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实际问题:反比例建模

九年级下册 · 人教版 · 第二十六章 · 知识点 06 / 6

讲解

反比例函数最实用的地方,是把「总量固定」的现实问题翻译成一条曲线。矩形面积固定:长×宽=面积 → y = S/x;路程固定:速度×时间=路程 → v = s/t;压力固定:压强 = 压力/面积。认出「乘积恒定」这四个字,模型就出来了。

拖长和面积:面积固定时,长从 3 m 拉到 12 m,宽就从 4 m 压到 1 m。这就是反比例的日常版本。注意实际问题的特殊性——长宽都必须为正,所以只用第一象限那一支,图象的「另一支」在现实里不存在,这也是答题时要写「x > 0」的原因。

  1. 找恒定乘积:看清题目里哪个总量不变
  2. 设 y = k/x,把已知一组对应值代入求 k(注意单位)
  3. 代值计算,写出取值范围与实际意义
  4. 检验:结果是否符合常识(长度不能为负、人数必须是整数等)

现实里能做什么

杠杆、压强与工期

撬石头时,力×力臂=力矩,力臂越长越省力——这是反比例;滑雪板越宽,对雪面的压强越小,人越不容易陷下去——这也是反比例(p = F/S);一项工程总量固定,人越多工期越短,还是反比例。三个行业、一条曲线:乘积不变,此消彼长。

知识要点

  • 识别「乘积不变」:速度×时间=路程、压强×面积=压力、效率×时间=总量、力×力臂=力矩
  • 建模三步:设式 → 代点求 k → 代值求解
  • 自变量取值范围由实际意义决定(长度、时间、人数都要为正)
  • 答案要带单位,并说明是否符合实际

典型例题(点击展开题解)

例 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(kPa)是…
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(kPa)是气体体积 V(m³)的反比例函数,其图象过点 (1.6, 60)。① 求 p 关于 V 的解析式;② 当气体体积为 2.4 m³ 时,气压是多少?
  1. 设 p = k/V(k ≠ 0)。
  2. 代入 V = 1.6,p = 60:
    k = 1.6 × 60 = 96
  3. ① 解析式:
    p = 96/V(V > 0)
  4. ② 代入 V = 2.4:
    p = 96/2.4 = 40(kPa)
① p = 96/V(V > 0);② 气压为 40 kPa。体积变大、气压变小,符合反比例的实际意义。
例 2用撬棍撬一块石头,动力 F(N)与动力臂 L(m)满足 FL = 1200。…
用撬棍撬一块石头,动力 F(N)与动力臂 L(m)满足 FL = 1200。① 写出 F 关于 L 的函数解析式;② 当动力臂为 1.5 m 时,需要多大的力?③ 若想用 200 N 的力撬动,动力臂至少多长?
  1. ① 由 FL = 1200 得:
    F = 1200/L(L > 0)
  2. ② 代入 L = 1.5:
    F = 1200/1.5 = 800(N)
  3. ③ 令 F = 200:
    200 = 1200/L → L = 6(m)
  4. 实际意义:动力臂越长越省力,这就是「给我一个支点」的数学表达。
① F = 1200/L(L > 0);② 800 N;③ 至少 6 m。

这个知识点出现在哪些题型里

前置知识

反比例函数的概念