师:本节课是九年级人教版数学第26章26.2实际问题与反比例函数习题课。学习目标有两个,一是能建立反比例函数模型解决实际问题;二是经历建立函数模型解决问题的过程,体会数学建模思想。学习重点是建立反比例函数模型,解决行程问题和药物浓度问题。首先,通过一个问题回顾反比例函数的知识。

  如图,反比例函数(y = \frac{k}{x})的图像经过点(A(3,2))、(B(a,-4)),则下列说法中错误的是:

  A选项:(k = 6);

  B选项:(a = -\frac{3}{2});

  C选项:(y)随(x)的增大而减小;

  D选项:当(x > 3)时,(0 < y < 2)。

  A选项考察待定系数法。把点(A)的坐标((3,2))代入函数解析式(y = \frac{k}{x}),可得(2 = \frac{k}{3}),解得(k = 6),A选项正确。

  B选项中(a)是点(B)的横坐标,把点(B)的坐标((a,-4))代入函数解析式,可得(-4 = \frac{6}{a}),解得(a = -\frac{3}{2}),B选项正确。

  C、D选项考察反比例函数的图像和性质。C选项需要加上“在每个象限内”这个限制条件才成立。D选项,当(x > 3)的时候,图像在相应部分所对应的点的纵坐标在(0)和(2)之间,所以(0 < y < 2),D选项正确。所以本题答案是C。

  通过本题,我们复习了用待定系数法求反比例函数解析式、反比例函数的图像及性质,还有数形结合的思想。本节课我们主要利用以上内容来探究两个类型的实际问题。先来看行程问题与反比例函数。

  例1:一司机驾驶汽车从甲地去乙地,他以(80)千米每小时的平均速度用(6)小时到达目的地。

  当他按原路匀速返回时,回到甲地用(4.8)小时,那么返程时的平均速度是多少?

  当他按原路匀速返回时,汽车的速度(v)与时间(t)有怎样的函数关系?

  如果该司机必须在(5)小时之内回到甲地,那么返程时的平均速度不能小于多少?

  我们来分析题目,行程问题中有速度、时间和路程三个关键量。由题意可知,速度为(80)时,对应的时间是(6)。第一问已知时间为(4.8),求速度;第二问速度为(v),时间为(t),求它们之间的函数关系;第三问要求在(5)小时之内回到甲地,问速度不能小于多少,相当于(t \leq 5)时,求(v \geq)多少。我们知道行程问题中有个相等关系:速度×时间 = 路程。所以甲乙两地的路程为(80×6 = 480)千米。因为路程不变,(480)是常量,所以这三问中用到的路程都是(480)千米。

  第一问,知道路程为(480)千米,时间为(4.8)小时,那么速度就等于(480÷4.8 = 100)千米/小时。

  第二小问,(v)和(t)是变量,路程是常量,根据速度×时间 = 路程,可得(vt = 480),所以(v)和(t)的函数关系式为(v = \frac{480}{t})。

  第三小问,当(t = 5)时,(v = \frac{480}{5} = 96)千米/小时。对于函数(v = \frac{480}{t}),当(t > 0)时,(t)越大,(v)越小。所以当(t \leq 5)时,(v \geq 96)千米/小时,也就是说要在(5)个小时之内回到甲地,速度不能小于(96)千米每小时。

  下面回顾一下这道题的解题思路。我们通过速度×时间 = 路程建立反比例函数模型,接着借助方程和反比例函数的性质,求出自变量取值范围内速度的最小值。下面来看详细的解答过程。

  解:

  由题意知,甲、乙两地的路程为(80×6 = 480)千米,回到甲地用(4.8)小时,返程时的平均速度是(\frac{480}{4.8} = 100)千米每小时。

  由(vt = 480),可得汽车的速度(v)与时间(t)的函数关系式为(v = \frac{480}{t})。

  把(t = 5)代入(v = \frac{480}{t}),得(v = \frac{480}{5} = 96)千米每小时。对于函数(v = \frac{480}{t}),当(t > 0)时,(t)越大,(v)越小。因此,如果该司机必须在(5)小时之内回到甲地,那么返程时的平均速度不能小于(96)千米每小时。

  第三问,我们也可以用图像的方法进行分析。如图是反比例函数(v = \frac{480}{t})的图像。当(t > 0)且(t \leq 5)时,根据反比例函数的性质,(v)随(t)的增大而减小。所以当(t)取最大值(5)时,(v)取最小值(96)。

  从例题1的学习,我们发现行程问题可以借助速度×时间 = 路程这个相等关系转化为数学问题,也就是反比例函数问题。接着可以借助方程或图像来求解,在求解过程中,会利用到函数的性质和数形结合的思想。下面我们来探究第二种类型的问题,药物浓度问题与反比例函数。

  例2:某药品研究所开发一种抗菌新药,经多年动物实验,首次用于临床人体实验,测得成人服药后血液中药物浓度(y)(单位:微克每毫升)与服药时间(x)(单位:时)之间的函数关系如图所示,当(x \geq 4)且(x \leq 10)时,(y)与(x)成反比例。

  根据图像分别求出血液中药物浓度上升和下降阶段时(y)与(x)之间的函数解析式。

  求血液中药物浓度不低于(4)微克每毫升的持续时间为多少小时?

  下面分析题目。先看第一问,由图像可知,当(0 \leq x < 4)时,浓度上升,(y)与(x)成正比例;当(4 \leq x \leq 10)时,浓度下降,(y)与(x)成反比例。由图像可得两种函数图像的交点为((4,8)),所以可以利用待定系数法求这两个函数的解析式。先设正比例函数的解析式为(y = kx),设反比例函数的解析式为(y = \frac{n}{x}),把点((4,8))代入这两个函数的解析式,分别得到,正比例函数的解析式为(y = 2x),反比例函数的解析式为(y = \frac{32}{x})。

  下面分析第二问,血液中药物浓度不低于(4)微克每毫升,意味着(y \geq 4)。这时图像在直线(y = 4)的上方,即红色部分。要求浓度不低于(4)微克每毫升的持续时间,实际上就是求这两个交点的横坐标之差。把(y = 4)代入(y = 2x)中,可以得到(x_1 = 2);把(y = 4)代入(y = \frac{32}{x})中,得到(x_2 = 8)。那么当(y \geq 4)时,(2 \leq x \leq 8)。也就是说药物浓度不低于(4)微克每毫升的持续时间为(8 - 2 = 6)小时。下面来看详细的解答过程。

  解:

  当(0 \leq x < 4)时,设(y)与(x)之间的函数解析式为(y = kx),把((4,8))代入(y = kx)得到(8 = 4k),解得(k = 2),所以(y = 2x)。当(4 \leq x \leq 10)时,设(y)与(x)之间的函数解析式为(y = \frac{n}{x}),把((4,8))代入(y = \frac{n}{x})得(8 = \frac{n}{4}),解得(n = 32),所以(y = \frac{32}{x})。所以血液中药物浓度上升和下降阶段时,(y)与(x)之间的函数解析式分别为(y = 2x)和(y = \frac{32}{x})。

  当血液中药物浓度不低于(4)微克每毫升时,(y \geq 4)。把(y = 4)代入(y = 2x)得(4 = 2x),解得(x = 2);把(y = 4)代入(y = \frac{32}{x}),得(4 = \frac{32}{x}),解得(x = 8)。结合图像可知,当(2 \leq x \leq 8)时,(y \geq 4),所以血液中药物浓度不低于(4)微克每毫升的持续时间为(8 - 2 = 6)小时。

  通过例题2的学习,我们发现药物浓度问题往往可以借助函数的图像转化为数学问题,即正比例、反比例函数问题,然后利用解析式进行求解。在求解过程中,会利用到待定系数法和数形结合思想。通过刚才两个问题的学习,相信同学们都有所收获,下面来做两道练习题自我检验一下。

  第一题:已知甲乙两地相距(s)千米,汽车从甲地匀速行驶到乙地,则汽车行驶的时间(t)(单位:小时)关于行驶速度(v)(单位:千米每小时)的函数图像是。请同学们先独立思考,再听老师讲解。

  下面分析这道题目。我们知道时间 = 路程÷速度,因此(t = \frac{s}{v})是一个反比例函数,因为自变量(v > 0),所以函数的图像是反比例函数图像在第一象限的部分,所以本题答案是C。

  下面再来看第二题。校医每天早上对全校教室进行药物喷洒消毒,他完成一间教室的药物喷洒需要(5)分钟。消毒药物在一间教室内空气中的浓度(y)(单位:毫克每立方米)与时间(x)(单位:分钟)的函数关系如图所示,校医进行药物喷洒时,(y)与(x)的函数关系式为(y = 2x)。药物喷洒完成后,(y)与(x)成反比例函数关系,两个函数图像的交点为(A(m,n))。当教室空气中的药物浓度不高于(1)毫克每立方米时,对人体健康无危害。若校医依次对一班至(11)班教室进行药物喷洒消毒,当他把最后一间教室的药物喷洒完成后,一班学生能否进入教室?请通过计算说明。请同学们先独立思考,再听老师讲解。

  下面分析这道题目。已知药物喷洒时(y)与(x)的函数关系式为(y = 2x),且完成一间教室的药物喷洒要(5)分钟,所以(n = 5),把(n = 5)代入(y = 2x)中,可以得到(m = 10),即点(A)的坐标为((5,10))。因为药物喷洒完成后(y)与(x)成反比例函数关系,所以假设函数解析式为(y = \frac{k}{x}),把点((5,10))代入(y = \frac{k}{x}),可得解析式为(y = \frac{50}{x})。完成一间教室的药物喷洒要(5)分钟,那么校医对一班至(11)班的教室进行喷洒,总共需要的时间为(5×11 = 55)分钟。当(x = 55)时,(y = \frac{50}{55} < 1)。也就是说此时空气中的药物浓度不高于(1)毫克每立方米,对人体健康无危害,所以一班的学生能进入教室。

  下面请同学们看详细的解答过程。下面对本节课学习的内容进行小结。本节课我们学习了建立反比例函数模型,将行程问题、药物浓度问题抽象转化为数学问题,然后借助反比例函数的图像及其性质求得数学问题的解,再回归到实际问题,得到实际问题的解。课程到此结束,谢谢大家的观看,再见。

《9年级下册数学 第26章 26.2实际问题与反比例函数习题课 逐字稿-4,424字 第5版》.docx
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