1. 某闭合电路中,电源电压不变,电流$ I(\mathrm{A}) $与电阻$ R(\Omega) $成反比例,如图表示的是该电路中电流$ I $与电阻$ R $之间函数关系的图象,则用电阻$ R $表示电流$ I $的函数解析式为(
A
)

A.$ I=\frac{24}{R} $
B.$ I=\frac{R}{24} $
C.$ I=\frac{12}{R} $
D.$ I=\frac{R}{12} $
答案:1. A
解析:
【分析】
首先题目明确电流I与电阻R成反比例,根据反比例函数的定义,先设出I关于R的反比例函数的一般形式;已知函数图象经过点M(6,4),将该点坐标代入所设的解析式,就可以求出未知常数k,进而得到完整的函数解析式,再匹配对应选项即可。
【解析】
解:
∵ 电流I与电阻R成反比例,
∴ 设I关于R的函数解析式为$ I=\frac{k}{R} $(k为常数,$ k≠0 $)。
将点M(6,4)代入解析式,得:
$ 4=\frac{k}{6} $,
解得$ k=6×4=24 $,
∴ 函数解析式为$ I=\frac{24}{R} $。
故选A。
【答案】
A
【知识点】
反比例函数的应用;待定系数法求反比例函数解析式
【点评】
本题结合电路实际情境考查反比例函数的基础应用,解题的关键是掌握反比例函数的形式,熟练运用待定系数法代入已知点求解未知常数,属于基础类习题。
【难度系数】
0.8
2. 一个用电器的电阻可调节,其范围为110~220 Ω(即最小值为110 Ω,最大值为220 Ω),已知电源电压为220 V,用电器输出的功率$P$(W)的范围是 (
D
)
A.$P=220$
B.$P=440$
C.$220 < P < 440$
D.$220 ≤ P ≤ 440$
答案:2. D
解析:
【分析】
要解决这个问题,首先需要结合电功率公式建立功率P和电阻R的函数关系,判断函数类型;再根据反比例函数的单调性,结合电阻R的取值范围,分别计算功率的最大值和最小值,注意电阻可取范围的端点值,对应功率也可取端点值,最后确定功率的取值范围匹配选项即可。
【解析】
根据电功率计算公式可得:$P=\frac{U^2}{R}$,已知电源电压$U=220\mathrm{V}$,代入得$P=\frac{220^2}{R}=\frac{48400}{R}$,这是一个反比例函数,且$k=48400>0$,因此在$R>0$的范围内,$P$随$R$的增大而减小。
已知电阻$R$的取值范围是$110\Omega≤ R≤220\Omega$:
当$R$取最小值$110\Omega$时,$P$取得最大值:$P_{\mathrm{max}}=\frac{48400}{110}=440\mathrm{W}$
当$R$取最大值$220\Omega$时,$P$取得最小值:$P_{\mathrm{min}}=\frac{48400}{220}=220\mathrm{W}$
因此功率$P$的取值范围是$220≤ P≤440$,故选D。
【答案】
D
【知识点】
1.反比例函数的性质
2.反比例函数的实际应用
【点评】
本题结合物理中的电功率问题考查反比例函数的应用,解题的核心是正确建立函数关系,利用反比例函数的单调性求解取值范围,解题时要注意自变量范围的端点是否可取,避免漏选端点值。
【难度系数】
0.8
3. 设有反比例函数 $y=\frac{k+1}{x}$,$(x_1,y_1),(x_2,y_2)$ 为其图象上的两点,若 $x_1<0<x_2$ 时,$y_1>y_2$,则 $k$ 的取值范围是
$k<-1$
。
答案:3. $k<-1$
解析:
【分析】
解题时首先回忆反比例函数的图象与性质:反比例函数$y=\frac{m}{x}$中,当$m>0$时图象位于第一、三象限,当$m<0$时图象位于第二、四象限。结合题目给出的两点横坐标的符号$x_1<0<x_2$,以及纵坐标的大小关系$y_1>y_2$,我们可以通过分类讨论系数$k+1$的正负,判断两个点所在象限的纵坐标符号,进而推导符合条件的系数取值范围,最后解不等式得到$k$的取值。
【解析】
已知反比例函数为$y=\frac{k+1}{x}$,两点$(x_1,y_1)$、$(x_2,y_2)$满足$x_1<0<x_2$,$y_1>y_2$:
1. 若$k+1>0$,此时反比例函数图象位于第一、三象限:
当$x_1<0$时,$y_1<0$;当$x_2>0$时,$y_2>0$,可得$y_1<y_2$,与题设$y_1>y_2$矛盾,不符合要求。
2. 若$k+1<0$,此时反比例函数图象位于第二、四象限:
当$x_1<0$时,$y_1>0$;当$x_2>0$时,$y_2<0$,可得$y_1>y_2$,符合题设条件。
因此可得不等式$k+1<0$,解得$k<-1$。
【答案】
$k<-1$
【知识点】
反比例函数的图象与性质;一元一次不等式的解法
【点评】
本题重点考查反比例函数的图象性质,需要结合不同象限内点的坐标符号特征分析参数范围,解题时要注意分类讨论反比例系数正负对应的图象分布,避免混淆象限内点的坐标符号导致错误。
【难度系数】
0.8
4. 已知函数$y=-\dfrac{1}{x}$,当自变量的取值为$-1 < x < 0$或$x ≥ 2$时,函数值$y$的取值范围为
$y>1$ 或 $-\frac{1}{2}≤ y<0$
。
答案:4. $y>1$ 或 $-\frac{1}{2}≤ y<0$
解析:
【分析】
本题考查反比例函数的取值范围求解,解题思路如下:首先回忆反比例函数$y=-\dfrac{1}{x}$的性质,$k=-1<0$,函数图像位于第二、四象限,且在每个象限内$y$随$x$的增大而增大;由于题目给出的自变量取值分为两个独立区间,且分别位于两个不同象限,因此需要分段计算对应函数值的范围,最后合并结果即可。
【解析】
已知反比例函数$y=-\dfrac{1}{x}$,其中$k=-1<0$,因此该函数图像在第二、四象限,且在每个象限内$y$随$x$的增大而增大。
1. 当$-1 < x < 0$时,对应图像在第二象限,$y$为正数:
当$x=-1$时,代入得$y=-\dfrac{1}{-1}=1$,
因为此区间内$y$随$x$的增大而增大,且$x>-1$,因此$y>1$。
2. 当$x≥2$时,对应图像在第四象限,$y$为负数:
当$x=2$时,代入得$y=-\dfrac{1}{2}$,
因为此区间内$y$随$x$的增大而增大,且$x≥2$,因此$y≥-\dfrac{1}{2}$,又因为$x>0$时$y=-\dfrac{1}{x}<0$,因此此区间$-\dfrac{1}{2}≤ y <0$。
综上,函数值$y$的取值范围是$y>1$或$-\dfrac{1}{2}≤ y <0$。
【答案】
$y>1$ 或 $-\dfrac{1}{2}≤ y<0$
【知识点】
反比例函数的性质、反比例函数的增减性、函数取值范围求解
【点评】
本题易错点是忽略反比例函数的增减性仅在每个象限内成立,不可跨象限直接判断函数值的大小,解题时需根据自变量的取值区间分段分析,结合边界点的函数值和增减性推导范围,同时注意边界值是否可取。
【难度系数】
0.7
5. 某校科技小组进行野外考察,途中遇到一片十几米宽的烂泥湿地. 为了安全、迅速地通过这片湿地,他们沿着前进路线铺了若干块木板,构筑成一条临时便道. 木板对地面的压强 $ p $(Pa)是木板面积 $ S $($ \mathrm{m}^2 $)的反比例函数,其图象如图所示.
(1)请直接写出函数解析式和自变量取值范围;
(2)当木板面积为 $ 0.2 \, \mathrm{m}^2 $ 时,压强是多少?
(3)如果要求压强不超过 $ 6000 \, \mathrm{Pa} $,木板的面积至少要多大?

答案:5. (1) $p=\frac{600}{S}\ (S>0)$;(2) $3\ 000\ \mathrm{Pa}$;(3) 木板面积至少要有 $0.1\ \mathrm{m}^2$.
解析:
【分析】
本题是反比例函数在实际问题中的应用,解题思路如下:①对于第(1)问,已知p是S的反比例函数,先设出反比例函数的一般形式$p=\frac{k}{S}(k≠0)$,再将图象上已知点A的坐标代入即可求出常数k,结合木板面积的实际意义可得自变量的取值范围;②第(2)问只需将$S=0.2$代入第(1)问求得的解析式,计算即可得到对应的压强;③第(3)问根据“压强不超过6000Pa”列出关于S的不等式,结合S为正数解不等式即可得到木板面积的最小值。
【解析】
(1)设p与S的函数解析式为$p=\frac{k}{S}(k≠0)$,
将点$A(1.5,400)$代入解析式得:$400=\frac{k}{1.5}$,
解得$k=400×1.5=600$,
结合木板面积的实际意义,面积为正数,因此自变量取值范围是$S>0$,
故函数解析式为$p=\frac{600}{S}\ (S>0)$。
(2)当$S=0.2\ \mathrm{m}^2$时,代入解析式得:
$p=\frac{600}{0.2}=3000\ (\mathrm{Pa})$。
(3)由题意可知$p≤6000\ \mathrm{Pa}$,代入解析式得:
$\frac{600}{S}≤6000$,
$\because S>0$,不等式两边同时乘S不等号方向不变,可得$600≤6000S$,
解得$S≥0.1$,即木板面积至少为$0.1\ \mathrm{m}^2$。
【答案】
(1) $p=\frac{600}{S}\ (S>0)$;(2) $3\ 000\ \mathrm{Pa}$;(3) 木板面积至少要有 $0.1\ \mathrm{m}^2$
【知识点】
待定系数法求反比例函数解析式;反比例函数的实际应用;解一元一次不等式
【点评】
本题结合生活实际场景考查反比例函数的相关知识,难度较低,核心是先确定反比例函数的解析式,再根据题目要求代入求值或列不等式求解,解题时需注意结合实际意义确定自变量的取值范围,避免出现不符合现实的结果。
【难度系数】
0.8