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专题 6.10 反比例函数的应用(知识讲解)
【学习目标】
1. 能根据实际问题中的条件确定反比例函数的解析式,并能结合图象加深对问题的理
解.
2.根据条件求出函数解析式,运用学过的函数知识解决反比例函数的应用问题,体会
数学与现实生活的紧密联系,增强应用意识.
【要点梳理】
要点一、利用反比例函数解决实际问题
1. 基本思路:建立函数模型,即在实际问题中求得函数解析式,然后应用函数
的图象和性质等知识解决问题.
2. 一般步骤如下:(1)审清题意,根据常量、变量之间的关系,设出函数解析
式,待定的系数用字母表示.
(2)由题目中的已知条件,列出方程,求出待定系数.
(3)写出函数解析式,并注意解析式中变量的取值范围.
(4)利用函数解析式、函数的图象和性质等去解决问题.
要点二、反比例函数在其他学科中的应用
1. 当圆柱体的体积一定时,圆柱的底面积是高的反比例函数;
2. 当工程总量一定时,做工时间是做工速度的反比例函数;
3. 在使用杠杆时,如果阻力和阻力臂不变,则动力是动力臂的反比例函数;
4. 电压一定,输出功率是电路中电阻的反比例函数.
要点三、反比例函数在与几何综合应用
反比例函数与几何的综合应用是是历年来中考的热点,既有本学科知识的综合,也有
与其他学科知识的综合,题型既选择、填空,也有解答题类型,而这类题型出现于最后一
道题的概率最多,考查学生的综合分析和应用知识的能力。
解反比例函数与几何图形的综合题,一般先设出几何图形中的未知数,然后结合函数
的图像用含未知数的式子表示出几何图形与图像的交点坐标,再由函数解析式及几何图形
的性质写出含未知数及待求字母系数的当成(组),解方程(组)即可得所求几何图形的
未知量或函数解析式中待定字母的值。
这类型的题目主要包括反比例函数与三角形的综合、反比例函数与四边形(平行四边
形、矩形、菱形)的综合、反比例函数与正方形的综合、反比例函数与圆的综合等四种题型。
【典型例题】
类型一、反比例函数实际问题与图象
1.如图,某校劳动小组计划利用已有的一堵长为6m的墙,用篱笆围成一个面
积为 的矩形劳动基地 ,边 的长不超过墙的长度,在 边上开设宽为1m的
门 (门不需要消耗篱笆).设 的长为 (m), 的长为 (m).
(1) 求 关于 的函数表达式.
(2) 若围成矩形劳动基地 三边的篱笆总长为10m,求 和 的长度
(3) 若 和 的长都是整数(单位:m),且围成矩形劳动基地 三边的篱笆
总长小于10m,请直接写出所有满足条件的围建方案.
【答案】(1) (2) (3) 或
【分析】(1)利用矩形的面积计算公式可得出xy=12,进而可得出: ;
(2)根据篱笆总长和门的长表示出AB与BC,列出方程求出即可;
(3)由x,y均为整数,围成矩形劳动基地 三边的篱笆总长小于10m,可得出x
的值,进而可得出各围建方案.
(1)解:依题意得:xy=12,
∴ .
又∵墙长为6m,
∴ ,
∴ .
∴y关于x的函数表达式为: .(2)解:依题意得: ,
∴ 或 ,
∵ ,
∴ ,
∴ ;
(3)解:依题意得: , ,
∴ ,
∵ 和 的长都是正整数,
∴ 或 ,
∴则满足条件的围建方案为: 或
【点拨】本题考查了根据实际问题列出反比例函数关系式,根据各数量之间的关系,
找出y关于x的函数关系式以及根据x,y均为整数找出x,y的值是解题的关键.
举一反三:
【变式1】 已知学生注意力指标y随时间x(分钟)变化的函数图象如下图所示,当
和 时,函数图象是线段;当 时,图象是反比例函数的一部
分,BC∥AD∥x轴.
(1) 求点D坐标;
(2) 当x满足什么条件时,学生注意力指标不低于30.【答案】(1)(45,20)(2)当4≤x≤30时,学生注意力指标不低于30.
【分析】(1)求出反比例函数解析式,即可求解;
(2)先求出直线AB的解析式,可得y≥30时,x的取值范围,再由反比例函数
可得y≥30时,x的取值范围,即可求解.
(1)解:设当 时,反比例函数解析式为 ,
把点C(20,45)代入得:
,解得:k=900,
∴反比例函数解析式为 ,
∴当x=45时, ,
∴D(45,20);
(2)解:根据题意得:A(0,20),
设当0≤x<10时,AB的解析式为y=mx+n,
将A(0,20)、B(10,45)代入得:
,
解得: ,
∴直线AB的解析式为 ,
当y≥30时, ,解得:x≥4,
由(1)得反比例函数解析式为 ,
当y≥30时, ,解得:x≤30,
∴当4≤x≤30时,学生注意力指标不低于30.
【点拨】本题考查函数图象的应用,涉及一次函数、反比例函数及不等式等知识,解题的关键是求出一次函数和反比例函数的解析式.
【变式2】某医药研究所研制了一种新药,在试验药效时发现:成人按规定剂量服用
后,检测到从第5分钟起每分钟每毫升血液中含药量增加0.2微克,第100分钟达到最高,
接着开始衰退.血液中含药量y(微克)与时间x(分钟)的函数关系如图,并发现衰退时
y与x成反比例函数关系.
(1) _____________;
(2) 当 时,y与x之间的函数关系式为_____________;
当 时,y与x之间的函数关系式为_____________;
(3) 如果每毫升血液中含药量不低于10微克时是有效的,求出一次服药后的有效时间
多久?
【答案】(1)19(2) ; (3)135分钟
【分析】(1)利用第5分钟起每分钟每毫升血液中含药量增加0.2微克即可得到第
100分钟相应的a值;
(2)分别代入直线和曲线的一般形式,利用待定系数法求得函数的解析式即可;
(3)分别令两个函数值为10求得相应的时间后相减即可得到结果.
(1)解:a=0.2×(100﹣5)=19;
(2)解:当5≤x≤100时,设y与x之间的函数关系式为y=kx+b
1
∵经过点(5,0),(100,19)
∴
解得:,
∴解析式为y=0.2x﹣1;
当x>100时,y与x之间的函数关系式为y= ,∵经过点(100,19),
∴ =19
解得:k=1900,
∴函数的解析式为y= ;
(3)解:令y=0.2x﹣1=10解得:x=55,
令y= =10,解得:x=190
∴190﹣55=135分钟,
∴服药后能持续135分钟;
【点拨】本题主要考查了反比例函数与一次函数的实际应用,根据已知点得出函数的
解析式是解题关键.
类型二、反比例函在其他学科中的应用
2.如图1,将一长方体放置于一水平玻璃桌面上,按不同的方式摆放,记录桌
面所受压强与受力面积的关系如下表所示:
桌面所受压强P(Pa) 400 500 800 1000 1250
受力面积S( ) 0.5 0.4 a 0.2 0.16
(1)根据表中数据,求出压强P(Pa)关于受力面积S( )的函数表达式及a的值.
(2)如图2,将另一长,宽,高分别为60cm,20cm,10cm,且与原长方体相同重量的
长方体放置于该水平玻璃桌面上.若玻璃桌面能承受的最大压强为2000Pa,问:这种摆放
方式是否安全?请判断并说明理由.【答案】(1) ,0.25(2)这种摆放方式不安全,理由见分析
【分析】(1)观察图表得:压强P与受力面积S的乘积不变,故压强P是受力面积S
的反比例函数,然后用待定系数法可得函数关系式,令P=800,可得a的值;
(2)算出S,即可求出P,比较可得答案.
(1)解:观察图表得:压强P与受力面积S的乘积不变,故压强P是受力面积S的反
比例函数,
设压强P(Pa)关于受力面积S( )的函数表达式为 ,
把(400,0.5)代入得: ,
解得:k=200,
∴压强P(Pa)关于受力面积S( )的函数表达式为 ,
当P=800时, ,
∴a=0.25;
(2)解:这种摆放方式不安全,理由如下:
由图可知S=0.1×0.2=0.02( ),
∴将长方体放置于该水平玻璃桌面上的压强为 ,
∵10000>2000,
∴这种摆放方式不安全.
【点拨】本题考查反比例函数的应用,解题的关键是读懂题意,能列出函数关系式.
举一反三:
【变式1】在一个可以改变体积的密闭容器内装有一定质量的二氧化碳,当改变容器
的体积时,二氧化碳的密度也会随之改变,密度 (单位:kg/m3)是体积V(单位:m3)
的反比例函数,它的图象如图所示.
(1) 求 与V之间的函数关系式:
(2) 求当 m3时二氧化碳的密度 .【答案】(1) (2)1kg/m3
【分析】(1)由图象可知,反比例函数图象经过点(5,2),利用待定系数法求出函
数解析式;
(2)运用这个关系式解答实际问题,把v=10m3代入函数解析式即可求解.
(1)解:设密度 与体积V的反比例函数关系式为 ,
把点 代人解 ,得 ,
∴ 与V的反比例函数关系式为 .
(2)解:当v=10m3时,P= =1(kg/m3),
∴当V=10m3时二氧化碳的密度 为1kg/m3.
【点拨】本题主要考查图象的识别和待定系数法求函数解析式.从图象上观察得出点
(5,2)在函数图象上是解题的关键.
【变式2】某种气球内充满了一定质量的气体,当温度不变时,气球内气体的压强P
(Pa)与气球体积V( )之间成反比例关系,其图像如图所示.
(1) 求P与V之间的函数关系式;
(2) 当 时,求P的值;
(3) 当气球内的气压大于40000Pa时,气球将爆炸,为确保气球不爆炸,气球的体积
应不小于多少?【答案】(1)P= (2) 千帕(3)不少于 m3
【分析】(1)设出反比例函数的解析式,代入点A的坐标,即可解决;
(2)由题意可得V=1.8m3,代入到解析式中即可求解;
(3)为了安全起见,P≤40000kPa,列出关于V的不等式,解不等式,即可解决.
(1)解:设这个函数解析式为:P= ,
代入点A的坐标(1.5,16000)得, =16000,
∴k=24000,
∴这个函数的解析式为P= ;
(2)由题可得,V=1.8m3,
∴P= (kPa),
∴气球内气体的压强是 千帕;
(3)∵气球内气体的压强大于144kPa时,气球将爆炸,
∴为了安全起见,P≤40000kPa,
∴ ≤40000,
∴V≥ m3,
∴为了安全起见,气球的体积不少于 m3.
【点拨】本题考查了反比例函数的应用,根据题意,利用待定系数法求出解析式是解
决此题的突破口.类型三、反比例函数与几何综合应用
3. 如图1,一次函数 与反比例函数 交于A,B两点,点A的横
坐标为-3.
(1) 求出反比例函数的表达式及点B的坐标;
(2) 当y