīng)用
新課程標(biāo)準(zhǔn)指出:使學(xué)生學(xué)會(huì)用數(shù)學(xué)的思維方式去觀察、分析現(xiàn)實(shí)社會(huì),去解決其他學(xué)科中的問(wèn)題,這充分體現(xiàn)了數(shù)學(xué)在各科中的“工具性”的作用,符合新課程改革的理念,課改實(shí)驗(yàn)區(qū)的命題在考查“反比例函數(shù)”的知識(shí)點(diǎn)時(shí)就大量的融合了“物理”學(xué)科的相關(guān)問(wèn)題,本文采楫幾例加以剖析,與讀者共賞.
例1、一定質(zhì)量的氧氣,它的密度ρ(kg/m3)是它的體積V (m3)的反比例函數(shù),當(dāng)V=10 m3時(shí),ρ=1.43 kg/m3.
(1)求ρ、V之間的函數(shù)關(guān)系式;
(2)求當(dāng)V=2 m3時(shí)氧氣的密度ρ.
分析: 根據(jù)物理學(xué)上密度與質(zhì)量及體積之間的關(guān)系,可知當(dāng)質(zhì)量一定時(shí),密度與體積成反比,因而可設(shè)出密度與質(zhì)量的反比例關(guān)系式,然后將V=10,ρ=1.43代入即可求出反比例系數(shù).
解:(1)設(shè)ρ=,將V=10 m3,ρ=1.43 kg/m3代入ρ=中,得1.43= ,所以k=14.3,所以ρ與V的函數(shù)關(guān)系式為ρ= .
(2)當(dāng)V=2 m3時(shí)ρ==7.15(kg/m3).
評(píng)注 在解決跨學(xué)科問(wèn)題時(shí),首先應(yīng)弄清問(wèn)題中的數(shù)量在所涉及學(xué)科中的意義,然后將這些數(shù)量關(guān)系轉(zhuǎn)化成數(shù)學(xué)知識(shí),建立數(shù)學(xué)模型來(lái)解決.本題考查待定系數(shù)法,求反比例函數(shù)的解析式,及函數(shù)值的求法.
例2 、某氣球內(nèi)充滿了一定質(zhì)量的氣體,當(dāng)溫度不變時(shí),氣球內(nèi)氣體的氣壓p(kpa)是氣體體積V(m3)的反比例函數(shù),其圖像如圖1所示.當(dāng)氣球內(nèi)氣壓大于140kPa時(shí),氣球?qū)⒈ǎ瑸榱税踩鹨?jiàn),氣球體積應(yīng)為( )
50
100
150
200
0.5
1
1.5
2
O
A(0.8,120)
P/kPa
V/m3
圖1
A、不大于 B、不小于
C、不大于 D、不小于
分析:根據(jù)函數(shù)的圖像過(guò)點(diǎn)A(0,8,120),結(jié)合待定系數(shù)法容易求出氣球內(nèi)氣體的氣壓p(kpa)與氣體體積V(m3)之間反比例函數(shù)關(guān)系為p=,因?yàn)闅馇騼?nèi)氣壓大于140kPa時(shí),氣球?qū)⒈?,為了安全起?jiàn),必須使氣壓不高于140kPa,即,所以,故選B.
例3、近視鏡的度數(shù)y (度)與鏡片焦距x (m)成反比例.已知400度近視鏡鏡片的焦距為0.25m,求y與x的函數(shù)表達(dá)式.
分析:眼睛是心靈的窗戶,保護(hù)視力是每個(gè)同學(xué)不容忽視的大問(wèn)題,本題巧妙地將介紹近視鏡的相關(guān)知識(shí)與反比例知識(shí)、物理知識(shí)融合在一起,既考察了知識(shí)技能,又有人情關(guān)懷,令人拍案叫絕.設(shè)設(shè)y與x的函數(shù)關(guān)系式為y =(k≠0),將x=0.25,y=400代入得k=100,所以設(shè)y與x的函數(shù)關(guān)系式為y =.
例4蓄電池的電壓為定值,使用此電源時(shí),電流I(A)與電阻R(Ω)之間的函數(shù)關(guān)系式(如圖2),(1)蓄電池的電壓是多少?你能寫出這個(gè)函數(shù)的表達(dá)式嗎?
(2)完成下表,并回答:如果以此蓄電池為電源的用電器限制電流不得超過(guò)12A,那么用電器的可變電阻應(yīng)控制在什么范圍內(nèi)?
R(Ω)
I(A)
(8,6)
16
3
圖2
分析 根據(jù)蓄電池的電壓為定值,可知電流與電阻成反比,觀察圖像又知電流與電阻的一對(duì)對(duì)應(yīng)值,因而可用待定系數(shù)法求解.
解:(1)設(shè)蓄電池的電壓為U,由電學(xué)公式得U=IR,觀察圖像,當(dāng)R=8時(shí),I=6, 因而U=6×8= 48.故函數(shù)的表達(dá)式為:I=
(2)表格由讀者完成.根據(jù)電流與電阻成反比的關(guān)系,當(dāng)用電器限制電流不得超過(guò)12A(即I≤12A)時(shí),則用電器的可變電阻應(yīng)不少于= 4(Ω)(即R≥4Ω).
評(píng)注 本題創(chuàng)設(shè)了一個(gè)圖像信息與表格融合在一起的且跨學(xué)科問(wèn)題情景,既要掌握電壓與電流、電阻的關(guān)系,又要學(xué)會(huì)觀察圖像提取有效信息——將圖像上點(diǎn)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)化為I與R的一對(duì)對(duì)應(yīng)值,從而為待定系數(shù)法解決問(wèn)題提供了已知條件.特別是(2)中數(shù)學(xué)用語(yǔ)“不超過(guò)”轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)符號(hào)應(yīng)會(huì)準(zhǔn)確表示,這樣求電阻的范圍才不至于搞翻.
2
反比例函數(shù)學(xué)習(xí)要點(diǎn)
眾所周知,反比例函數(shù)在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用極為廣泛,所以反比例函數(shù)是函數(shù)知識(shí)中的重要的內(nèi)容之一,那么如何才能學(xué)好這一知識(shí)呢?筆者認(rèn)為應(yīng)注意抓好以下幾個(gè)要點(diǎn):
一、注意正確理解反比例函數(shù)的概念
①定義:一般地,函數(shù)(k是常數(shù),k≠0)叫做反比例函數(shù),其中自變量x的取值范圍是x≠0的一切實(shí)數(shù),y的取值范圍是y≠0的一切實(shí)數(shù).
②一般形式:(k≠0),也可以寫成y=kx-1.
③反比例函數(shù)(k≠0),y與x成反比例關(guān)系.
二、知道“反比例關(guān)系”與“反比例函數(shù)”的區(qū)別與聯(lián)系
反比例關(guān)系是小學(xué)里研究的概念,即如果xy=k(k是常數(shù),k≠0),那么x與y這兩個(gè)量成反比例關(guān)系,這里的x、y既可以代表單獨(dú)一個(gè)字母,也可以代表一個(gè)單項(xiàng)式或多項(xiàng)式.如:y+4與x-3成反比例,則y+4=(k是常數(shù),k≠0).但成反比例的關(guān)系式,不一定是反比例函數(shù),而反比例函數(shù)中的兩個(gè)量一定成反比例.
三、熟練掌握反比例函數(shù)的圖像的形狀和反比例函數(shù)所具有的性質(zhì)
?、俜幢壤瘮?shù)的圖像是關(guān)于坐標(biāo)軸對(duì)稱的兩支雙曲線.
②當(dāng)k>0時(shí),雙曲線的兩個(gè)分支分別在第一、第三象限內(nèi),在每一象限內(nèi),y隨x的增大而減小;當(dāng)k<0時(shí),雙曲線的兩個(gè)分支分別在第二、第四象限內(nèi),在每一象限內(nèi),y隨x的增大而增大.
這里應(yīng)特別注意“在每一象限內(nèi)”不可丟掉.因?yàn)楫?dāng)k>0時(shí),整個(gè)圖像并非y隨x的增大而減??;只是在每一象限內(nèi)的分支上才是y隨x的增大而減小.
③反比例函數(shù)(k≠0)的圖像與坐標(biāo)軸沒(méi)有交點(diǎn),如圖1,
圖1
(k>0)
O
x
y
O
x
y
(k<0)
四、能正確地畫(huà)出反比例函數(shù)的圖像
畫(huà)反比例函數(shù)的圖像和畫(huà)一次函數(shù)的圖像大致相同,即描點(diǎn)法:
①列表:自變量的取值應(yīng)以原點(diǎn)O為中心,沿O的兩邊取三對(duì)(或三對(duì)以上)互為相反數(shù)的值,如±1,±2,±3等,填y值時(shí),只需計(jì)算右側(cè)的函數(shù)值,如當(dāng)x=1,2,3的函數(shù)值,那么x=-1,-2,-3的函數(shù)值是與之對(duì)應(yīng)的相反數(shù).
②描點(diǎn):由于雙曲線是兩條關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱的曲線,所以畫(huà)其圖像時(shí),可先畫(huà)出一個(gè)分支,再對(duì)稱地畫(huà)出另一個(gè)分支.
③連線:按照從左到右的順序,用平滑的曲線連結(jié)各點(diǎn).
值得注意的是,由于x、y都不為0,所以畫(huà)出的雙曲線的兩個(gè)分支分別體現(xiàn)出無(wú)限接近坐標(biāo)軸,但永遠(yuǎn)不會(huì)和坐標(biāo)軸相交.
五、會(huì)確定反比例函數(shù)的關(guān)系式
由于反比例函數(shù)的關(guān)系式(k≠0)中只有一個(gè)待定系數(shù)k,確定了k的值,也就確定了反比例函數(shù)的關(guān)系式,因此,只需給出一組x、y的對(duì)應(yīng)值或圖像上一點(diǎn)的坐標(biāo)代入,求出k即可確定反比例函數(shù)的關(guān)系式.
如:已知反比例函數(shù)的圖像經(jīng)過(guò)點(diǎn)(-3,4),則可以把點(diǎn)(-3,4)代入反比例函數(shù)的關(guān)系式,求出k=-12,所以該函數(shù)的關(guān)系式是.
六、知道反比例函數(shù)(k≠0)中的比例系數(shù)k的幾何意義
如圖2,設(shè)點(diǎn)P(x,y)是反比例函數(shù)(k≠0)圖像上一點(diǎn),過(guò)點(diǎn)P作x軸、y軸的垂線,垂足分別為M、N,所得的矩形PMON的面積S=PM·PN=,因此,k的幾何意義是:過(guò)雙曲線上任意一點(diǎn)作x軸、y軸的垂線,所得矩形的面積為.
O
圖2
x
P
y
M
N
如,點(diǎn)P(x,y)是反比例函數(shù)圖像上一點(diǎn),過(guò)點(diǎn)P作x軸的垂線,垂足為A,連結(jié)OA,則△AOP的面積為×6=3.
2
反比例函數(shù)性質(zhì)的應(yīng)用舉例
一、 用于確定字母的取值范圍
【例1】 已知反比例函數(shù)的圖像位于第一、三象限內(nèi),則m的取值范圍是 .
分析:根據(jù)反比例函數(shù)的性質(zhì):當(dāng)圖像位于第一、三象限時(shí),k﹥0,則m-1﹥0.
解:因?yàn)榉幢壤瘮?shù)的圖像經(jīng)過(guò)第一、三象限,所以比例系數(shù)m-1﹥0,得m﹥1.
點(diǎn)評(píng):在運(yùn)用反比例函數(shù)的性質(zhì)確定字母的取值范圍時(shí),關(guān)鍵是熟悉雙曲線所在象限與比例系數(shù)k之間的關(guān)系.
二、用于比較函數(shù)值的大小
【例2】若點(diǎn)A(-2,y1),B(-1,y2),C(3,y3)在反比例函數(shù)的圖像上,則y1、y2、y3的大小關(guān)系是 .
分析:由k﹤0可知,雙曲線位于第二、四象限,且在每一象限內(nèi),y隨x的增大而增大,因?yàn)锳、B在第二象限,且-1﹥-2,故y2﹥y1﹥0,由C在第四象限,則y3﹤0.
解:y2﹥y1﹥0﹥y3.
點(diǎn)評(píng):由于雙曲線的兩個(gè)分支在兩個(gè)不同的象限內(nèi),因此函數(shù)隨的增減性就不能連續(xù)的看,一定要強(qiáng)調(diào)“在同一象限內(nèi)”,否則,籠統(tǒng)說(shuō)k﹤0時(shí),y隨x的增大而增大,就會(huì)誤認(rèn)為3最大,則y3最大,出現(xiàn)失誤.
三、用于確定函數(shù)解析式
【例3】如圖,是反比例函數(shù)圖像在第二象限上的一點(diǎn),且矩形的面積為9,則反比例函數(shù)的表達(dá)式是 .
分析:設(shè)反比例函數(shù)解析式為,點(diǎn)P坐標(biāo)為(a,b),矩形的面積 又因?yàn)?所以 ,由圖像可知k﹤0,所以k=-9.
解:.
點(diǎn)評(píng):解本題的關(guān)鍵是牢記:過(guò)雙曲線上任意一點(diǎn)作x軸、y軸的垂線段與坐標(biāo)軸圍成的矩形的面積均為.
四、 用于確定與一次函數(shù)圖像交點(diǎn)的個(gè)數(shù)
【例4】當(dāng)k﹥0時(shí),雙曲線與直線的交點(diǎn)的個(gè)數(shù)是 個(gè).
分析:當(dāng)k﹥0時(shí),雙曲線的兩個(gè)分支分別位于第一、三象限,而直線在第二、四象限,所以雙曲線與直線沒(méi)有公共點(diǎn),即交點(diǎn)個(gè)數(shù)為0.
解:0個(gè).
點(diǎn)評(píng):當(dāng)k﹥0時(shí),雙曲線與直線無(wú)交點(diǎn);反之,當(dāng)k﹤0時(shí),雙曲線與直線有兩個(gè)交點(diǎn).
2
反比例函數(shù)
一、教學(xué)內(nèi)容:反比例函數(shù)
教學(xué)目標(biāo):
1. 理解反比例函數(shù)、圖像及其主要性質(zhì),能根據(jù)所給信息確定反比例函數(shù)表達(dá)式,畫(huà)出反比例函數(shù)的圖像,并利用它們解決簡(jiǎn)單的實(shí)際問(wèn)題。
2. 初步了解數(shù)學(xué)在實(shí)際生活中的應(yīng)用,增強(qiáng)應(yīng)用意識(shí),體會(huì)數(shù)學(xué)的重要性。
二、重點(diǎn)、難點(diǎn):
重點(diǎn):
1.能根據(jù)所給信息確定反比例函數(shù)表達(dá)式,畫(huà)出反比例函數(shù)的圖像,并利用它們解決簡(jiǎn)單的實(shí)際問(wèn)題。
2、反比例函數(shù)的圖像特點(diǎn)及性質(zhì)的探究
3、通過(guò)觀察圖像,歸納總結(jié)反比例函數(shù)圖像
難點(diǎn):
1、理解反比例函數(shù)的概念
2、畫(huà)反比例函數(shù)的圖像,并從圖像中獲取信息
3、從反比例函數(shù)的圖像中歸納總結(jié)反比例函數(shù)的主要性質(zhì)
4.反比例函數(shù)的應(yīng)用。
三、知識(shí)要點(diǎn)
1、經(jīng)歷抽象反比例函數(shù)概念的過(guò)程,并能類推歸納出反比例函數(shù)的表達(dá)式
2、一般地,如果兩個(gè)變量x,y之間的關(guān)系可以表示成y=(k為常數(shù),k不等于0)的形式,那么稱y是x的反比例函數(shù).從y=中可知,x作為分母,所以不能為零
3、畫(huà)反比例函數(shù)圖像時(shí)要注意以下幾點(diǎn)
a 列表時(shí)自變量的取值應(yīng)取絕對(duì)值相等而符號(hào)相反的一對(duì)數(shù)值,這樣既可以簡(jiǎn)化計(jì)算,又便于標(biāo)點(diǎn)
b 列表、描點(diǎn)時(shí),要盡量多取一些數(shù)值,多描一些點(diǎn),這樣方便連線
c 在連線時(shí)要用“光滑的曲線”,不能用折線
4、反比例函數(shù)的性質(zhì)
反比例函數(shù)
k的取值范圍
圖像
性質(zhì)
①的取值范圍是,的取值范圍是
②函數(shù)圖像的兩個(gè)分支分別在第一、三象限,在每一個(gè)象限內(nèi)隨的增大而減小
①的取值范圍是,的取值范圍是
②函數(shù)圖像的兩個(gè)分支分別在第二、四象限,在每一個(gè)象限內(nèi)隨的增大而增大
注意:1)反比例函數(shù)是軸對(duì)稱圖形和中心對(duì)稱圖形;
2)雙曲線的兩個(gè)分支都與軸、軸無(wú)限接近,但永遠(yuǎn)不能與坐標(biāo)軸相交;
3)在利用圖像性質(zhì)比較函數(shù)值的大小時(shí),前提應(yīng)是“在同一象限”內(nèi)。
5、反比例函數(shù)系數(shù)的幾何意義
如圖,過(guò)雙曲線上任意一點(diǎn)P作軸,軸的垂線PM,PN,所得矩形的面積為
∵ ∴ ∴,
即過(guò)雙曲線上任一點(diǎn)作軸,軸的垂線,所得矩形的面積為
注意:①若已知矩形的面積為,應(yīng)根據(jù)雙曲線的位置確定k值的符號(hào)。
②在一個(gè)反比例函數(shù)圖像上任取兩點(diǎn)P,Q,分別過(guò)P,Q作x軸、y軸的平行線,與坐標(biāo)軸圍成的矩形面積為S1,S2,則有S1=S2。
四、典例解析
考點(diǎn)一:反比例函數(shù)的定義
例1、用電器的輸出功率P與通過(guò)的電流I,用電器的電阻R之間的關(guān)系是,下面說(shuō)法正確的是( )
A. P為定值,I與R成反比例
B. P為定值,與R成反比例
C. P為定值,I與R成正比例
D. P為定值,與R成正比例
本題的答案是:B
例2、為何值時(shí), 是反比例函數(shù)?
解:
常見(jiàn)的錯(cuò)誤:
1)不會(huì)把反比例函數(shù)的一般形式寫成形式;
2)忽略了這個(gè)條件。
考點(diǎn)二:反比例函數(shù)的圖像
例3、若三點(diǎn)都在函數(shù)的圖像上,則y1,y2,y3的大小關(guān)系是( )
A. B. C. D.
答案為A
例4、觀察下面函數(shù)和的圖像,請(qǐng)大家對(duì)比著探索它們的異同點(diǎn).
相同點(diǎn):a、圖像都是由兩條曲線組成
b、它們都不與坐標(biāo)軸相交
c、它們都不過(guò)原點(diǎn)
不同點(diǎn):它們所在的象限不同,的兩條曲線在第一和第三象限,的兩條曲線在第二和第四象限,大家再仔細(xì)觀察一下每個(gè)函數(shù)圖像是否為對(duì)稱圖形,軸對(duì)稱圖形,中心對(duì)稱圖形?
由此看來(lái),反比例函數(shù)的圖像是兩條雙曲線,它們要么在第一、三象限,要么在第二、四象限,究竟什么時(shí)候在第一、三象限,什么時(shí)候在第二、四象限,大家能確定嗎?
可以,當(dāng)k大于0時(shí),圖像的兩條曲線在第一、三象限內(nèi),當(dāng)k小于0時(shí),兩條曲線分別位于第二、四象限。
考點(diǎn)三:反比例函數(shù)的性質(zhì)
例5、已知反比例函數(shù),分別根據(jù)以下條件求出的取值范圍。
(1)函數(shù)圖像位于第一、三象限內(nèi);
(2)在每一個(gè)象限內(nèi),隨的增大而增大。
解:(1)∵雙曲線在第一、三象限內(nèi),∴
(2)∵在每一個(gè)象限內(nèi)隨的增大而增大 ∴
例6、如圖,反比例函數(shù)圖像上任取兩點(diǎn)P、Q,過(guò)點(diǎn)P分別作x軸,y軸的平行線與坐標(biāo)軸圍成的矩形面積為,過(guò)點(diǎn)Q分別作x軸,y軸的平行線,與坐標(biāo)軸圍成的矩形面積為。
(1)與有什么關(guān)系?為什么?
(2)將反比例函數(shù)的圖像繞原點(diǎn)旋轉(zhuǎn)180度后,能與原來(lái)的圖像重合嗎?
解:(1)①P、Q兩點(diǎn)在同一條曲線上:
設(shè)P(),過(guò)P點(diǎn)分別作x軸、y軸的平行線,與兩坐標(biāo)軸圍成的矩形面積為,則
因?yàn)椋ǎ┰诜幢壤瘮?shù)的圖像上,所以
即所以
同理可知 所以=
②P、Q分別在不同的曲線上:
解法同1
同理可知 =
因此只要是在同一個(gè)反比例函數(shù)圖像上任取兩點(diǎn)P、Q,不管P、Q是在同一條曲線上,還是在不同的曲線上,過(guò)P、Q分別作x軸,y軸的平行線與坐標(biāo)軸圍成的矩形面積、都有=
(2)若將反比例函數(shù)的圖像繞原點(diǎn)旋轉(zhuǎn)180度后,能與原來(lái)的圖像重合. 因?yàn)榉幢壤瘮?shù)既是軸對(duì)稱圖形又是中心對(duì)稱圖形。
考點(diǎn)五:反比例函數(shù)的實(shí)際應(yīng)用
例7、小明將一篇24000字的社會(huì)調(diào)查報(bào)告錄入電腦,打印成文.
(1)如果小明以每分鐘120字的速度錄入,他需要多長(zhǎng)時(shí)間才能完成錄入任務(wù)?
(2)錄入文字的速度v(字/min)與完成錄入的時(shí)間t(min)有怎樣的函數(shù)關(guān)系.
(3)小明希望能在3h內(nèi)完成錄入任務(wù),那么他每分鐘至少應(yīng)錄入多少個(gè)字?
分析:題中的等量關(guān)系為:總字?jǐn)?shù)=錄入文字的速度×錄入時(shí)間
解:(1)24000÷120=200(分鐘) 所以他需要用200分鐘才能完成錄入工作。
(2)函數(shù)關(guān)系式是: (3)3h=180min
由于錄入的字要為整數(shù),所以他每分鐘至少要錄入134個(gè)字。
例8、蓄電池的電壓為定值,使用此電源時(shí),電流I(A)與電阻R()之間的函數(shù)關(guān)系如圖所示。
(1)蓄電池的電壓是多少?你能寫出這一函數(shù)的表達(dá)式嗎?
(2)完成下表,并回答問(wèn)題:如果以此蓄電池為電源的用電器限制電流不得超過(guò)10A,那么用電器的可變電阻應(yīng)控制在什么范圍內(nèi)?
3
4
5
6
7
8
9
10
4
解:(1)設(shè)函數(shù)表達(dá)式為, ∵在圖像上,
∴ ∴ 蓄電池的電壓是36伏。
(2)
3
4
5
6
7
8
9
10
12
9
7. 2
6
4. 5
4
3. 6
電流不超過(guò)10A,即I最大為10A,代入關(guān)系式中得R=3.6,為最小電阻,所用電器的可變電阻應(yīng)控制在這個(gè)范圍內(nèi).
例9、反比例函數(shù)的圖像上有一點(diǎn)P(m,n)其坐標(biāo)是關(guān)于t的一元二次方程的兩根,且P到原點(diǎn)的距離為,求該反比例函數(shù)的解析式.
分析:要求反比例函數(shù)的解析式,就是要求出k,為此我們需要列出一個(gè)關(guān)于k的方程.
解:∵ m,n是關(guān)于t的方程的兩根 ∴ m+n=3,mn=k,
又 PO= ∴
∴ ∴ 9-2k=13.
∴ k=-2 當(dāng) k=-2時(shí),△=9+8>0,
∴ k=-2符合條件, ∴反比例函數(shù)的解析式為:
考點(diǎn)六:反比例函數(shù)與一次函數(shù)的應(yīng)用
例10、如圖,一次函數(shù)的圖像與反比例函數(shù)的圖像相交于A、B兩點(diǎn)。
(1)根據(jù)圖像,寫出B點(diǎn)的坐標(biāo);(2)求出兩函數(shù)的解析式;
(3)根據(jù)圖像回答:當(dāng)為何值時(shí),一次函數(shù)的函數(shù)值大于反比例函數(shù)的值。
解:(1)由圖像可得B(4,3)
(2)把反比例函數(shù)上的點(diǎn)代入函數(shù)的關(guān)系式得
∴反比例函數(shù)的關(guān)系式為
由圖可知一次函數(shù)與坐標(biāo)軸的交點(diǎn)為(0,1)和(-2,0)
把這兩點(diǎn)代入一次函數(shù)關(guān)系式+b得:
解得:
∴一次函數(shù)的關(guān)系式為:
(3)由圖像可知,當(dāng)時(shí),一次函數(shù)的函數(shù)值大于反比例函數(shù)的函數(shù)值。
例11、如圖,平行于直線的直線不經(jīng)過(guò)第四象限,且與函數(shù)的圖像交于點(diǎn)A,過(guò)點(diǎn)A作AB⊥軸于點(diǎn)B,AC⊥軸于點(diǎn)C,四邊形ABOC的周長(zhǎng)是8,求直線的解析式。
解:∵點(diǎn)A在函數(shù)的圖像上,
∴設(shè)A點(diǎn)的橫坐標(biāo)為,由點(diǎn)A的縱坐標(biāo)為,即A點(diǎn)的坐標(biāo)為
∵AB⊥軸于點(diǎn)B,AC⊥軸于點(diǎn)C,∠BOC=90°
∴四邊形ABOC是矩形,∵四邊形ABOC的周長(zhǎng)是8,
∴ 即
解得
當(dāng)
∴A點(diǎn)坐標(biāo)為(1,3)或(3,1)(由題意可知)
∴A點(diǎn)坐標(biāo)為(1,3)
設(shè)直線的解析式為 把A點(diǎn)代入得
3=1+bb=2 ∴直線的解析式為
8
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