内容正文:
第21章 二次函数与反比例函数
21.5 反比例函数
第3课时 反比例函数的应用
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反比例函数的图象和性质:
①当k>0时,图象的两个分支分别在第一、三象限内,在每个象限内,y随x的增大而减小;
②当k<0时,图象的两个分支分别在第二、四象限内,在每个象限内,y随x的增大而增大.
情境引入
(1)平均速度 v与全程运行时间 t具有反比例函数关系 .
(2)该函数的系数1 318>0,v随着t的增大而减小,即路程一定时,
用时越长,则行驶速度越小.
(3)已知全程运行时间 t,可以由函数表达式求出平均速度 v,反之亦可.
通过前面的学习我们可以从函数的角度得到一下结论:
问题 京沪线铁路全程为 1 318 km,某次列车的平均速度 v(单位:km/h)随此次列车的全程运行时间 t(单位:h)的变化而变化.
例题解读
例 某药物研究所开发一种新药,经多年动物实验后,
首次用于临床人体试验,测得成人服药后血液中药物
浓度yμg/mL与服药时间x h之间的函数关系如图所示
(当0≤x<4时,y与x成正比例;当4≤x≤10时,y与x
成反比例).
(1)分别求出血液中药物浓度y与服盗时间x之间的函数关系;
(2)血液中药物浓度不低于4 μg/mL的持续时间为多长?
解:(1)①当0≤x<4时,设正比例函数表达式为y=ax.
函数图象经过点(4,8),代入上式,得8=4a.解方程,得a=2.
故正比例函数表达式为y=2x.
②当4≤x≤10时,设反比例函数表达式为y=.
函数图象经过点(4,8),代入上式,得8=.解方程,得k=32.
故反比例函数表达式为y=.
综上所述,血液中药物浓度y与服药时间x之间的
函数表达式为
解:(2)①当0≤x<4时,由y≥4,得2x≥4.解不等式,得x≥2.
所以2≤x<4.
②当4≤x≤10时,由y=4,得4=.解方程,得x=8.
由k>0,知反比例函数图象在第一象限内自左向右下降.
所以当y≥4时,4≤x≤8.
综上所述,当y≥4时,2≤x≤8.
持续时间为8-2 =6(h).
答:血液中药物浓度不低于4 μg/mL的持续时间为6 h.
典型例题
例1 在力F(单位:N)的作用下,若物体会在力F的方向上发生位移s(单位:m),则力F所做的功W(单位:J)满足W=Fs.当W为定值时,s与F之间的函数关系如图所示.
(1)当力F为10 N时,求F所做的功W;
(2)写出s关于F的函数解析式;
(3)在做功相同的情况下,要使物体在力的作用下的
位移小于100 m,求力的范围.
解:(1)由图可知,当力F为10 N时,物体在力F的方向上发生的位移s为50 m,
此时F所做的功W=Fs=10×50=500(J).
解:(2)当W为定值时,可以用反比例函数描述s与F之间的关系.由(1)可知其表达式为.
(3)将s=100代入,可得F=5(N).
因为s随着F的增大而减小,
所以要使物体在力的作用下的位移小于100 m,力F要大于5 N.
例2 一辆客车从甲地行驶到乙地,平均速度v(单位:km/h)与行驶全程所用时间t(单位:h)的函数关系如图所示,其中60≤v≤120.
(1)写出v关于t的函数解析式,并求t的取值范围;
解:(1)甲地到乙地的路程为定值,可以用反比例函数描述v与t之间的关系.由图可知,当t=2时,v=120,于是有;
当v=60 时,由①得t=4.
因为 60≤v≤120,并且平均速度v随着行驶全程所用时间t的增大而减小,所以2≤t≤4.
(2)若客车上午8时从甲地出发,需在当天 10 时40分至11时之间到达乙地,求客车平均速度v的范围.
解:(2)客车上午8时从甲地出发,
若当天10时40分到达乙地,则行驶全程所用时间t=2 h,代入①,可得v=90(km/h);
若当天 11时到达乙地,则行驶全程所用时间t=
3 h,代入①,可得v=80(km/h).
因为平均速度v随着行驶全程所用时间t的增大而减小,所以客车平均速度v的范围是 80≤v≤90.
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p(单位:kPa)是气体体积 V (单位:m3)的反比例函数,其图象如图所示.
(1)写出这个反比例函数的解析式;
(2)当气球的体积是0.8 m3 时,气体的气压是多少千帕?
(3)当气体的气压是144 kPa时,气球将爆炸,为了安全起见,气球的体积应不小于多少立方米?
随堂练习
解:(1)设,由图象知 A(1.5,64)在图象上,
代入上式,得 k = 1.5×64 = 96.
所以这个函数表达式为.
(2)当 V = 0.8 m3 时,(kPa).
(3)当p=114 kPa时,,解得V=m3 .
2.小明根据医学检测的相关数据和学习函数的经验,对某一成人喝250 mL低度白酒后,其血液中酒精含量随时间变化的规律进行了探究,发现血液中酒精含量y(单位:mg/100mL)是饮酒后的时间x(单位:
h)的函数.下表记录了6 h以内11个时间点y随x(x>0)的变化情况:
如图,小明在平面直角坐标系中,描出了上表中以各组对应值为坐标的点,并根据描出的点,画出血液中酒精含量r随时间x变化的函数大致图象.请你和小明一起探究,回答下列问题:
(1)分析表格中的数据,求当x>时,y关于x的函数表达式,并写出m=_______;
(2)观察函数图象,写出该函数的一条性质:__________________;
解:(1)结合表格中的数据观察题图,
知当x>时,y与x成反比例函数关系.
当x=时,y=150,∴xy=×150=225,
∴当x>时,y关于x的函数解析式为y= .
把x=5代入,得m= =45.
(2)当x≥时,y随x的增大而减小(答案不唯一,合理即可).
(3)按国家规定,车辆驾驶人员血液中的酒精含量大于或等于20 mg/100m时属于“酒后驾驶”不能驾车上路.参照上述数学模型,假设此人晚上20:00在家喝完250m低度白酒,第二天早上7:30能否驾车去上班?请说明理由.
解:能驾车去上班. 理由如下:
由此人晚上20:00喝完250 mL低度白酒至第二天早上7:30,得x=11.5.
把x=11.5代入y=,得y= ≈19.57.
∵19.57<20,∴此人不属于“酒后驾驶”,可以驾车去上班.
归纳小结
建立反比例函数模型解决实际问题的过程:
审
列
设
写
解
审清题意,找出题目中的常量、变量,并理清常量与变量之间的关系
根据常量与变量之间的关系,设出函数表达式,待定的系数用字母表示
由题目中的已知条件列出方程,求出待定系数
写出函数解析式,并注意解析式中自变量的取值范围
用函数解析式去解决实际问题
课后作业
1.完成课后习题.
2.完成练习册本课时的习题.
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