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专题26.3 反比例函数的实际应用(知识解读)-最新九年级数学下册《同步考点解读•专题训练》(人教版)
展开这是一份专题26.3 反比例函数的实际应用(知识解读)-最新九年级数学下册《同步考点解读•专题训练》(人教版),共42页。
专题26.3 反比例的实际应用(知识解读)
【直击考点】
【学习目标】
1. 能灵活利用反比例函数的知识分析、解决实际问题
2. 利用反比例函数求出问题中的值
3. 渗透数形结合思想,提高学生用函数观点解决问题的能力
【知识点梳理】
考点一 行程与工程应用
考点二 物理学中的应用
考点三 经济学的应用
考点四 生活中其他的应用
【典例分析】
【考点1 行程与工程的应用】
【典例1】方方驾驶小汽车匀速地从A地行驶到B地,行驶里程为480千米,设小汽车的行驶时间为t(单位:小时),行驶速度为v(单位:千米/小时),且全程速度限定为不超过120千米/小时.
(1)求v关于t的函数解析式;
(2)方方上午8点驾驶小汽车从A地出发,他能否在当天11点前到达B地?说明理由.
【变式1-1】一司机驾驶汽车从甲地去乙地,他以80千米/时的平均速度用了6小时到达目的地,当他按原路匀速返回时,汽车的速度v(千米/时)与时间t(小时)的函数关系为( )
A.v= B.v+t=480 C.v= D.v=
【变式1-2】某游泳池有1200立方米水,设放水的平均速度为v立方米/小时,将池内的水放完需t小时.
(1)求v关于t的函数表达式;
(2)若要求在3小时之内把游泳池的水放完,则每小时应至少放水多少立方米?
【考点2 物理学中的应用】
【典例2】一辆汽车前灯电路上的电压U(V)保持不变,选用灯泡的电阻为R(Ω),通过的电流强度为I(A),由欧姆定律可知,.当电阻为30Ω时,测得通过的电流强度为0.4A.
(1)求I关于R的函数表达式.
(2)为了保证电流强度不超过0.6A,求选用灯泡电阻的取值范围.
【变式2-1】已知电灯电路两端的电压U为220V,通过灯泡的电流强度I(A)的最大限度不得超过0.11A.设选用灯泡的电阻为R(Ω),下列说法正确的是( )
A. R至少2000Ω B.R至多2000Ω C.R至少24.2Ω D.R至多24.2Ω
【变式2-2】已知某蓄电池的电压为定值,使用蓄电池时,电流I(单位:A)与电阻R(单位:Ω)是反比例函数关系,它的图象如图所示.
(1)求这个反比例函数的解析式;
(2)如果以此蓄电池为电源的用电器的限制电流不能超过3A,那么用电器可变电阻应控制在什么范围?
【典例3】已知近视眼镜的度数y(度)与镜片焦距x(米)之间成如图所示的反比例函数关系,则眼镜度数y与镜片焦距x之间的函数解析式为( )
A.y=200x B.y= C.y=100x D.y=
【变式3-1】近视镜的度数y(度)与镜片焦距x(m)成反比例函数关系,已知400度近视眼镜镜片的焦距为0.25m.
(1)求y与x之间的函数关系式.
(2)当近视眼镜的度数y=500时,求近视眼镜镜片焦距x的值.
【典例4】如图所示,小华设计了一个探究杠杆平衡条件的实验:在一根匀质的木杆中点O左侧固定位置B处悬挂重物A,在中点O右侧用一个弹簧秤向下拉,改变弹簧秤与点O的距离x(cm),观察弹簧秤的示数y(N)的变化情况.实验数据记录如下:
x(cm)…10
15
20
25
30
…
y(N)…30
20
15
12
10
…
猜测y与x之间的函数关系,并求出函数关系式为 .
【变式4-1】阿基米德说:“给我一个支点,我就能撬动整个地球”这句话精辟地阐明了一个重要的物理学知识﹣﹣杠杆原理,即“阻力×阻力臂=动力×动力臂”.若已知某一杠杆的阻力和阻力臂分别为1200N和0.5m,则这一杠杆的动力F和动力臂l之间的函数图象大致是( )
A. B.
C. D.
【变式4-2】某气球内充满了一定量的气体,当温度不变时,气球内气体的气压p(kPa)是气体体积V(m3)的反比例函数,其图象如图所示.
(1)求这个函数的解析式;
(2)当气体体积为1m3时,气压是多少?
(3)当气球内的气压大于140kPa时,气球将爆炸,为了安全起见,气体的体积应不小于多少?(精确到0.01m3)
【考点3 经济学的应用】
【典例5】某科技有限公司成功研制出一种市场急需的电子产品,已于当年投入生产并进行销售,已知生产这种电子产品的成本为4元/件,在销售过程中发现:每年的年销售量y(万件)与销售价格x(元/件)的关系如图,其中AB段为反比例函数图象的一部分,设公司销售这种电子产品的年利润为w(万元).
(1)请求出y(万件)与x(元/件)之间的函数关系式;
(2)求出这种电子产品的年利润w(万元)与x(元/件)之间的函数关系式;并求出年利润的最大值.
【变式5-1】今年,某公司推出一款新手机深受消费者推崇,但价格不菲.为此,某电子商城推出分期付款购买手机的活动,一部售价为9688元的新手机,前期付款3000元,后期每个月分别付相同的数额,则每个月付款额y(元)与付款月数x(x为正整数)之间的函数关系式是( )
A. B.
C. D.
【考点4 生活中的其他应用】
【典例6】近两年,人们与新冠病毒进行着长期的抗争.每周末,学校都要对教室采进行消杀.已知消杀时,教室内每立方米空气中的含药量y(毫克)与时间x(分钟)成正比例;消杀后,y与x成反比例(如图所示).现测得消杀8分钟结束时,教室内空气中每立方米的含药量为6毫克,请你根据题中所提供的信息,解答下列问题.
(1)消杀时y关于x的函数关系式为 y=x ,自变量x的取值范围是 0≤x≤8 ;消杀后y与x的函数关系式为 y= ;
(2)研究表明,当空气中每立方米的含药量不低于3毫克且持续时间不低于10分钟时,才能有效杀灭空气中的病菌,那么此次消杀是否有效?为什么?
【变式6-1】学校的自动饮水机,通电加热时水温每分钟上升10℃,加热到100℃时,自动停止加热,水温开始下降.此时水温y(℃)与通电时间x(min)成反比例关系.当水温降至20℃时,饮水机再自动加热,若水温在20℃时接通电源,水温y与通电时间x之间的关系如图所示,则水温要从20℃加热到100℃,所需要的时间为( )
A.6min B.7min C.8min D.10min
【变式6-2】如图1是一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2是该台灯的电流I(A)与电阻R(Ω)成反比例函数的图象,该图象经过点P(880,0.25).根据图象可知,下列说法正确的是( )
A.当R<0.25时,I<880
B.I与R的函数关系式是I=(R>0)
C.当R>1000时,I>0.22
D.当880<R<1000时,I的取值范围是0.22<I<0.25
【变式6-3】某校对教室采用药薰法进行灭蚊.根据药品使用说明,药物燃烧时,室内每立方米空气中含药量y(mg/m3)与药物点燃后的时间x(min) 成正比例关系,药物燃尽后,y与x成反比例关系(如图).已知药物点燃8min燃尽,此时室内每立方米空气中含药量为6mg.
(1)分别求药物燃烧时和药物燃尽后,y与x之间函数的表达式.
(2)根据灭蚊药品使用说明,当每立方米空气中含药量低于1.6mg时,对人体是安全的,那么从开始药薰,至少经过多少时间后,学生才能进教室?
(3)根据灭蚊药品使用说明,当每立方米空气中含药量不低于3mg且持续时间不低于10min时,才能有效杀灭室内的蚊虫,那么此次灭蚊是否有效?为什么?
专题26.3 反比例的实际应用(知识解读)
【直击考点】
【学习目标】
4. 能灵活利用反比例函数的知识分析、解决实际问题
5. 利用反比例函数求出问题中的值
6. 渗透数形结合思想,提高学生用函数观点解决问题的能力
【典例分析】
【考点1 行程与工程的应用】
【典例1】方方驾驶小汽车匀速地从A地行驶到B地,行驶里程为480千米,设小汽车的行驶时间为t(单位:小时),行驶速度为v(单位:千米/小时),且全程速度限定为不超过120千米/小时.
(1)求v关于t的函数解析式;
(2)方方上午8点驾驶小汽车从A地出发,他能否在当天11点前到达B地?说明理由.
【解答】解:(1)∵vt=480,且全程速度限定为不超过120千米/小时,
∴v关于t的函数表达式为:v=(t≥4);
(2)方方不能在当天11点前到达B地.理由如下:
8点至11点时间长为3小时,
将t=3代入v=,
得v=160>120千米/小时,超速了.
故方方不能在当天11点前到达B地.
【变式1-1】一司机驾驶汽车从甲地去乙地,他以80千米/时的平均速度用了6小时到达目的地,当他按原路匀速返回时,汽车的速度v(千米/时)与时间t(小时)的函数关系为( )
A.v= B.v+t=480 C.v= D.v=
【答案】A
【解答】解:由于以80千米/时的平均速度用了6小时到达目的地,那么路程为80×6=480千米,
∴汽车的速度v(千米/时)与时间t(小时)的函数关系为v=.
故选:A.
【变式1-2】某游泳池有1200立方米水,设放水的平均速度为v立方米/小时,将池内的水放完需t小时.
(1)求v关于t的函数表达式;
(2)若要求在3小时之内把游泳池的水放完,则每小时应至少放水多少立方米?
【解答】解:(1)由题意得:vt=1200,
即:v=,
答:v关于t的函数表达式为v=,自变量的取值范围为t>0.
(2)当t=3时,v==400,
所以每小时应至少放水400立方米.
【考点2 物理学中的应用】
【典例2】一辆汽车前灯电路上的电压U(V)保持不变,选用灯泡的电阻为R(Ω),通过的电流强度为I(A),由欧姆定律可知,.当电阻为30Ω时,测得通过的电流强度为0.4A.
(1)求I关于R的函数表达式.
(2)为了保证电流强度不超过0.6A,求选用灯泡电阻的取值范围.
【解答】解:(1)由题意可得:I=,
∵当电阻为30Ω时,通过灯泡的电流强度为0.4A,
∴U=30×0.4=12(V),
∴I=.
(2)当I≤0.6A时,≤0.6,
解得R≥20Ω.
∴选用灯泡电阻的允许值范围为:R≥20Ω.
【变式2-1】已知电灯电路两端的电压U为220V,通过灯泡的电流强度I(A)的最大限度不得超过0.11A.设选用灯泡的电阻为R(Ω),下列说法正确的是( )
A.R至少2000Ω B.R至多2000Ω C.R至少24.2Ω D.R至多24.2Ω
【答案】A
【解答】解:∵电压U一定时,电流强度I(A)与灯泡的电阻为R(Ω)成反比例,
∴I=.
∵已知电灯电路两端的电压U为220V,
∴I=.
∵通过灯泡的电流强度I(A)的最大限度不得超过0.11A,
∴≤0.11,
∴R≥2000.
故选:A.
【变式2-2】已知某蓄电池的电压为定值,使用蓄电池时,电流I(单位:A)与电阻R(单位:Ω)是反比例函数关系,它的图象如图所示.
(1)求这个反比例函数的解析式;
(2)如果以此蓄电池为电源的用电器的限制电流不能超过3A,那么用电器可变电阻应控制在什么范围?
【解答】解:(1)电流I是电阻R的反比例函数,设I=,
∵图象经过(20,1.8),
∴1.8=,
解得:k=1.8×20=36,
∴这个反比例函数的解析式为I=;
(2)∵I≤3,I=,
∴≤3,
∴R≥12,
即用电器可变电阻应控制在12欧以上的范围内.
【典例3】已知近视眼镜的度数y(度)与镜片焦距x(米)之间成如图所示的反比例函数关系,则眼镜度数y与镜片焦距x之间的函数解析式为( )
A.y=200x B.y= C.y=100x D.y=
【答案】D
【解答】解:根据题意近视眼镜的度数y(度)与镜片焦距x(米)成反比例,设y=,
由于点(0.5,200)在此函数解析式上,
∴k=0.5×200=100,
∴y=,
故选:D.
【变式3-1】近视镜的度数y(度)与镜片焦距x(m)成反比例函数关系,已知400度近视眼镜镜片的焦距为0.25m.
(1)求y与x之间的函数关系式.
(2)当近视眼镜的度数y=500时,求近视眼镜镜片焦距x的值.
【解答】解:(1)由已知设y与x的函数关系式为:y=(k≠0),
把y=400,x=0.25代入,得400=,
解得:k=0.25×400=100,
故y与x之间的函数关系式为:y=;
(2)由(1)知y=,
则当y=500时,有500=,
解得:x=0.2,
故当近视眼镜的度数y=500时,近视眼镜镜片焦距x的值为0.2m.
【典例4】如图所示,小华设计了一个探究杠杆平衡条件的实验:在一根匀质的木杆中点O左侧固定位置B处悬挂重物A,在中点O右侧用一个弹簧秤向下拉,改变弹簧秤与点O的距离x(cm),观察弹簧秤的示数y(N)的变化情况.实验数据记录如下:
x(cm)…10
15
20
25
30
…
y(N)…30
20
15
12
10
…
猜测y与x之间的函数关系,并求出函数关系式为 .
【答案】
【解答】解:由图象猜测y与x之间的函数关系为反比例函数,
∴设y=(k≠0),
把x=10,y=30代入得:k=300
∴y=,
将其余各点代入验证均适合,
∴y与x的函数关系式为:y=.
故答案为:y=.
【变式4-1】阿基米德说:“给我一个支点,我就能撬动整个地球”这句话精辟地阐明了一个重要的物理学知识﹣﹣杠杆原理,即“阻力×阻力臂=动力×动力臂”.若已知某一杠杆的阻力和阻力臂分别为1200N和0.5m,则这一杠杆的动力F和动力臂l之间的函数图象大致是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解答】解:∵阻力×阻力臂=动力×动力臂.小伟欲用撬棍撬动一块石头,已知阻力和阻力臂分别是1200N和0.5m,
∴动力F(单位:N)关于动力臂l(单位:m)的函数解析式为:1200×0.5=Fl,
则F=,是反比例函数,A选项符合,
故选:A.
【变式4-2】某气球内充满了一定量的气体,当温度不变时,气球内气体的气压p(kPa)是气体体积V(m3)的反比例函数,其图象如图所示.
(1)求这个函数的解析式;
(2)当气体体积为1m3时,气压是多少?
(3)当气球内的气压大于140kPa时,气球将爆炸,为了安全起见,气体的体积应不小于多少?(精确到0.01m3)
【解答】解:(1)设,
由题意知,
所以k=96,
故;
(2)当v=1m3时,;
(3)当p=140kPa时,.
所以为了安全起见,气体的体积应不少于0.69m3.
【考点3 经济学的应用】
【典例5】某科技有限公司成功研制出一种市场急需的电子产品,已于当年投入生产并进行销售,已知生产这种电子产品的成本为4元/件,在销售过程中发现:每年的年销售量y(万件)与销售价格x(元/件)的关系如图,其中AB段为反比例函数图象的一部分,设公司销售这种电子产品的年利润为w(万元).
(1)请求出y(万件)与x(元/件)之间的函数关系式;
(2)求出这种电子产品的年利润w(万元)与x(元/件)之间的函数关系式;并求出年利润的最大值.
【解答】解:(1)当4≤x≤8时,设y=(k≠0),
将点A(4,40)代入,得k=4×40=160,
∴y=;
当8<x≤28时,设y=k′x+b(k′≠0).分别将点B(8,20),C(28,0)代入y=k′x+b,得:
,
解得:,
∴y=﹣x+28;
(2)当4≤x≤8时,w=(x﹣4)y=(x﹣4)•=160﹣,
当8<x≤28时,w=(x﹣4)y
=(x﹣4)(﹣x+28)
=﹣x2+32x﹣112
=﹣(x﹣16)2+144,
当4≤x≤8时,
∵﹣640<0,
∴w随x增大而增大,
∴当x=8时,w有最大值为160﹣=80(万元),
当8<x≤28时,
∵﹣1<0,
∴当x=16时,w有最大值为144万元.
∵80<144,
∴年利润的最大值为144万元.
【变式5-1】今年,某公司推出一款新手机深受消费者推崇,但价格不菲.为此,某电子商城推出分期付款购买手机的活动,一部售价为9688元的新手机,前期付款3000元,后期每个月分别付相同的数额,则每个月付款额y(元)与付款月数x(x为正整数)之间的函数关系式是( )
A. B.
C. D.
【解答】解:由题意得y=,即y=,
故选:D.
【考点4 生活中的其他应用】
【典例6】近两年,人们与新冠病毒进行着长期的抗争.每周末,学校都要对教室采进行消杀.已知消杀时,教室内每立方米空气中的含药量y(毫克)与时间x(分钟)成正比例;消杀后,y与x成反比例(如图所示).现测得消杀8分钟结束时,教室内空气中每立方米的含药量为6毫克,请你根据题中所提供的信息,解答下列问题.
(1)消杀时y关于x的函数关系式为 y=x ,自变量x的取值范围是 0≤x≤8 ;消杀后y与x的函数关系式为 y= ;
(2)研究表明,当空气中每立方米的含药量不低于3毫克且持续时间不低于10分钟时,才能有效杀灭空气中的病菌,那么此次消杀是否有效?为什么?
【解答】解:(1)设药物燃烧时y关于x的函数关系式为y=k1x(k1>0),代入(8,6)得:6=8k1
∴k1=,
∴y=x;
设药物燃烧后y关于x的函数关系式为y=(k2>0)代入(8,6)为6=,
∴k2=48,
∴药物燃烧时y关于x的函数关系式为y=x(0≤x≤8);药物燃烧后y关于x的函数关系式为y=(x>8),
故答案为:y=x,0≤x≤8;y=;
(2)把y=3代入y=x,得:x=4
把y=3代入y=,得:x=16
∵16﹣4=12>10.
所以这次消毒是有效的.
【变式6-1】学校的自动饮水机,通电加热时水温每分钟上升10℃,加热到100℃时,自动停止加热,水温开始下降.此时水温y(℃)与通电时间x(min)成反比例关系.当水温降至20℃时,饮水机再自动加热,若水温在20℃时接通电源,水温y与通电时间x之间的关系如图所示,则水温要从20℃加热到100℃,所需要的时间为( )
A.6min B.7min C.8min D.10min
【解答】解:∵通电加热时每分钟上升10℃,
∴水温从20℃加热到100℃,所需时间为:=8(min),
故选:C.
【变式6-2】如图1是一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2是该台灯的电流I(A)与电阻R(Ω)成反比例函数的图象,该图象经过点P(880,0.25).根据图象可知,下列说法正确的是( )
A.当R<0.25时,I<880
B.I与R的函数关系式是I=(R>0)
C.当R>1000时,I>0.22
D.当880<R<1000时,I的取值范围是0.22<I<0.25
【解答】解:设I与R的函数关系式是I=(R>0),
∵该图象经过点P(880,0.25),
∴=0.25,
∴U=220,
∴I与R的函数关系式是I=(R>0),故选项B不符合题意;
当R=0.25时,I=880,当R=1000时,I=0.22,
∵反比例函数I=(R>0)I随R的增大而减小,
当R<0.25时,I>880,当R>1000时,I<0.22,故选项A,C不符合题意;
∵R=0.25时,I=880,当R=1000时,I=0.22,
∴当880<R<1000时,I的取值范围是0.22<I<0.25,故D符合题意;
故选:D.
【变式6-3】某校对教室采用药薰法进行灭蚊.根据药品使用说明,药物燃烧时,室内每立方米空气中含药量y(mg/m3)与药物点燃后的时间x(min) 成正比例关系,药物燃尽后,y与x成反比例关系(如图).已知药物点燃8min燃尽,此时室内每立方米空气中含药量为6mg.
(1)分别求药物燃烧时和药物燃尽后,y与x之间函数的表达式.
(2)根据灭蚊药品使用说明,当每立方米空气中含药量低于1.6mg时,对人体是安全的,那么从开始药薰,至少经过多少时间后,学生才能进教室?
(3)根据灭蚊药品使用说明,当每立方米空气中含药量不低于3mg且持续时间不低于10min时,才能有效杀灭室内的蚊虫,那么此次灭蚊是否有效?为什么?
【解答】解:(1)设药物燃烧时y关于x的函数关系式是y=kx(k≠0),
将点(8,6)代入,得k=,
所以药物燃烧时y关于x的函数关系式是y=x,自变量 x 的取值范围是0≤x≤8;
设药物燃烧后y关于x的函数关系式是y=,
把(8,6)代入得:
m=48,
所以药物燃烧后y与x的函数关系式为y=,
(2)当y=1.6时,代入y=,
得x=30,
那么从药薰开始,至少需要经过 30 分钟后,学生才能回到教室;
(3)此次灭蚊有效,
将y=3分别代入y=x,y=,
得,x=4和x=16,
那么持续时间是16﹣4=12(min)>10min,
所以能有效杀灭室内的蚊虫.
专题26.2 反比例的实际应用(知识解读)
【直击考点】
【学习目标】
7. 能灵活利用反比例函数的知识分析、解决实际问题
8. 利用反比例函数求出问题中的值
9. 渗透数形结合思想,提高学生用函数观点解决问题的能力
【知识点梳理】
考点一 行程与工程应用
考点二 物理学中的应用
考点三 经济学的应用
考点四 生活中其他的应用
【典例分析】
【考点1 行程与工程的应用】
【典例1】方方驾驶小汽车匀速地从A地行驶到B地,行驶里程为480千米,设小汽车的行驶时间为t(单位:小时),行驶速度为v(单位:千米/小时),且全程速度限定为不超过120千米/小时.
(1)求v关于t的函数解析式;
(2)方方上午8点驾驶小汽车从A地出发,他能否在当天11点前到达B地?说明理由.
【解答】解:(1)∵vt=480,且全程速度限定为不超过120千米/小时,
∴v关于t的函数表达式为:v=(t≥4);
(2)方方不能在当天11点前到达B地.理由如下:
8点至11点时间长为3小时,
将t=3代入v=,
得v=160>120千米/小时,超速了.
故方方不能在当天11点前到达B地.
【变式1-1】一司机驾驶汽车从甲地去乙地,他以80千米/时的平均速度用了6小时到达目的地,当他按原路匀速返回时,汽车的速度v(千米/时)与时间t(小时)的函数关系为( )
A.v= B.v+t=480 C.v= D.v=
【答案】A
【解答】解:由于以80千米/时的平均速度用了6小时到达目的地,那么路程为80×6=480千米,
∴汽车的速度v(千米/时)与时间t(小时)的函数关系为v=.
故选:A.
【变式1-2】某游泳池有1200立方米水,设放水的平均速度为v立方米/小时,将池内的水放完需t小时.
(1)求v关于t的函数表达式;
(2)若要求在3小时之内把游泳池的水放完,则每小时应至少放水多少立方米?
【解答】解:(1)由题意得:vt=1200,
即:v=,
答:v关于t的函数表达式为v=,自变量的取值范围为t>0.
(2)当t=3时,v==400,
所以每小时应至少放水400立方米.
【考点2 物理学中的应用】
【典例2】一辆汽车前灯电路上的电压U(V)保持不变,选用灯泡的电阻为R(Ω),通过的电流强度为I(A),由欧姆定律可知,.当电阻为30Ω时,测得通过的电流强度为0.4A.
(1)求I关于R的函数表达式.
(2)为了保证电流强度不超过0.6A,求选用灯泡电阻的取值范围.
【解答】解:(1)由题意可得:I=,
∵当电阻为30Ω时,通过灯泡的电流强度为0.4A,
∴U=30×0.4=12(V),
∴I=.
(2)当I≤0.6A时,≤0.6,
解得R≥20Ω.
∴选用灯泡电阻的允许值范围为:R≥20Ω.
【变式2-1】已知电灯电路两端的电压U为220V,通过灯泡的电流强度I(A)的最大限度不得超过0.11A.设选用灯泡的电阻为R(Ω),下列说法正确的是( )
A.R至少2000Ω B.R至多2000Ω C.R至少24.2Ω D.R至多24.2Ω
【答案】A
【解答】解:∵电压U一定时,电流强度I(A)与灯泡的电阻为R(Ω)成反比例,
∴I=.
∵已知电灯电路两端的电压U为220V,
∴I=.
∵通过灯泡的电流强度I(A)的最大限度不得超过0.11A,
∴≤0.11,
∴R≥2000.
故选:A.
【变式2-2】已知某蓄电池的电压为定值,使用蓄电池时,电流I(单位:A)与电阻R(单位:Ω)是反比例函数关系,它的图象如图所示.
(1)求这个反比例函数的解析式;
(2)如果以此蓄电池为电源的用电器的限制电流不能超过3A,那么用电器可变电阻应控制在什么范围?
【解答】解:(1)电流I是电阻R的反比例函数,设I=,
∵图象经过(20,1.8),
∴1.8=,
解得:k=1.8×20=36,
∴这个反比例函数的解析式为I=;
(2)∵I≤3,I=,
∴≤3,
∴R≥12,
即用电器可变电阻应控制在12欧以上的范围内.
【典例3】已知近视眼镜的度数y(度)与镜片焦距x(米)之间成如图所示的反比例函数关系,则眼镜度数y与镜片焦距x之间的函数解析式为( )
A.y=200x B.y= C.y=100x D.y=
【答案】D
【解答】解:根据题意近视眼镜的度数y(度)与镜片焦距x(米)成反比例,设y=,
由于点(0.5,200)在此函数解析式上,
∴k=0.5×200=100,
∴y=,
故选:D.
【变式3-1】近视镜的度数y(度)与镜片焦距x(m)成反比例函数关系,已知400度近视眼镜镜片的焦距为0.25m.
(1)求y与x之间的函数关系式.
(2)当近视眼镜的度数y=500时,求近视眼镜镜片焦距x的值.
【解答】解:(1)由已知设y与x的函数关系式为:y=(k≠0),
把y=400,x=0.25代入,得400=,
解得:k=0.25×400=100,
故y与x之间的函数关系式为:y=;
(2)由(1)知y=,
则当y=500时,有500=,
解得:x=0.2,
故当近视眼镜的度数y=500时,近视眼镜镜片焦距x的值为0.2m.
【典例4】如图所示,小华设计了一个探究杠杆平衡条件的实验:在一根匀质的木杆中点O左侧固定位置B处悬挂重物A,在中点O右侧用一个弹簧秤向下拉,改变弹簧秤与点O的距离x(cm),观察弹簧秤的示数y(N)的变化情况.实验数据记录如下:
x(cm)…10
15
20
25
30
…
y(N)…30
20
15
12
10
…
猜测y与x之间的函数关系,并求出函数关系式为 .
【答案】
【解答】解:由图象猜测y与x之间的函数关系为反比例函数,
∴设y=(k≠0),
把x=10,y=30代入得:k=300
∴y=,
将其余各点代入验证均适合,
∴y与x的函数关系式为:y=.
故答案为:y=.
【变式4-1】阿基米德说:“给我一个支点,我就能撬动整个地球”这句话精辟地阐明了一个重要的物理学知识﹣﹣杠杆原理,即“阻力×阻力臂=动力×动力臂”.若已知某一杠杆的阻力和阻力臂分别为1200N和0.5m,则这一杠杆的动力F和动力臂l之间的函数图象大致是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解答】解:∵阻力×阻力臂=动力×动力臂.小伟欲用撬棍撬动一块石头,已知阻力和阻力臂分别是1200N和0.5m,
∴动力F(单位:N)关于动力臂l(单位:m)的函数解析式为:1200×0.5=Fl,
则F=,是反比例函数,A选项符合,
故选:A.
【变式4-2】某气球内充满了一定量的气体,当温度不变时,气球内气体的气压p(kPa)是气体体积V(m3)的反比例函数,其图象如图所示.
(1)求这个函数的解析式;
(2)当气体体积为1m3时,气压是多少?
(3)当气球内的气压大于140kPa时,气球将爆炸,为了安全起见,气体的体积应不小于多少?(精确到0.01m3)
【解答】解:(1)设,
由题意知,
所以k=96,
故;
(2)当v=1m3时,;
(3)当p=140kPa时,.
所以为了安全起见,气体的体积应不少于0.69m3.
【考点3 经济学的应用】
【典例5】某科技有限公司成功研制出一种市场急需的电子产品,已于当年投入生产并进行销售,已知生产这种电子产品的成本为4元/件,在销售过程中发现:每年的年销售量y(万件)与销售价格x(元/件)的关系如图,其中AB段为反比例函数图象的一部分,设公司销售这种电子产品的年利润为w(万元).
(1)请求出y(万件)与x(元/件)之间的函数关系式;
(2)求出这种电子产品的年利润w(万元)与x(元/件)之间的函数关系式;并求出年利润的最大值.
【解答】解:(1)当4≤x≤8时,设y=(k≠0),
将点A(4,40)代入,得k=4×40=160,
∴y=;
当8<x≤28时,设y=k′x+b(k′≠0).分别将点B(8,20),C(28,0)代入y=k′x+b,得:
,
解得:,
∴y=﹣x+28;
(2)当4≤x≤8时,w=(x﹣4)y=(x﹣4)•=160﹣,
当8<x≤28时,w=(x﹣4)y
=(x﹣4)(﹣x+28)
=﹣x2+32x﹣112
=﹣(x﹣16)2+144,
当4≤x≤8时,
∵﹣640<0,
∴w随x增大而增大,
∴当x=8时,w有最大值为160﹣=80(万元),
当8<x≤28时,
∵﹣1<0,
∴当x=16时,w有最大值为144万元.
∵80<144,
∴年利润的最大值为144万元.
【变式5-1】今年,某公司推出一款新手机深受消费者推崇,但价格不菲.为此,某电子商城推出分期付款购买手机的活动,一部售价为9688元的新手机,前期付款3000元,后期每个月分别付相同的数额,则每个月付款额y(元)与付款月数x(x为正整数)之间的函数关系式是( )
A. B.
C. D.
【解答】解:由题意得y=,即y=,
故选:D.
【考点4 生活中的其他应用】
【典例6】近两年,人们与新冠病毒进行着长期的抗争.每周末,学校都要对教室采进行消杀.已知消杀时,教室内每立方米空气中的含药量y(毫克)与时间x(分钟)成正比例;消杀后,y与x成反比例(如图所示).现测得消杀8分钟结束时,教室内空气中每立方米的含药量为6毫克,请你根据题中所提供的信息,解答下列问题.
(1)消杀时y关于x的函数关系式为 y=x ,自变量x的取值范围是 0≤x≤8 ;消杀后y与x的函数关系式为 y= ;
(2)研究表明,当空气中每立方米的含药量不低于3毫克且持续时间不低于10分钟时,才能有效杀灭空气中的病菌,那么此次消杀是否有效?为什么?
【解答】解:(1)设药物燃烧时y关于x的函数关系式为y=k1x(k1>0),代入(8,6)得:6=8k1
∴k1=,
∴y=x;
设药物燃烧后y关于x的函数关系式为y=(k2>0)代入(8,6)为6=,
∴k2=48,
∴药物燃烧时y关于x的函数关系式为y=x(0≤x≤8);药物燃烧后y关于x的函数关系式为y=(x>8),
故答案为:y=x,0≤x≤8;y=;
(2)把y=3代入y=x,得:x=4
把y=3代入y=,得:x=16
∵16﹣4=12>10.
所以这次消毒是有效的.
【变式6-1】学校的自动饮水机,通电加热时水温每分钟上升10℃,加热到100℃时,自动停止加热,水温开始下降.此时水温y(℃)与通电时间x(min)成反比例关系.当水温降至20℃时,饮水机再自动加热,若水温在20℃时接通电源,水温y与通电时间x之间的关系如图所示,则水温要从20℃加热到100℃,所需要的时间为( )
A.6min B.7min C.8min D.10min
【解答】解:∵通电加热时每分钟上升10℃,
∴水温从20℃加热到100℃,所需时间为:=8(min),
故选:C.
【变式6-2】如图1是一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2是该台灯的电流I(A)与电阻R(Ω)成反比例函数的图象,该图象经过点P(880,0.25).根据图象可知,下列说法正确的是( )
A.当R<0.25时,I<880
B.I与R的函数关系式是I=(R>0)
C.当R>1000时,I>0.22
D.当880<R<1000时,I的取值范围是0.22<I<0.25
【解答】解:设I与R的函数关系式是I=(R>0),
∵该图象经过点P(880,0.25),
∴=0.25,
∴U=220,
∴I与R的函数关系式是I=(R>0),故选项B不符合题意;
当R=0.25时,I=880,当R=1000时,I=0.22,
∵反比例函数I=(R>0)I随R的增大而减小,
当R<0.25时,I>880,当R>1000时,I<0.22,故选项A,C不符合题意;
∵R=0.25时,I=880,当R=1000时,I=0.22,
∴当880<R<1000时,I的取值范围是0.22<I<0.25,故D符合题意;
故选:D.
【变式6-3】某校对教室采用药薰法进行灭蚊.根据药品使用说明,药物燃烧时,室内每立方米空气中含药量y(mg/m3)与药物点燃后的时间x(min) 成正比例关系,药物燃尽后,y与x成反比例关系(如图).已知药物点燃8min燃尽,此时室内每立方米空气中含药量为6mg.
(1)分别求药物燃烧时和药物燃尽后,y与x之间函数的表达式.
(2)根据灭蚊药品使用说明,当每立方米空气中含药量低于1.6mg时,对人体是安全的,那么从开始药薰,至少经过多少时间后,学生才能进教室?
(3)根据灭蚊药品使用说明,当每立方米空气中含药量不低于3mg且持续时间不低于10min时,才能有效杀灭室内的蚊虫,那么此次灭蚊是否有效?为什么?
【解答】解:(1)设药物燃烧时y关于x的函数关系式是y=kx(k≠0),
将点(8,6)代入,得k=,
所以药物燃烧时y关于x的函数关系式是y=x,自变量 x 的取值范围是0≤x≤8;
设药物燃烧后y关于x的函数关系式是y=,
把(8,6)代入得:
m=48,
所以药物燃烧后y与x的函数关系式为y=,
(2)当y=1.6时,代入y=,
得x=30,
那么从药薰开始,至少需要经过 30 分钟后,学生才能回到教室;
(3)此次灭蚊有效,
将y=3分别代入y=x,y=,
得,x=4和x=16,
那么持续时间是16﹣4=12(min)>10min,
所以能有效杀灭室内的蚊虫.
专题26.2 反比例的实际应用(知识解读)
【直击考点】
【学习目标】
10. 能灵活利用反比例函数的知识分析、解决实际问题
11. 利用反比例函数求出问题中的值
12. 渗透数形结合思想,提高学生用函数观点解决问题的能力
【典例分析】
【考点1 行程与工程的应用】
【典例1】方方驾驶小汽车匀速地从A地行驶到B地,行驶里程为480千米,设小汽车的行驶时间为t(单位:小时),行驶速度为v(单位:千米/小时),且全程速度限定为不超过120千米/小时.
(1)求v关于t的函数解析式;
(2)方方上午8点驾驶小汽车从A地出发,他能否在当天11点前到达B地?说明理由.
【解答】解:(1)∵vt=480,且全程速度限定为不超过120千米/小时,
∴v关于t的函数表达式为:v=(t≥4);
(2)方方不能在当天11点前到达B地.理由如下:
8点至11点时间长为3小时,
将t=3代入v=,
得v=160>120千米/小时,超速了.
故方方不能在当天11点前到达B地.
【变式1-1】一司机驾驶汽车从甲地去乙地,他以80千米/时的平均速度用了6小时到达目的地,当他按原路匀速返回时,汽车的速度v(千米/时)与时间t(小时)的函数关系为( )
A.v= B.v+t=480 C.v= D.v=
【答案】A
【解答】解:由于以80千米/时的平均速度用了6小时到达目的地,那么路程为80×6=480千米,
∴汽车的速度v(千米/时)与时间t(小时)的函数关系为v=.
故选:A.
【变式1-2】某游泳池有1200立方米水,设放水的平均速度为v立方米/小时,将池内的水放完需t小时.
(1)求v关于t的函数表达式;
(2)若要求在3小时之内把游泳池的水放完,则每小时应至少放水多少立方米?
【解答】解:(1)由题意得:vt=1200,
即:v=,
答:v关于t的函数表达式为v=,自变量的取值范围为t>0.
(2)当t=3时,v==400,
所以每小时应至少放水400立方米.
【考点2 物理学中的应用】
【典例2】一辆汽车前灯电路上的电压U(V)保持不变,选用灯泡的电阻为R(Ω),通过的电流强度为I(A),由欧姆定律可知,.当电阻为30Ω时,测得通过的电流强度为0.4A.
(1)求I关于R的函数表达式.
(2)为了保证电流强度不超过0.6A,求选用灯泡电阻的取值范围.
【解答】解:(1)由题意可得:I=,
∵当电阻为30Ω时,通过灯泡的电流强度为0.4A,
∴U=30×0.4=12(V),
∴I=.
(2)当I≤0.6A时,≤0.6,
解得R≥20Ω.
∴选用灯泡电阻的允许值范围为:R≥20Ω.
【变式2-1】已知电灯电路两端的电压U为220V,通过灯泡的电流强度I(A)的最大限度不得超过0.11A.设选用灯泡的电阻为R(Ω),下列说法正确的是( )
A.R至少2000Ω B.R至多2000Ω C.R至少24.2Ω D.R至多24.2Ω
【答案】A
【解答】解:∵电压U一定时,电流强度I(A)与灯泡的电阻为R(Ω)成反比例,
∴I=.
∵已知电灯电路两端的电压U为220V,
∴I=.
∵通过灯泡的电流强度I(A)的最大限度不得超过0.11A,
∴≤0.11,
∴R≥2000.
故选:A.
【变式2-2】已知某蓄电池的电压为定值,使用蓄电池时,电流I(单位:A)与电阻R(单位:Ω)是反比例函数关系,它的图象如图所示.
(1)求这个反比例函数的解析式;
(2)如果以此蓄电池为电源的用电器的限制电流不能超过3A,那么用电器可变电阻应控制在什么范围?
【解答】解:(1)电流I是电阻R的反比例函数,设I=,
∵图象经过(20,1.8),
∴1.8=,
解得:k=1.8×20=36,
∴这个反比例函数的解析式为I=;
(2)∵I≤3,I=,
∴≤3,
∴R≥12,
即用电器可变电阻应控制在12欧以上的范围内.
【典例3】已知近视眼镜的度数y(度)与镜片焦距x(米)之间成如图所示的反比例函数关系,则眼镜度数y与镜片焦距x之间的函数解析式为( )
A.y=200x B.y= C.y=100x D.y=
【答案】D
【解答】解:根据题意近视眼镜的度数y(度)与镜片焦距x(米)成反比例,设y=,
由于点(0.5,200)在此函数解析式上,
∴k=0.5×200=100,
∴y=,
故选:D.
【变式3-1】近视镜的度数y(度)与镜片焦距x(m)成反比例函数关系,已知400度近视眼镜镜片的焦距为0.25m.
(1)求y与x之间的函数关系式.
(2)当近视眼镜的度数y=500时,求近视眼镜镜片焦距x的值.
【解答】解:(1)由已知设y与x的函数关系式为:y=(k≠0),
把y=400,x=0.25代入,得400=,
解得:k=0.25×400=100,
故y与x之间的函数关系式为:y=;
(2)由(1)知y=,
则当y=500时,有500=,
解得:x=0.2,
故当近视眼镜的度数y=500时,近视眼镜镜片焦距x的值为0.2m.
【典例4】如图所示,小华设计了一个探究杠杆平衡条件的实验:在一根匀质的木杆中点O左侧固定位置B处悬挂重物A,在中点O右侧用一个弹簧秤向下拉,改变弹簧秤与点O的距离x(cm),观察弹簧秤的示数y(N)的变化情况.实验数据记录如下:
x(cm)…10
15
20
25
30
…
y(N)…30
20
15
12
10
…
猜测y与x之间的函数关系,并求出函数关系式为 .
【答案】
【解答】解:由图象猜测y与x之间的函数关系为反比例函数,
∴设y=(k≠0),
把x=10,y=30代入得:k=300
∴y=,
将其余各点代入验证均适合,
∴y与x的函数关系式为:y=.
故答案为:y=.
【变式4-1】阿基米德说:“给我一个支点,我就能撬动整个地球”这句话精辟地阐明了一个重要的物理学知识﹣﹣杠杆原理,即“阻力×阻力臂=动力×动力臂”.若已知某一杠杆的阻力和阻力臂分别为1200N和0.5m,则这一杠杆的动力F和动力臂l之间的函数图象大致是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解答】解:∵阻力×阻力臂=动力×动力臂.小伟欲用撬棍撬动一块石头,已知阻力和阻力臂分别是1200N和0.5m,
∴动力F(单位:N)关于动力臂l(单位:m)的函数解析式为:1200×0.5=Fl,
则F=,是反比例函数,A选项符合,
故选:A.
【变式4-2】某气球内充满了一定量的气体,当温度不变时,气球内气体的气压p(kPa)是气体体积V(m3)的反比例函数,其图象如图所示.
(1)求这个函数的解析式;
(2)当气体体积为1m3时,气压是多少?
(3)当气球内的气压大于140kPa时,气球将爆炸,为了安全起见,气体的体积应不小于多少?(精确到0.01m3)
【解答】解:(1)设,
由题意知,
所以k=96,
故;
(2)当v=1m3时,;
(3)当p=140kPa时,.
所以为了安全起见,气体的体积应不少于0.69m3.
【考点3 经济学的应用】
【典例5】某科技有限公司成功研制出一种市场急需的电子产品,已于当年投入生产并进行销售,已知生产这种电子产品的成本为4元/件,在销售过程中发现:每年的年销售量y(万件)与销售价格x(元/件)的关系如图,其中AB段为反比例函数图象的一部分,设公司销售这种电子产品的年利润为w(万元).
(1)请求出y(万件)与x(元/件)之间的函数关系式;
(2)求出这种电子产品的年利润w(万元)与x(元/件)之间的函数关系式;并求出年利润的最大值.
【解答】解:(1)当4≤x≤8时,设y=(k≠0),
将点A(4,40)代入,得k=4×40=160,
∴y=;
当8<x≤28时,设y=k′x+b(k′≠0).分别将点B(8,20),C(28,0)代入y=k′x+b,得:
,
解得:,
∴y=﹣x+28;
(2)当4≤x≤8时,w=(x﹣4)y=(x﹣4)•=160﹣,
当8<x≤28时,w=(x﹣4)y
=(x﹣4)(﹣x+28)
=﹣x2+32x﹣112
=﹣(x﹣16)2+144,
当4≤x≤8时,
∵﹣640<0,
∴w随x增大而增大,
∴当x=8时,w有最大值为160﹣=80(万元),
当8<x≤28时,
∵﹣1<0,
∴当x=16时,w有最大值为144万元.
∵80<144,
∴年利润的最大值为144万元.
【变式5-1】今年,某公司推出一款新手机深受消费者推崇,但价格不菲.为此,某电子商城推出分期付款购买手机的活动,一部售价为9688元的新手机,前期付款3000元,后期每个月分别付相同的数额,则每个月付款额y(元)与付款月数x(x为正整数)之间的函数关系式是( )
A. B.
C. D.
【解答】解:由题意得y=,即y=,
故选:D.
【考点4 生活中的其他应用】
【典例6】近两年,人们与新冠病毒进行着长期的抗争.每周末,学校都要对教室采进行消杀.已知消杀时,教室内每立方米空气中的含药量y(毫克)与时间x(分钟)成正比例;消杀后,y与x成反比例(如图所示).现测得消杀8分钟结束时,教室内空气中每立方米的含药量为6毫克,请你根据题中所提供的信息,解答下列问题.
(1)消杀时y关于x的函数关系式为 y=x ,自变量x的取值范围是 0≤x≤8 ;消杀后y与x的函数关系式为 y= ;
(2)研究表明,当空气中每立方米的含药量不低于3毫克且持续时间不低于10分钟时,才能有效杀灭空气中的病菌,那么此次消杀是否有效?为什么?
【解答】解:(1)设药物燃烧时y关于x的函数关系式为y=k1x(k1>0),代入(8,6)得:6=8k1
∴k1=,
∴y=x;
设药物燃烧后y关于x的函数关系式为y=(k2>0)代入(8,6)为6=,
∴k2=48,
∴药物燃烧时y关于x的函数关系式为y=x(0≤x≤8);药物燃烧后y关于x的函数关系式为y=(x>8),
故答案为:y=x,0≤x≤8;y=;
(2)把y=3代入y=x,得:x=4
把y=3代入y=,得:x=16
∵16﹣4=12>10.
所以这次消毒是有效的.
【变式6-1】学校的自动饮水机,通电加热时水温每分钟上升10℃,加热到100℃时,自动停止加热,水温开始下降.此时水温y(℃)与通电时间x(min)成反比例关系.当水温降至20℃时,饮水机再自动加热,若水温在20℃时接通电源,水温y与通电时间x之间的关系如图所示,则水温要从20℃加热到100℃,所需要的时间为( )
A.6min B.7min C.8min D.10min
【解答】解:∵通电加热时每分钟上升10℃,
∴水温从20℃加热到100℃,所需时间为:=8(min),
故选:C.
【变式6-2】如图1是一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2是该台灯的电流I(A)与电阻R(Ω)成反比例函数的图象,该图象经过点P(880,0.25).根据图象可知,下列说法正确的是( )
A.当R<0.25时,I<880
B.I与R的函数关系式是I=(R>0)
C.当R>1000时,I>0.22
D.当880<R<1000时,I的取值范围是0.22<I<0.25
【解答】解:设I与R的函数关系式是I=(R>0),
∵该图象经过点P(880,0.25),
∴=0.25,
∴U=220,
∴I与R的函数关系式是I=(R>0),故选项B不符合题意;
当R=0.25时,I=880,当R=1000时,I=0.22,
∵反比例函数I=(R>0)I随R的增大而减小,
当R<0.25时,I>880,当R>1000时,I<0.22,故选项A,C不符合题意;
∵R=0.25时,I=880,当R=1000时,I=0.22,
∴当880<R<1000时,I的取值范围是0.22<I<0.25,故D符合题意;
故选:D.
【变式6-3】某校对教室采用药薰法进行灭蚊.根据药品使用说明,药物燃烧时,室内每立方米空气中含药量y(mg/m3)与药物点燃后的时间x(min) 成正比例关系,药物燃尽后,y与x成反比例关系(如图).已知药物点燃8min燃尽,此时室内每立方米空气中含药量为6mg.
(1)分别求药物燃烧时和药物燃尽后,y与x之间函数的表达式.
(2)根据灭蚊药品使用说明,当每立方米空气中含药量低于1.6mg时,对人体是安全的,那么从开始药薰,至少经过多少时间后,学生才能进教室?
(3)根据灭蚊药品使用说明,当每立方米空气中含药量不低于3mg且持续时间不低于10min时,才能有效杀灭室内的蚊虫,那么此次灭蚊是否有效?为什么?
【解答】解:(1)设药物燃烧时y关于x的函数关系式是y=kx(k≠0),
将点(8,6)代入,得k=,
所以药物燃烧时y关于x的函数关系式是y=x,自变量 x 的取值范围是0≤x≤8;
设药物燃烧后y关于x的函数关系式是y=,
把(8,6)代入得:
m=48,
所以药物燃烧后y与x的函数关系式为y=,
(2)当y=1.6时,代入y=,
得x=30,
那么从药薰开始,至少需要经过 30 分钟后,学生才能回到教室;
(3)此次灭蚊有效,
将y=3分别代入y=x,y=,
得,x=4和x=16,
那么持续时间是16﹣4=12(min)>10min,
所以能有效杀灭室内的蚊虫.
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