例【背景】在一次物理实验中,小冉同学用一固定电压为12 V的蓄电池,通过调节滑动变阻器来改变电流大小,完成控制灯泡L(灯丝的阻值$R_L=2\ \Omega$)亮度的实验(
)。已知串联电路中,电流与电阻$R$、$R_L$之间的关系为$I=\frac{U}{R+R_L}$,通过实验得出如下数据:

(1)$a=$
【探究】(2)根据以上实验,构建出函数$y=\frac{12}{x+2}(x≥0)$,结合表格信息,探究函数$y=\frac{12}{x+2}(x≥0)$的图象与性质。
①在平面直角坐标系()中画出对应函数$y=\frac{12}{x+2}(x≥0)$的图象;
②随着自变量$x$的不断增大,函数值$y$的变化趋势是
【拓展】(3)结合(2)中函数图象分析,当$x≥0$时,$\frac{12}{x+2}≥-\frac{3}{2}x+6$的解集为
(1)$a=$
2
,$b=$1.5
。【探究】(2)根据以上实验,构建出函数$y=\frac{12}{x+2}(x≥0)$,结合表格信息,探究函数$y=\frac{12}{x+2}(x≥0)$的图象与性质。
①在平面直角坐标系()中画出对应函数$y=\frac{12}{x+2}(x≥0)$的图象;
②随着自变量$x$的不断增大,函数值$y$的变化趋势是
不断减小
。【拓展】(3)结合(2)中函数图象分析,当$x≥0$时,$\frac{12}{x+2}≥-\frac{3}{2}x+6$的解集为
x≥2或x=0
。答案
1. 根据题意,$3=\dfrac{12}{a+2},b=\dfrac{12}{6+2},\therefore a=2,b=1.5.$
2. ① 根据表格数据描点:$(1,4),(2,3),(3,2.4),(4,2),(6,1.5)$,在平面直角坐标系中画出对应函数 $y=\dfrac{12}{x+2}(x≥0)$ 的图象如图
2. ② 由图象可知,随着自变量 $x$ 的不断增大,函数值 $y$ 的变化趋势是不断减小.
3. 如图
解析
【分析】
(1)根据题目给出的函数关系$y=\frac{12}{x+2}$,将对应数值代入解析式,已知函数值即可求自变量、已知自变量即可求函数值,从而算出a、b的值;
(2)①画函数图像遵循“列表、描点、连线”的步骤,根据已有数据描点后用平滑曲线连接即可得到对应函数图像;②观察图像走向或结合函数性质,可判断y随x的变化趋势;
(3)不等式$\frac{12}{x+2}≥-\frac{3}{2}x+6$的几何意义是函数$y=\frac{12}{x+2}$的图像在$y=-\frac{3}{2}x+6$图像上方(含交点)对应的x的取值范围,先画出一次函数图像,找到两个函数的交点,再结合$x≥0$的取值范围即可得到解集。
【解析】
(1) 由题意知函数解析式为$y=\frac{12}{x+2}$,
当$y=3$时,代入得$3=\frac{12}{a+2}$,解得$a+2=4$,即$a=2$;
当$x=6$时,代入得$b=\frac{12}{6+2}=1.5$。
(2) ① 根据表格给出的点坐标$(1,4),(2,3),(3,2.4),(4,2),(6,1.5)$,在平面直角坐标系中描点后用平滑曲线依次连接,得到函数$y=\frac{12}{x+2}(x≥0)$的图象如图
所示;
② 观察图象可得,随着自变量x不断增大,函数值y不断减小。
(3) 在同一坐标系中画出一次函数$y=-\frac{3}{2}x+6$的图象如图
所示,联立两个函数解析式解方程$\frac{12}{x+2}=-\frac{3}{2}x+6$,解得$x=0$或$x=2$,即两函数交点为$(0,6)$和$(2,3)$。
结合图象,当$x≥0$时,$y=\frac{12}{x+2}$的图象在$y=-\frac{3}{2}x+6$图象上方(含交点)对应的x取值为$x=0$或$x≥2$,即不等式的解集为$x=0$或$x≥2$。
【答案】
(1) $\boldsymbol{2}$,$\boldsymbol{1.5}$;
(2) ① 图象如图
所示;② $\boldsymbol{不断减小}$;
(3) $\boldsymbol{x≥2或x=0}$。
【知识点】
反比例函数的性质,一次函数的图象与性质,函数与不等式
【点评】
本题以物理实验为背景,跨学科考查了函数解析式的应用、函数图象的画法、函数的性质以及利用数形结合思想求解不等式的能力,需要学生熟练掌握描点法画函数图象的方法,能通过图象对比得到不等式的解集。
【难度系数】
0.65
(1)根据题目给出的函数关系$y=\frac{12}{x+2}$,将对应数值代入解析式,已知函数值即可求自变量、已知自变量即可求函数值,从而算出a、b的值;
(2)①画函数图像遵循“列表、描点、连线”的步骤,根据已有数据描点后用平滑曲线连接即可得到对应函数图像;②观察图像走向或结合函数性质,可判断y随x的变化趋势;
(3)不等式$\frac{12}{x+2}≥-\frac{3}{2}x+6$的几何意义是函数$y=\frac{12}{x+2}$的图像在$y=-\frac{3}{2}x+6$图像上方(含交点)对应的x的取值范围,先画出一次函数图像,找到两个函数的交点,再结合$x≥0$的取值范围即可得到解集。
【解析】
(1) 由题意知函数解析式为$y=\frac{12}{x+2}$,
当$y=3$时,代入得$3=\frac{12}{a+2}$,解得$a+2=4$,即$a=2$;
当$x=6$时,代入得$b=\frac{12}{6+2}=1.5$。
(2) ① 根据表格给出的点坐标$(1,4),(2,3),(3,2.4),(4,2),(6,1.5)$,在平面直角坐标系中描点后用平滑曲线依次连接,得到函数$y=\frac{12}{x+2}(x≥0)$的图象如图
② 观察图象可得,随着自变量x不断增大,函数值y不断减小。
(3) 在同一坐标系中画出一次函数$y=-\frac{3}{2}x+6$的图象如图
结合图象,当$x≥0$时,$y=\frac{12}{x+2}$的图象在$y=-\frac{3}{2}x+6$图象上方(含交点)对应的x取值为$x=0$或$x≥2$,即不等式的解集为$x=0$或$x≥2$。
【答案】
(1) $\boldsymbol{2}$,$\boldsymbol{1.5}$;
(2) ① 图象如图
(3) $\boldsymbol{x≥2或x=0}$。
【知识点】
反比例函数的性质,一次函数的图象与性质,函数与不等式
【点评】
本题以物理实验为背景,跨学科考查了函数解析式的应用、函数图象的画法、函数的性质以及利用数形结合思想求解不等式的能力,需要学生熟练掌握描点法画函数图象的方法,能通过图象对比得到不等式的解集。
【难度系数】
0.65
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