内容正文:
3 反比例函数的应用
物理学中常见的反比例函数关系
(1)当压力F一定时,压强p与受力面积S成反比例函数关系,可写成 p= .
(2)当蓄电池的电压U为定值时,电流I与电阻R成反比例函数关系,可写成 I= .
(3)当气体的质量m一定时,密度ρ与体积V成反比例函数关系,可写成 ρ= .
反比例函数的实际应用
(1)你吃过兰州拉面吗?将一定体积的面团做成拉面,面条的总长度y(cm)与粗细(横截面面积)x(cm2)之间的变化关系如图1所示(双曲线的一支),如果将这个面团做成粗为0.16 cm2的拉面,则做出来的面条的长度为 800 cm;
(2)如图2所示,制作一种产品的同时,需要将原材料加热,设该材料的温度为y ℃,从加热开始计算的时间为x分钟.据了解,该材料在加热过程中温度y与时间x成一次函数关系.已知该材料在加热前的温度为15 ℃,加热5分钟使材料温度达到60 ℃时停止加热;停止加热后,材料温度逐渐下降,这时温度y与时间x成反比例函数关系.
①分别求出该材料加热过程中和停止加热后y与x之间的函数表达式,并写出x的取值范围;
解:(2)①设加热过程中的函数表达式为y=kx+b.
∴解得
∴加热过程中的函数表达式为
y=9x+15(0≤x≤5).
设停止加热后的函数表达式为y=.
∴=60,解得a=300,
∴停止加热后的函数表达式为y=(x>5).
②根据工艺要求,在材料温度不低于30 ℃的这段时间内,需要对该材料进行特殊处理,那么对该材料进行特殊处理所用的时间是多少?
② 根据题意,9x+15=30,=30,
解得x1=,x2=10.
则x2-x1=10-=.
∴对该材料进行特殊处理所用的时间为 分钟.
1.某校按照要求对学生宿舍进行“熏药消毒”.已知药物在燃烧释放过程中,室内空气中每立方米含药量y(毫克)与燃烧时间x(分)之间的关系如图所示(图象由线段OA与部分双曲线AB组成).根据图象提供的信息,解答下列问题:
(1)求药物在燃烧释放过程中,y与x之间的函数关系式及自变量的取值范围;
解:(1)设双曲线AB的解析式为y=,
将(20,5)代入y=中,得k=20×5=100,
∴双曲线AB的函数解析式为y=.
当y=8时,x=12.5,∴A(12.5,8),
∴线段OA的函数解析式为y=0.64x(0≤x≤12.5),
综上所述,y=
(2)根据药物说明书要求,只有当空气中每立方米的含药量不低于4毫克时,对预防才有作用,且至少持续作用15分钟以上,才能完全消灭病毒,请问这次消毒是否彻底?
(2)将y=4代入y=中,得x=25,
将y=4代入y=0.64x中,得x=6.25.
∵25-6.25=18.75>15,
∴这次消毒很彻底.
反比例函数的综合应用
如图,反比例函数y=(k>0)的图象与正比例函数y=x的图象交于A,B两点(点A在第一象限).
(1)当点A的横坐标为2时,求k的值;
解:(1)在y=x中,
当x=2时,y=×2=,
∴点A的坐标为.∴k=2×=3.
(2)若k=12,点C为y轴正半轴上一点,∠ACB=90°.
①求△ACB的面积;
(2)①联立解
∴A(4,3),B(-4,-3),∴AO=BO=5.
又∵∠ACB=90°,∴CO=AO=BO=5,∴C(0,5).
∴S△ACB=×5×4+×5×4=20.
②以A,B,C,D为顶点作平行四边形,求点D的坐标.
② 设点D的坐标为(x,y).
i)若AB为对角线,则四边形ACBD是平行四边形,
∴AB与CD互相平分,
∴=,=,
∴x=0,y=-5,∴D(0,-5);
ii)若AC为对角线,则四边形ABCD是平行四边形,
∴AC与BD互相平分,
∴=,=,
∴x=8,y=11,∴D(8,11);
iii)若BC为对角线,则四边形ACDB是平行四边形,
∴BC与AD互相平分,
∴=,=,
∴x=-8,y=-1,∴D(-8,-1).
综上所述,点D的坐标为(0,-5)或(8,11)或(-8,-1).
2.如图,一动点A在函数y=(x>0)的图象上,AB⊥x轴于点B,AC⊥y轴于点C,延长CA至点D,使AD=AB,延长BA至点E,使AE=AC,直线DE分别交x轴、y轴于点P,Q.当=时,图中阴影部分的面积等于 .
3.如图,一次函数y1=kx+b的图象与反比例函数y2=(x>0)的图象交于点P(n,2),与x轴交于点A(-4,0),与y轴交于点C,PB⊥x轴于点B,且AC=BC.
(1)求一次函数与反比例函数的表达式;
解:(1)∵AC=BC,CO⊥AB,∴AO=BO.
∵A(-4,0),∴B(4,0).
∵PB⊥x轴,∴P(4,2),∴y2=.
又∵A(-4,0),P(4,2),∴y1=x+1.
(2)反比例函数图象上是否存在点D,使四边形BCPD为菱形?如果存在,请求出点D的坐标;如果不存在,请说明理由.
(2)存在点D,使四边形BCPD为菱形.
∵AC=BC,∴∠CAB=∠ABC.
∵PB⊥x轴,
∴∠APB+∠CAB=90°,∠PBC+∠ABC=90°,
∴∠APB=∠PBC,∴CP=CB.
由y1=x+1,易得C(0,1).
过点C作CD平行于x轴,交PB于点E,交反比例函数图象于点D,连接PD,BD.可求得点D(8,1).
∵BP⊥x轴,∴BP⊥CD.
∴PE=BE=1,CE=DE=4.
∴四边形BCPD是平行四边形.
∵CP=CB,∴四边形BCPD为菱形,
此时点D的坐标为(8,1).
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