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第二十六章
反比例函数
26.2
实际问题与反比例函数
随堂演练
课堂小结
例题讲解
情景导入
情景导入
请欣赏成都拉面小哥的“魔性”舞姿
(1)
拉面小哥舞姿妖娆,手艺更是精湛.
如果他要把体积为
15
cm3
的面团做成拉面,你能写出面条的总长度
y
(单位:cm)
与面条粗细
(横截面积)
S
(单位:cm2)的函数关系式吗?
(2)
某家面馆的师傅收益精湛,他拉的面条粗1mm2面条总长是多少?
例题讲解
例1
市煤气公司要在地下修建一个容积
为104
m3的圆柱形煤气储存室.
储存室的底面积S
(单位:m2)与其
深度d(单位:m)有
怎样的函数关系?
解:
(1)根据圆柱的体积公式,得Sd=
104,
所以S关于d的函数解析式为
公司决定把储存室的底面积S定为
500
m2,施工队施工时应该向地下掘进多深?
(2)把S=500代入?
得
解得d=20(m).
如果把储存室的底面积定为500
m2,施工时应向
地下掘进20
m深.
(3)当施工队按(2)中的计划掘进到地下15
m时,公司临
时改变计划,
把储存室的深度改为15
m.相应地,储存室的底面积应改为多少(结果保留小数点后两位)?
(3)根据题意,把d=15代入
得
解得
S≈666.67.
当储存室的深度为15
m时,底面积应改为666.
67
m2.
几何问题:
熟悉常见几何体(长方形(体)、正方形(体)、三角形、圆(球)和圆柱等)的周长、面积和体积公式,是建立几何问题中等量关系的关键,进而变形为函数的规范形式
例2
码头工人每天往一艘轮船上装载30吨货物,装载完毕恰好用了
8
天时间.
轮船到达目的地后开始卸货,平均卸货速度v
(单位:吨/天)与卸货天数t之间有怎样的函数关系?
分析:根据“平均装货速度
×
装货天数=货物的总量”,
可以求出轮船装
载货物的总量;再根据“平均卸货速度
=货物的总量
÷
卸货天数”,得到v关
于t的函数解析式.
解:(1)设轮船上的货物总量为k吨,根据已知条件得
k=30×8
=
240,
所以v关于t的函数解析式为
(2)
由于遇到紧急情况,要求船上的货物不超过5天卸载完毕,那么平均
每天至少要卸载多少吨?
(2)把t=5代入
得
(吨/天).
从结果可以看出,如果全部货物恰好用5天卸载完,那么平均每天卸载48吨.对于函数当t>0时,t越小,v越大.这样若货物不超过5天卸载完,则平均每天至少要卸载48吨.
方法总结:在解决反比例函数相关的实际问题中,若题目要求“至多”、“至少”,可以利用反比例函数的增减性来解答
.
公元前3世纪,古希腊科学家阿基米德发现:若杠杆上的两物体与支点的距离与其重量成反比,则杠杆平衡.
后来人们把它归纳为“杠杆原理”.
通俗地说,杠杆原理为:
阻力×阻力臂=动力×动力臂.
阻力
动力
阻力臂
动力臂
例3
小伟欲用撬棍撬动一块大石头,已知阻力和阻力臂分别为1
200
N
和
0.5
m.
(1)动力F与动力臂l有怎样的函数关系?
当动力臂为1.5
m时,撬动石头至少需要多大的力?
(2)若想使动力F不超过题(1)中所用力的一半,则动
力臂l至少要加长多少?
解:(1)根据“杠杆原理”,得
Fl
=
l
200×0.5,
所以F关于l的函数解析式为
当
l
=
l.
5
m
时,
对于函数
当l=
1.5m时,F
=
400
N,此
时杠杆平衡.因此,撬动石头至少需要400
N的力.
(2)对于函数
F随l的增大而减小.因此,只要
求出F
=
200
N时对应的l的值,就能确定动力臂l至少
应加长的量.
当F=
400×
=
200时,由
200
=
得
对于函数
当l>0时,l越大,F越小.因此,
若想用力不超过400
N的一半,则
动力臂至少要加长1.
5
m.
思考:在物理中,我们知道,在阻力和阻力臂一定的情况下,动力臂越长就越省力,你能用反比例函数的知识对其进行解释吗?
动力与动力臂之间是反比例函数关系,随着动力臂的增长,动力会减小,所以就会省力
用电器的输出功率P(瓦)、两端的电压U(伏)及用电
器的电阻R(欧姆)有如下关系:PR=U2.这个关系也可
写为P=______,或R=_____
例4
一个用电器的电阻是可调节的,其范围为110?220Ω.已知电压为220
V,这个用电器的
电路图如图所示.
(1)功率P与电阻R有怎样的函数关系?
(2)这个用电器功率的范围是多少?
解:(1)根据电学知识,当U=220时,得
(2)根据反比例函数的性质可知,电阻越大,功率越小.
把电阻的最小值R=110代入①式,得到功率的
最大值
把电阻的最大值R=
220代人①式,得到功率的
最小值
因此用电器功率的范围为220?440
W.
随堂演练
1.
面积为
2
的直角三角形一直角边为x,另一直角边长为
y,则
y
与
x
的变化规律用图象可大致表示为(
)
A.
x
y
1
O
2
x
y
4
O
4
B.
x
y
1
O
4
C.
x
y
1
O
4
1
4
D.
C
2.
某村耕地总面积为50万m2,且该村人均耕地面积y(单位:万m2/人)与总人口x(单位:人)的函数图象如图所示,则下列说法正确的是( )
A.该村人均耕地面积随总人口的增多而增多
B.该村人均耕地面积y
与总人口x成正比例
C.若该村人均耕地面积为2
m2,则总人口有100人
D.当该村总人口为50人时,人均耕地面积为1万m2
D
3.
电是商品,可以提前预购.小明家用购电卡购买800
kW·h的电,那么这些电能够用的天数n(天)与小明家平均每天的用电量m(kW·h)之间的函数解析式为____________;如果平均每天用电4
kW·h,那么这些电可用________天.
200
4.
受条件限制,无法得知撬石头时的阻力,小刚选择了动力臂为
1.2米
的撬棍,用了
500
牛顿的力刚好撬动;小明身体瘦小,只有
300
牛顿的力量,
他该选择动力臂为
的撬棍才能撬动这块大石头呢.
2
米
5.
某校科技小组进行野外考察,利用铺垫木板的方式通过一片烂泥湿地.
当人和木板对湿地的压力一定时,随着木板面积
S
(m2)的变化,人和木板对地面的压强
p
(Pa)也随之变化变化.
如果人和木板对湿地地面的压力合计为
600
N,那么
(1)
用含
S
的代数式表示
p,p
是
S
的反比例函数吗?
为什么?
解:由
得
p
是
S
的反比例函数,因为给定一个
S
的值,对应的就有唯一的一个
p
值和它对应,根据函数定义,则
p
是
S
的反比例函数.
(2)
当木板面积为
0.2
m2
时,压强是多少?
解:当
S
=0.2
m2
时,
故当木板面积为0.2m2时,压强是3000Pa.
(3)
如果要求压强不超过
6000
Pa,木板面积至少要
多大?
解:当
p=6000
时,由
得
对于函数
,当
S
>0
时,S
越大,p
越小.
因此,若要求压强不超过
6000
Pa,则木板面积至少要
0.1
m2.
课堂小结
实际问题与反比例函数
知识小结
几何+行程+工程...
“杠杆原理”:
动力×动力臂=阻力×阻力臂
与力学的综合
与电学的综合
周长、面积和体积的公式
基本等量关系