变化 · 中五
变化:例题(KBAT)
本组把变分藏在真实情境里,燃油、工人和气体压力,学生须先判断是正变分、反变分还是联合变分,再求 k 并作答。适合会计算、但难以把应用题转化为正确变分关系的学生。
例题 1
一辆车所耗的燃油与行驶的距离成正变分。从怡保到吉隆坡 205 km 的行程用了 15 升。
在一次旅程中,油箱加满时装 44 升。以相同的耗油率,加满一箱油能行驶多远(取最接近的 km)?
- 燃油与距离成正变分,设 f = kd,其中 f 为升、d 为 km。
- 代入 f = 15,d = 205:15 = k × 205。
- 解出 k:k = 15 ÷ 205 = 3/41 升每 km。
- 需要 f = 44 时的距离,用 d = f/k = 44 ÷ (3/41)。
- 除以分数:d = 44 × 41 / 3 = 1804 ÷ 3 = 601.33... km。
- 取最接近的 km:d ≈ 601 km。
例题 2
粉刷一座礼堂所需的时间与工作的粉刷工人数成反变分。6 名工人需 10 天完成。
承包商接到条件:最多 4 天内完工。至少需要多少名粉刷工人?
- 时间与粉刷工人数成反变分,设 t = k/n,其中 t 为天数、n 为工人数。
- 代入 t = 10,n = 6:10 = k/6。
- 解出 k:k = 10 × 6 = 60。
- 方程为 t = 60/n。
- 工作须满足 t ≤ 4,所以 60/n ≤ 4。
- 整理:n ≥ 60 ÷ 4 = 15。
- n 必须为整数工人数,15 已满足 n ≥ 15,故最少为 15。
例题 3
对于一定质量的气体,压强 P 与温度 T(开尔文)成正变分,与体积 V 成反变分。一个密封气缸内气体的 P = 120 kPa、T = 300 K、V = 5 升。
将气体加热至 T = 360 K,并推动活塞使 V = 4 升。求新的压强。
- P 与 T 成正变分、与 V 成反变分,所以写出 P = kT/V。
- 代入 P = 120,T = 300,V = 5:120 = k × 300 / 5。
- 化简右边:120 = 60k。
- 解出 k:k = 120 ÷ 60 = 2。
- 方程为 P = 2T/V。
- 代入 T = 360,V = 4:P = 2 × 360 / 4 = 720 ÷ 4 = 180。
例题 4
印刷一本小册子的成本与其页数成正比。一本 120 页的小册子印刷成本为 RM4.80。
某校想印刷 500 本小册子,预算为 RM3000。求在预算内每本小册子最多可有多少页。
- 每本成本 C = k × p(p = 页数)。求 k:4.80 = k × 120,所以 k = 0.04。
- 一本 p 页的成本 = 0.04p。
- 500 本的成本 = 500 × 0.04p = 20p。
- 预算内:20p ≤ 3000,所以 p ≤ 150。
例题 5
汽车的刹车距离与其速度的平方成正比。在 40 km/h 时刹车距离为 8 m。
求 100 km/h 时的刹车距离,并说明当速度从 40 km/h 增至 100 km/h 时刹车距离增大为原来的几倍。
- 变分:d = k v²。
- 求 k:8 = k × 40² = 1600k,所以 k = 0.005。
- 方程:d = 0.005 v²。
- 当 v = 100:d = 0.005 × 100² = 0.005 × 10000 = 50 m。
- 增大倍数 = 50 ÷ 8 = 6.25。
例题 6
一根木梁能承受的安全载荷与其宽度及深度的平方成正比,与其长度成反比。一根宽 6 cm、深 10 cm、长 4 m 的梁能承受 600 kg。
另一根同种木料的梁宽 8 cm、深 12 cm、长 6 m。求第二根梁能承受的安全载荷。
- 综合变分:L = k × (w × d²) / ℓ。
- 用第一根梁求 k:600 = k × (6 × 10²) / 4 = k × 600 / 4 = 150k,所以 k = 4。
- 方程:L = 4 × (w × d²) / ℓ。
- 第二根梁:L = 4 × (8 × 12²) / 6 = 4 × (8 × 144) / 6 = 4 × 1152 / 6 = 4 × 192 = 768。
例题 7
从一盏灯获得的光照强度 I 与距离 d 的平方成反变分。在距离 2 m 处,光照强度为 80 勒克斯(lux)。
一名学生阅读时至少需要 20 勒克斯的光照才舒适。求该灯前方仍能维持足够阅读亮度的最远距离。
- 写出方程:I = k/d²。
- 代入 d = 2,I = 80:80 = k/(2)² = k/4。
- 解出 k:k = 80 × 4 = 320。
- 方程为 I = 320/d²。要求最远距离,令 I = 20(可用的最低光照强度)。
- 20 = 320/d²,所以 d² = 320 ÷ 20 = 16,得 d = 4。
- 仍可阅读的最远距离为 4 m。
例题 8
一根电线的电阻 R(欧姆)与其长度 L(米)成正变分,与其直径 d(毫米)的平方成反变分。一根长 4 m、直径 1 mm 的电线电阻为 8 Ω。
一名电工需要一根长 6 m、电阻不超过 3 Ω 的电线。求所需的最小直径。
- 写出方程:R = kL/d²。
- 代入 L = 4,d = 1,R = 8:8 = k(4)/(1)² = 4k。
- 解出 k:k = 8 ÷ 4 = 2。
- 方程为 R = 2L/d²。当 L = 6 时,令 R = 3(允许的最大电阻):3 = 2(6)/d² = 12/d²。
- d² = 12 ÷ 3 = 4,得 d = 2。
- 所需的最小直径为 2 mm。
资料来源:DSKP KSSM Mathematics Form 4 and 5 (Versi English)
常见问题
变量关系的 KBAT 题目通常涉及什么?
KBAT 题目会把变量关系包装在真实情境中,例如成本、速度或资源使用量,完全用文字描述,不会直接写出「y」或「x」。你必须先弄清楚题目中哪个量对应哪个变量,以及它们之间的关系,才能着手写出变量方程式。
变量关系 KBAT 答题中,考官看重什么?
得分关键在于正确地把应用题翻译成带有正确变量和关系(正变、反变或联变)的方程式,并把这作为清楚的第一步展示出来。即使最终数字正确,如果没有展示这个转换步骤,也常常会被扣分。
变量关系 KBAT 题目最常见的错误是什么?
学生常常搞错哪个量是正变、哪个量是反变,尤其当情境用的措辞不是常见的「与……成正比/反比」时更容易出错。建议先在题目中标出两个会变化的量,仔细判断它们之间的关系,再列出方程式,不要单凭记忆去猜公式。