反比例函数是指两个变量 和 满足关系 (其中 )的函数。这里的 叫做比例系数,也称为常数。在现实生活中,很多现象都符合反比例关系,比如:路程一定时,速度和时间成反比;工作总量一定时,工作效率和所需时间成反比。
反比例函数的关键特征是:当一个量增大时,另一个量会相应减小,且它们的乘积始终保持不变,即 。这个不变的乘积就是建模的核心依据。
要解决反比例函数应用题,通常分三步:① 分析题目,找出哪两个量成反比例关系;② 利用已知条件求出比例系数 ;③ 写出函数表达式,并代入新条件求解未知量。
注意:实际问题中,变量通常有实际意义,因此要考虑定义域(如时间、长度不能为负或零)。
例题1(基础): 一辆汽车行驶一段固定路程 120 千米。若速度为 40 千米/小时,需要多少时间?若想在 2 小时内到达,速度至少是多少?
解题过程:
例题2(进阶): 某工厂接到订单,需生产 600 件产品。若每天生产 件,则完成任务所需天数为 天。已知当每天生产 50 件时,刚好 12 天完成。 (1)写出 关于 的函数表达式; (2)若希望在 10 天内完成,每天至少要生产多少件?
解题过程:
一个等边三角形的三个顶点都在双曲线上,且该双曲线的一个顶点恰好是这个三角形的重心。求这个三角形面积的平方。
不妨设三角形的重心在双曲线的顶点处。在等边三角形中,重心与外心重合,因此三角形的三个顶点一定是双曲线与以为圆心的圆的交点。
假设双曲线与圆有四个不同的交点,如左图所示,分别为、、和。那么其中两个顶点要么是和,要么是和。如果和是两个顶点,则三角形关于直线对称,第三个顶点也必须落在直线上。但其余两点都不在这条直线上。若和是两个顶点,同理也不成立。
因此,双曲线与圆必须恰好有三个交点。而唯一可能的情形是:该圆经过点。此时三角形的外接圆半径等于到的距离,即。由此可得三角形边长为 $2