变化 · 中五
变化:例题(中等)
本组进入联合变分以及正反混合变分,先从一组完整数值求出常数 k,再用它回答后续问题。适合已会单一变分、但遇到两个量同时作用就卡住的学生。
例题 1
z 与 x 成正变分,与 y 成反变分。当 x = 8 且 y = 2 时,z = 20。
求当 x = 6 且 y = 5 时 z 的值。
- 混合变分,所以写出 z = kx/y。
- 代入 x = 8,y = 2,z = 20:20 = k × 8 / 2。
- 化简右边:20 = 4k。
- 解出 k:k = 20 ÷ 4 = 5。
- 方程为 z = 5x/y。
- 代入 x = 6,y = 5:z = 5 × 6 / 5 = 30 ÷ 5 = 6。
例题 2
w 与 r 的平方成正变分。当 r = 3 时,w = 45。
求当 w = 125 时 r 的值。
- 带平方的正变分,所以写出 w = kr²。
- 代入 r = 3,w = 45:45 = k × 3² = 9k。
- 解出 k:k = 45 ÷ 9 = 5。
- 方程为 w = 5r²。
- 代入 w = 125:125 = 5r²,所以 r² = 125 ÷ 5 = 25。
- 取正平方根:r = √25 = 5。
例题 3
F 与 m 和 a 成联合变分。当 m = 4 kg 且 a = 3 m/s² 时,F = 24 N。
求当 m = 7 kg 且 a = 5 m/s² 时 F 的值。
- 联合变分,所以写出 F = kma。
- 代入 m = 4,a = 3,F = 24:24 = k × 4 × 3。
- 化简:24 = 12k。
- 解出 k:k = 24 ÷ 12 = 2。
- 方程为 F = 2ma。
- 代入 m = 7,a = 5:F = 2 × 7 × 5 = 70。
例题 4
z 与 x 和 y 成联变。当 x = 3、y = 4 时,z = 60。
求当 x = 5、y = 6 时的 z。
- 联变:z = kxy。
- 求 k:60 = k × 3 × 4 = 12k,所以 k = 5。
- 方程:z = 5xy。
- 当 x = 5、y = 6:z = 5 × 5 × 6 = 150。
例题 5
p 与 q 的平方成反比。当 q = 2 时,p = 9。
求当 q = 3 时的 p。
- 平方反变:p = k/q²。
- 求 k:9 = k/2² = k/4,所以 k = 36。
- 方程:p = 36/q²。
- 当 q = 3:p = 36 ÷ 3² = 36 ÷ 9 = 4。
例题 6
V 与 h 及 r 的平方成正比。当 h = 4、r = 3 时,V = 72。
求当 h = 5、r = 2 时的 V。
- 综合变分:V = k h r²。
- 求 k:72 = k × 4 × 3² = k × 4 × 9 = 36k,所以 k = 2。
- 方程:V = 2 h r²。
- 当 h = 5、r = 2:V = 2 × 5 × 2² = 2 × 5 × 4 = 40。
例题 7
y 与 x 的平方成正变分,与 z 成反变分。当 x = 4,z = 8 时,y = 10。
求当 x = 6,z = 12 时 y 的值。
- 写出组合方程:y = kx²/z。
- 代入 x = 4,z = 8,y = 10:10 = k(4)²/8 = 16k/8 = 2k。
- 解出 k:k = 10 ÷ 2 = 5。
- 方程为 y = 5x²/z。
- 代入 x = 6,z = 12:y = 5(6)²/12 = 5 × 36/12 = 180/12 = 15。
例题 8
P 与 x 及 y 的立方成联合变分。当 x = 3,y = 2 时,P = 48。
求当 x = 5,y = 3 时 P 的值。
- 写出联合变分方程:P = kxy³。
- 代入 x = 3,y = 2,P = 48:48 = k(3)(2)³ = k × 3 × 8 = 24k。
- 解出 k:k = 48 ÷ 24 = 2。
- 方程为 P = 2xy³。
- 代入 x = 5,y = 3:P = 2(5)(3)³ = 2 × 5 × 27 = 270。
资料来源:DSKP KSSM Mathematics Form 4 and 5 (Versi English)
常见问题
变量关系在中等难度考什么?
中等难度的题目进入联变阶段,即一个量同时依赖另外两个量,例如 y 与 x 成正比,同时与 z 成反比(y = kx/z)。你需要先用一组数据求出常数 k,再用同一个 k 去解决另一组新数据的相关问题。
联变题目中,考官看重什么?
得分关键在于先正确列出联变方程式,再把已知数值代入求出 k,并把这当作清楚独立的一步展示出来,然后才用这个 k 去回答题目真正要求的问题。如果直接跳到答案而没有展示求出 k 的过程,通常会失去方法分。
联变题目常见的失分点是什么?
学生常常把变量放错方程式的位置,例如把 y = kxz 写出来,而 z 其实应该放在分母,原因是看错了描述联变关系的句子中「反比」这个词。建议先用文字重新整理清楚关系,再把它转换成方程式。