陳熙嫄
可以用反比例函數(shù)模型刻畫的生活現(xiàn)象常因現(xiàn)實問題中“非負(fù)數(shù)”的限制而導(dǎo)致相關(guān)問題對應(yīng)的都是雙曲線在第一象限的情形——因變量隨著自變量的增大而減小、隨著自變量的減小而增大,簡直就是“反復(fù)無?!?但只要掌握了反比例函數(shù)的性質(zhì),“無常”變“有?!币彩且资?,下面一起欣賞3例.
一、表格“單打”
例1(2022·湖南)科技小組為了驗證某電路的電壓U(V)、電流I(A)、電阻R(Ω)三者之間的關(guān)系:I=U/R,測得數(shù)據(jù)如下:
R/Ω 100 200 220 400
I/A 2.2 1.1 1 0.55
那么,當(dāng)電阻R=55Ω時,電流I=_____A.
解析:表格法呈現(xiàn)的函數(shù)關(guān)系對應(yīng)數(shù)值準(zhǔn)確明晰,但不利于計算表格內(nèi)尚未包含的自變量或因變量的值.因此,需要借助表格內(nèi)自變量與因變量的對應(yīng)關(guān)系求出函數(shù)解析式.把R=220,I=1代入I=U/R得:1= U/220,解得U=220,∴I=220/R,把R=55代入I=220/R得:I=220/55=4,故填4.
點評:函數(shù)關(guān)系有三種基本形式,要善于識別并因勢、因需靈活轉(zhuǎn)換才行.本題是一道簡單的反比例函數(shù)應(yīng)用題,題目給出的“I=U/R”即鎖定了I與R之間的反比例關(guān)系,由表格數(shù)據(jù)求出反比例函數(shù)的解析式,再代入求值即可. 小技巧:選取計算量小的一對自變量和因變量數(shù)值進行計算.
二、圖象“單打”
例2(2022·廣東)某燃氣公司計劃在地下修建一個容積為V(V為定值,單位:m3)的圓柱形天然氣儲存室,儲存室的底面積S(單位:m2)與其深度d(單位:m)是反比例函數(shù)關(guān)系,它的圖象如圖所示.
(1)求儲存室的容積V的值;
(2)受地形條件限制,儲存室的深度d需要滿足16≤d≤25,求儲存室的底面積S的取值范圍.
解析:用圖象法表示函數(shù)的優(yōu)點是形象直觀,能夠清晰呈現(xiàn)函數(shù)的增減變化,不足之處是所畫出的圖象是近似的、局部的,觀察的變量值往往不夠準(zhǔn)確,而這恰恰是解析式可以清晰表示的.
(1)設(shè)解析式為S=V/d,只需借助“一點”(20,500)即可求出V的值為10000(m^3);
(2)借助反比例函數(shù)的性質(zhì)因變量S隨著自變量d的增大而減小,并結(jié)合“界點”(16,S1)和(25,S2)就可以求出S的范圍為400≤S≤625.
點評:通過函數(shù)關(guān)系把三種表示方法結(jié)合起來,揚長避短,優(yōu)勢互補.解答本題的關(guān)鍵是確定反比例函數(shù)解析式,再根據(jù)函數(shù)解析式,計算“界點”,并結(jié)合反比例函數(shù)變量之間的增減變化解決相關(guān)問題.
三、圖表“混雙”
例3(2022·山東)為加強生態(tài)文明建設(shè),某市環(huán)保局對一企業(yè)排污情況進行檢測,結(jié)果顯示:所排污水中硫化物的濃度超標(biāo),即硫化物的濃度超過最高允許的1.0mg/L.環(huán)保局要求該企業(yè)立即整改,在15天內(nèi)(含15天)排污達標(biāo).整改過程中,所排污水中硫化物的濃度y(mg/L)與時間x(天)的變化規(guī)律如圖所示,其中線段AC表示前3天的變化規(guī)律,第3天時硫化物的濃度降為4.5mg/L.從第3天起,所排污水中硫化物的濃度y與時間x滿足下面表格中的關(guān)系:
時間x/天 3 5 6 9 …
硫化物的濃度y/(mg/L) 4.5 2.7 2.25 1.5 …
(1)在整改過程中,當(dāng)0≤x<3時,硫化物的濃度y與時間x的函數(shù)表達式;
(2)在整改過程中,當(dāng)x≥3時,硫化物的濃度y與時間x的函數(shù)表達式;
(3)該企業(yè)所排污水中硫化物的濃度能否在15天以內(nèi)不超過最高允許的1.0mg/L?為什么?
解析:函數(shù)的三種表示方法互相補充,相輔相成,一次函數(shù)和反比例函數(shù)圖象的“嫁接”出現(xiàn),體現(xiàn)了本題的綜合性.
(1)“線段AC”表明其對應(yīng)的是一次函數(shù),由待定系數(shù)法易得y=-2.5x+12(0≤x<3);
(2)由表格易知x?y=13.5為定值,對應(yīng)的是反比例函數(shù),易得y=13.5/x(x≥3);
(3)當(dāng)x=15時,自變量“進入”反比例區(qū)間,易得y=0.9<1.0,且此區(qū)間y隨x的增大而減小,∴該企業(yè)所排污水中硫化物的濃度可以在15天以內(nèi)不超過最高允許的1.0mg/L.
點評:本題的第一道“待越龍門”是從函數(shù)的圖象和表格中提取信息逆向判斷函數(shù)類型,進而求函數(shù)解析式;第二道“待越龍門”是因自變量“分段”對應(yīng)不同的函數(shù)關(guān)系,需要判斷自變量所在區(qū)間,提高了綜合性;第三道“待越龍門”是反比例函數(shù)的性質(zhì)運用.題目的綜合性塑造了作答者的“神勇無敵”!
利用反比例函數(shù)解決生活中實際問題的思路是識別并鎖定反比例函數(shù)模型,借助“一點”求出反比例函數(shù)解析式,結(jié)合反比例函數(shù)的性質(zhì)借助“界點”做出解答.其實,這也是函數(shù)應(yīng)用題化“無?!睘椤坝谐!钡耐ㄓ谩皟?nèi)功心法”.
(作者單位:沈撫育才實驗學(xué)校)