内容正文:
苏科版数学九年级上册暑假预习讲义
第6讲 1.3用反比例函数解决问题(第2课时)
【学习目标】
1. 能综合运用反比例函数的图象和性质解决实际问题。
1. 能利用反比例函数的增减性解决“至少” “最多”等取值范围问题。
1. 掌握物理问题、经济问题中的反比例关系,能用反比例函数解决跨学科问题。
1. 经历“实际问题→建立模型→拓展应用”的过程,形成完整的解题思路。
【知识梳理】
一、反比例函数的增减性在解题中的应用
在解决实际问题时,常需要利用反比例函数的增减性判断两个变量的变化趋势。
的符号
增减性
实际意义
在每一象限内,随的增大而减小
一个量增大,另一个量反而减小
在每一象限内,随的增大而增大
一个量增大,另一个量也随之增大
实际中常见:实际问题中,,因此只需考虑第一象限的情形。此时,随的增大而减小——这与“一个量增大,另一个量反而减小”的直观感受一致。
二、常见的反比例关系模型(补充)
类型
关系式
说明
物理问题(欧姆定律)
电压一定时,电流与电阻成反比例
物理问题(杠杆原理)
阻力阻力臂一定时,动力与动力臂成反比例
经济问题
总价一定时,单价与数量成反比例
三、解决“至少/最多”问题的方法
当题目中出现“至少” “最多” “不超过” “不少于”等关键词时,按以下步骤求解:
1. 代入边界值求临界点:将条件中的临界值代入函数表达式,求出对应的自变量或函数值;
1. 利用增减性说明:由,在第一象限内随的增大而减小,确定取值范围方向;
1. 结合实际意义得出结论:检验结果是否符合实际意义,写出完整答案。
做一做(即时练习):
1. 在反比例函数()中,随的增大而______(填“增大”或“减小”)。
1. 电路中,电压 V保持不变,电流(A)与电阻(Ω)的函数表达式为______。
1. 杠杆平衡时,阻力阻力臂动力动力臂。若阻力阻力臂,则动力与动力臂的函数表达式为______。
1. 某气球内气压(kPa)与体积(m³)成反比例,且,则当时,______kPa;当时,的取值范围为______。
1. 已知压力、压强与受力面积之间有如下关系式:
.当F为定值时,下图中大致表示压强P与受力面积S之间函数关系的是( )
A. B.
C. D.
【典例精讲】
【例1】在某一电路中,保持电压不变,电流(A)与电阻(Ω)成反比例。当电阻 Ω时,电流 A。
(1)求与的函数表达式;
(2)当电阻 Ω时,电流是多少?
(3)若电路中的电流不能超过 A,电阻至少应为多少欧姆?
【分析】 电压一定时,电流与电阻成反比例。先由已知条件求出,再利用反比例函数的增减性求解取值范围。
【解答】
(1)设。
当时,,
∴ 。
∴ ()。
答:与的函数表达式为()。
(2)当时,
(A)。
答:电流为 A。
(3)由,当时,
,解得。
∵ ,在第一象限内随的增大而减小,
∴ 若,则。
答:电阻至少应为 Ω。
【例2】杠杆平衡时,“阻力阻力臂动力动力臂”。已知阻力和阻力臂分别为 N和 m,动力为 N,动力臂为 m。
(1)写出关于的函数表达式;
(2)当动力臂为 m时,动力是多少?
(3)若动力不能超过 N,动力臂至少应为多少米?
【分析】 阻力和阻力臂的乘积为定值,动力与动力臂成反比例。利用增减性求解第(3)问。
【解答】
(1)由杠杆平衡条件,得
。
∴ ()。
答:关于的函数表达式为()。
(2)当时,
(N)。
答:动力为 N。
(3)由,当时,
,解得。
∵ ,在第一象限内随的增大而减小,
∴ 若,则。
答:动力臂至少应为 m。
【例3】某公司计划采购一批办公桌椅,总预算为元。每套桌椅的单价为元,可购买的数量为套。
(1)写出与的函数表达式;
(2)若每套桌椅单价为元,可购买多少套?
(3)若公司至少需要购买套,则每套桌椅的单价最多为多少元?
【分析】 总价一定时,单价与数量成反比例。利用增减性求解第(3)问。
【解答】
(1)由题意,,
∴ ()。
答:与的函数表达式为()。
(2)当时,
(套)。
答:可购买套。
(3)由,当时,
,解得。
∵ ,在第一象限内随的增大而减小,
∴ 若,则。
答:每套桌椅的单价最多为元。
【例4】某气球内充满了一定质量的气体,当温度不变时,气球内气体的气压(kPa)是气体体积(m³)的反比例函数,其图象经过点。
(1)求关于的函数表达式;
(2)当气体体积为 m³时,气压是多少?
(3)当气球内的气压大于 kPa时,气球将爆炸。为了安全起见,气体的体积应不小于多少立方米?
【分析】 先由图象上的点求出,再利用反比例函数的增减性求解取值范围。
【解答】
(1)设()。
代入,得
,
解得。
∴ ()。
答:关于的函数表达式为()。
(2)当时,
(kPa)。
答:气压为 kPa。
(3)由,当时,
,解得。
∵ ,在第一象限内随的增大而减小,
∴ 若,则。
答:气体的体积应不小于 m³。
【跟踪练习1】
1. 在某一电路中,保持电压不变,电流(A)与电阻(Ω)成反比例。当电阻 Ω时,电流 A。
(1)求与的函数表达式;
(2)当电阻 Ω时,电流是多少?
(3)若电流不能超过 A,电阻至少应为多少欧姆?
1. 某工厂用元购买了一批原材料,每千克的价格为元,购买了千克。
(1)写出与的函数表达式;
(2)若每千克价格为元,购买了多少千克?
(3)若工厂需要购买千克原材料,则每千克价格最多为多少元?
1. 某气球内气压(kPa)与体积(m³)成反比例,且。
(1)当体积为 m³时,气压是多少?
(2)若气球内的气压不超过 kPa,体积至少为多少立方米?
【举一反三】
1. 在反比例函数()中,若增大,则______(填“增大”或“减小”)。
1. 某电器中,电压 V保持不变,电流(A)与电阻(Ω)成反比例,则与的函数表达式为______。
1. 杠杆平衡时,动力与动力臂成反比例。若,则当时,______N。
1. 某公司用元采购办公用品,单价为元,数量为件,则与的函数表达式为______。
1. 利用反比例函数的______可以解决实际问题中的“至少” “最多”问题。
1. 某气球内气压与体积成反比例,当时,则______。
1. 在反比例函数()中,若,则的取值范围为______。
1. 某矩形面积为,长为,宽为。若宽不超过,则长至少为______。
【分层训练】
◆ A组·基础过关
一、填空题。
1. 在反比例函数()中,随的增大而______。
1. 电路中,电压 V保持不变,电流(A)与电阻(Ω)的函数表达式为______。
1. 杠杆平衡时,阻力阻力臂,则动力与动力臂的函数表达式为______。
1. 某公司用元采购商品,单价为元,数量为件,则与的函数表达式为______。
1. 在反比例函数()中,若,则的取值范围为______。
1. 某气球内气压(kPa)与体积(m³)成反比例,且,当时,______kPa。
二、判断题。(对的打“√”,错的打“×”)
1. 在时,反比例函数中随的增大而增大。( )
1. 实际问题中,利用反比例函数的增减性可以求解取值范围。( )
1. 欧姆定律中,与成正比例关系。( )
1. 杠杆平衡时,动力臂越长越省力。( )
三、选择题。
1. 在反比例函数()中,若增大,则( )
· A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 无法确定
1. 某气球内气压(kPa)与体积(m³)成反比例,当时,则当时,为( )
· A. B. C. D.
1. 某公司用元采购商品,单价为元,数量为件。若单价为元,可购买件;若单价为元,可购买( )
· A. 件 B. 件 C. 件 D. 件
1. 现有五种合金的密度如下表:
种类
甲
乙
丙
丁
戊
密度()
8.5
2.8
4.4
6.9
8
当合金的质量一定时,密度与体积成反比例.现测得某种合金的体积约为,密度与体积满足的函数关系如图所示,则该种合金的种类是( )
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
·
◆ B组·能力提升
15.在温度不变的条件下,通过一次又一次地对汽缸顶部的活塞加压,加压后气体对汽缸壁所产生的压强P()与汽缸内气体的体积V()成反比例,P关于V的函数图象如图所示.若压强由加压到,则气体体积压缩了______.
1. 某气球内充满了一定质量的气体,当温度不变时,气球内气体的气压(kPa)是气体体积(m³)的反比例函数。当时,。
(1)求关于的函数表达式;
(2)当时,气压是多少?
(3)当气球内的气压大于 kPa时,气球将爆炸。为了安全起见,气体的体积应不小于多少?
1. 某运输公司要运送一批货物,每辆车的载重量为吨,需要辆车,已知与成反比例,且当时,。
(1)写出与的函数表达式;
(2)如果每辆车的载重量为吨,需要多少辆车?
(3)若公司只有辆车,每辆车至少应装载多少吨?
◆ C组·思维拓展
18.某个亮度可调节的台灯,其灯光亮度的改变,可以通过调节总电阻控制电流的变化来实现.如图是该台灯的电流I(A)与电阻R()的关系图象,该图象经过点.
(1)求I与R之间的函数表达式;
(2)当时,求I的取值范围.
19.(2024·安徽·中考真题改编) 某校科技小组进行野外考察,利用木板、钢索等器材搭建了一个简易的临时桥梁。桥面承受的压力(N)与桥面受力面积(m²)成反比例关系。
(1)当时,,求关于的函数表达式;
(2)当受力面积为 m²时,桥面承受的压力是多少?
(3)若桥面能承受的最大压力为 N,则受力面积至少应为多少平方米?
20. 如图,小明想要用撬棍撬动一块大石头,已知阻力为,阻力臂长为.设动力为,动力臂长为.(杠杆平衡时,动力×动力臂=阻力×阻力臂,图中撬棍本身所受的重力略去不计.)
(1)求y关于x的函数表达式,并写出自变量的取值范围;
(2)当动力臂长为时,撬动石头至少需要多大的力?
(3)小明若想使动力不超过,在动力臂最大为的条件下,他能否撬动这块石头?请说明理由.
21.综合与实践
【问题情景】某生物小组探究“酒精对人体的影响”,资料显示,一般饮用低度白酒100毫升后,血液中酒精含量(毫克/百毫升)与时间(时)的关系可近似的用如图所示的图象表示.国家规定,人体血液中的酒精含量大于或等于20(毫克/百毫升)时属于“酒后驾驶”,不能驾车上路.
【实践探究】(1)求部分双曲线的函数表达式;
【问题解决】(2)参照上述数学模型,假设某人晚上喝完100毫升低度白酒,则此人第二天早上能否驾车出行?请说明理由.
【本讲总结】
知识框架
分类
核心内容
关键要点
增减性应用
时,随的增大而减小
用于判断取值范围方向
物理模型
欧姆定律、杠杆原理
乘积为定值,成反比例关系
经济模型
总价一定,单价与数量成反比例
“至少/最多”问题
先求临界点,再用增减性说明
三步法:代入边界值→增减性→结论
常见错误提醒
错误类型
正确理解
利用增减性时忽略“在每一象限内”的前提
实际问题中,只需考虑第一象限
解不等式时方向判断错误
结合增减性确定不等号方向,避免机械运算出错
忘记标注自变量的取值范围
实际问题中所有量都有实际意义,必须标注范围
学习建议
1. 遇到“至少” “最多”问题,按三步法:先求临界点,再用增减性说明,最后得出结论。
1. 物理问题注意单位的统一性。
1. 养成“列式→求解→检验→作答”的完整答题习惯。
【参考答案与详细解析】
知识梳理·做一做
1. 答案:减小
1. 答案:()
1. 答案:()
1. 答案:;
解析:,当时,。
由,在第一象限内随的增大而减小。当时,因此时。结合,得。
1. 答案:
典例精讲·跟踪练习1
1. 答案:
(1),();
(2)当时,(A);
(3)由,当时,,解得。
由,在第一象限内随的增大而减小,
∴ 若,则。
答:电阻至少应为 Ω。
1. 答案:
(1)();
(2)当时,(千克);
(3)由,当时,,解得。
由,在第一象限内随的增大而减小,
∴ 若,则。
答:每千克价格最多为元。
1. 答案:
(1),当时,(kPa);
(2)由,当时,,解得。
由,在第一象限内随的增大而减小,
∴ 若,则。
答:体积至少为 m³。
举一反三
1. 答案:减小
1. 答案:()
1. 答案:()
1. 答案:()
1. 答案:增减性
1. 答案:()
1. 答案:
解析:当时,,解得。由,在第一象限内随的增大而减小,因此时。
1. 答案:
解析:。当时,,解得。由,在第一象限内随的增大而减小,因此时。
A组·基础过关
1. 答案:减小
1. 答案:()
1. 答案:()
1. 答案:()
1. 答案:
解析:当时,,解得。由,在第一象限内随的增大而减小,因此时。
1. 答案:()
1. 答案:×(时随的增大而减小)
1. 答案:√
1. 答案:×(与成反比例关系)
1. 答案:√(动力臂越长,动力越小,越省力)
1. 答案:B
1. 答案:B(,当时)
1. 答案:B(,,)
1. 答案:D
B组·能力提升
1. 答案:20
解:设P关于V的函数解析式为,由图象可把点代入得:,
∴P关于V的函数解析式为,
∴当时,则,
当时,则,
∴压强由加压到,则气体体积压缩了;
1. 答案:
(1),();
(2)当时,(kPa);
(3)由,当时,,解得。
由,在第一象限内随的增大而减小,
∴ 若,则。
答:体积应不小于 m³。
1. 答案:
(1),();
(2)当时,(辆);
(3)由,当时,,解得。
由,在第一象限内随的增大而减小,
∴ 若,则。
答:每辆车至少应装载吨。
C组·思维拓展
1. 答案:
(1)解:设I与R之间的函数表达式:,
图象经过点,
,
解得:,
I与R之间的函数表达式:;
(2)解:当时,,
当时,,
当时,求I的取值范围.
1. 答案:
(1),代入,,,
∴ ();
(2)当时,(N);
(3)由,当时,,解得。
由,在第一象限内随的增大而减小,
∴ 若,则。
答:受力面积至少应为 m²。
1. 答案:
(1)解:由题意可得,
则,
即y关于x的函数表达式为;
(2)解:∵,
∴当时,
故当动力臂长为时,撬动石头至少需要的力;
(3)解:他不能撬动这块石头,理由如下:
∵,
∴,
∵,
∴
∴,
∵
∴他不能撬动这块石头.
21.解:(1)依题意,设的解析式为,将点代入得:,
解得:,
,
当时,,即,
∴,
设双曲线的解析式为,将点代入得:,
;
(2)由得,当时,,
从晚上到第二天早上时间间距为13小时,
,
第二天早上不能驾车出行.
【本讲完成情况】
项目
完成情况(✔)
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做一做(5题)
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全对 / 错______题
典例精讲学习
( )
已掌握 / 需再练
跟踪练习1(3题)
( )
全对 / 错______题
举一反三(8题)
( )
全对 / 错______题
A组·基础过关(14题)
( )
全对 / 错______题
B组·能力提升(3题)
( )
全对 / 错______题
C组·思维拓展(4题)
( )
全对 / 错______题
错题号:________________
订正笔记:
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