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数学 · 变分

解反变问题

一个量变小时另一个量变大,你却总是把方程式写成 y = kx。

如果 y 与 x 成反变(inverse variation),就写 y = k/x,此时 k 就是乘积 xy。用一组已知数值求出 k,再代入新的数值。

这一课接在解正变问题之后,属于变分单元。

怎样判断是反变?

问自己:一个量变大时,另一个量是不是按同样的倍数变小。如果是,两者的乘积就保持不变。工人越多,完成工作所需的天数越少;一个房间的总面积固定,每块地砖越大,需要的块数越少。

示范:工人与天数

完成一项固定的工程,所需天数 d 与工人人数 n 成反变。8 个工人需要 15 天,求 12 个工人需要几天。

  1. 写出 d = k/n。
  2. 代入 15 = k ÷ 8,得 k = 15 × 8 = 120。
  3. 方程式是 d = 120/n。当 n = 12,d = 120 ÷ 12 = 10 天。

验算:总工作量是 120 个“工人天”。8 × 15 = 120,12 × 10 = 120。

反平方的例子

手机信号强度 S 与到基站的路程 d 的平方成反变。路程 3 km 时强度是 50 单位,求路程 5 km 的强度。

  1. 写出 S = k/d²。
  2. 代入 50 = k ÷ 9,得 k = 450。
  3. 当 d = 5:S = 450 ÷ 25 = 18 单位。

路程变成原来的 5/3,强度就变成原来的 9/25,50 × 9/25 = 18,答案一致。

最常见的错误

名字里都有“变”字,所以不少同学会把反变也写成 y = kx。例如 y 与 x 成反变,y = 9 时 x = 4,这样做会得到 k = 2.25。

步骤 错误做法 正确做法
方程式 y = kx y = k/x
求 k 9 = 4k,k = 2.25 9 = k ÷ 4,k = 36
x = 6 时的 y 2.25 × 6 = 13.5 36 ÷ 6 = 6

错误答案里 x 变大时 y 也变大,方向刚好和反变相反。x 从 4 增加到 6,y 应该比 9 小,而 6 符合这个方向。

自己试一题

y 与 x 的平方根成反变。当 x = 16 时 y = 5,求 x = 25 时的 y。

答案

写出 y = k/√x。代入 5 = k ÷ 4,得 k = 20。

当 x = 25:y = 20 ÷ 5 = 4。

验算:x 变大,y 应该变小,而 4 小于 5。另外 y × √x = 4 × 5 = 20 = k。

下一步

下一课是联变,也就是一个量同时跟着两个或以上的量变化。接着做变分练习,并把错误记录在错题记录与试卷错误检讨里。

想有老师陪你一题一题做,可以看线上一对一数学补习。

常见问题

y ∝ 1/x 是什么意思?

意思是 y 与 x 成反变。写成 y = k/x,也就是 xy = k。x 变成两倍,y 就变成一半,两者的乘积保持不变。

反变里怎样求 k?

把已知的一组数值相乘。如果 y = 6 时 x = 4,那么 k = xy = 24。写成 y = 24/x,再代入新的数值回答题目。

如果是与 x 的平方成反变呢?

写成 y = k/x²。用已知数值求 k,并把平方留在方程式里。这时 x 变成两倍,y 会变成四分之一,而不是一半。

如果你总是把正变和反变写反,一对一数学课可以从你自己做错的题开始,让老师带你每题先判断变化方向,再动笔列方程式。

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