變分

中等

學會正變、反變、聯變,解現實比例問題。

適合:中五數學 · 單元:度量、圖形與空間 · 建議學習路徑第 5/10 課

學完呢課,你會識:
  • 正變:y = kx,成正比
  • 反變:y = k/x,成反比
  • 先用已知數找 k
數學Mathematics
讀呢課前,你應該識: 坐標幾何

1重點摘要 Summary

學會正變、反變、聯變,解現實比例問題。

2生字卡 Vocabulary

D
Direct variation正變

y 和 x 成正比,y = kx。

I
Inverse variation反變

y 和 x 成反比,y = k/x。

J
Joint variation聯變

y 和 x 成正比,和 z 成反比,y = kx/z。

C
Constant of variation變分常數

比例常數 k,要找出來。

P
Proportional成正比

一個變,另一個跟著同一比例變。

R
Reciprocal倒數

1/x,例如 2 的倒數是 12。

G
Given已知

題目給的數,用來找 k。

F
Find unknown求未知

找到 k 之後,代入其他數求未知。

3逐步講解 Steps

  1. 第一步:判斷變分的種類變分描述兩個或多個量之間的固定關係。讀題時抓緊關鍵詞:「y 與 x 成正比」表示正變,「y 與 x 成反比」表示反變;若同時涉及兩個變量,例如 y 與 x² 成正比且與 z 成反比,就是聯變。判斷錯種類會令整題全錯,所以動筆前應先把文字敘述翻譯成比例關係,確認一個量變化時另一個量怎樣跟著變,然後才動手寫方程。
  2. 第二步:寫出含 k 的方程判斷種類後立即寫出一般方程:正變寫 y = kx;反變寫 y = k/x,即 y 與 1/x 成正比;聯變則把各因子按比例相乘或相除,例如 y = kx²/z。常數 k 稱為變分常數,每道題目都有自己的一個 k。易錯位是把反變誤寫成 y = -kx,或漏掉 x² 這類平方因子;書寫時應逐字對照題目的文字敘述,確保方程與文字一致。
  3. 第三步:代入已知數求 k題目通常會給出一組對應值,例如「當 x = 2 時 y = 10」。把這組數代入第二步的方程,得到只含 k 的一元方程,解出 k。這一步的本質是:k 是把一般關係固定成本題專屬關係的鑰匙,不同題目的 k 不同,絕不可以沿用上一題的 k。計算 k 時若出現分數,保留分數形式會比化成小數更準確,也方便之後驗算。
  4. 第四步:寫出完整的關係式求得 k 之後,把它代回方程,寫出本題專屬的完整關係式,例如 y = 5x 或 y = 120/x。很多考生以為求出 k 就完成,其實明確寫出關係式,才能避免下一步代錯公式。檢查方法是把已知的那組數字代回關係式,看等號兩邊是否相等;若相等,關係式正確;若不等,說明 k 或方程有錯,應立即回頭檢查。
  5. 第五步:代入求新的未知值有了完整關係式,把題目要求的新值代入即可。正變中 x 變大,y 亦按相同比例變大;反變中 x 變大,y 則變小,所以代入前先估計答案的變化方向,可以即時察覺代錯位置。計算時先寫出代入後的算式,再按次序運算,避免心算跳步;若是聯變,每個變量的位置與指數都要對準,漏了平方或除數都是常見的失分原因。
  6. 第六步:驗算與檢查合理性最後從兩個層面驗算:第一,把新答案連同已知數放回關係式,確認等式成立;第二,檢查變化方向是否與變分種類相符,例如正變不應出現一個量增大而另一個量減小的結果。此外要留意答案的實際意義,例如長度與重量不可為負。養成驗算習慣只需十多秒,卻能攔截大部分計算錯誤,是穩拿分數的重要一步。

4圖解 Diagrams

變分:正變・反變・聯變 Variations正變 y ∝ xy = kxx 加倍 y 加倍例:買幾多支付幾多錢反變 y ∝ 1/xy = k/xx 加倍 y 減半例:人越多完成越快聯變與部分變y ∝ x/z 等組合幾種關係部分變:y = kx + c解題核心:用已知一組數值求 k(常數),再用 k 加新條件求新值步驟:寫變分式(含 k)→ 代入已知求 k → 用整式答問題
圖 1:正變反變聯變

5例題示範 Example

例:已知 y 與 x 成正比,且 x = 2 時 y = 10,求 x = 5 時 y 的值,並說明依據。

  1. 由「成正比」判定這是正變,寫出一般方程 y = kx,依據是正變的定義:y 與 x 的比為常數。
  2. 把已知的一組值代入:10 = k × 2,解得 k = 10 ÷ 2 = 5,依據是一元一次方程的移項法則。
  3. 把 k = 5 代回,得本題專屬關係式 y = 5x,並用 x = 2 時 y = 10 代入驗證等式成立。
  4. 代入新值:y = 5 × 5 = 25;x 由 2 增至 5 時 y 由 10 增至 25,變化方向與正變相符,答案合理。
  5. 答案:當 x = 5 時,y = 25。整題的骨架是「判斷種類、寫方程、求 k、代回、代新值、驗算」六步:正變的比值 k = 5 把一般關係固定為 y = 5x,之後任何 x 值都可以直接代入求 y。由於 x 增大時 y 亦增大,變化方向與正變一致,答案可靠,這也是所有變分題目的通用流程。

6常見錯誤 Mistakes

✗ ✗ 正變反變弄錯
✓ ✓ 正比是 y=kx,反比是 y=k/x!
✗ ✗ 不找 k 直接計
✓ ✓ 一定要先用已知數找 k!
✗ ✗ 反變寫成 y=kx
✓ ✓ 反變是 y=k/x!
✗ ✗ 反變找 k 用除:y 和 x 成反比,x=2 時 y=10,寫 k = 10 ÷ 2 = 5
✓ ✓ y = k/x 即 k = xy:k = 2 × 10 = 20,方程是 y = 20/x。正變 k = y/x、反變 k = xy,兩個剛剛相反,不要照抄正變方法!

75 題快測 Quick check

Q1正變公式 = ?

Q2反變公式 = ?

Q3第一步要找出什麼?

Q4y 和 x 成正比,x 變 2 倍,y 點變?

Q5y 和 x 成反比,x 變 2 倍,y 點變?

8重點回顧 Recap

  • 正變:y = kx,成正比
  • 反變:y = k/x,成反比
  • 先用已知數找 k
  • 找到 k 先可以求未知
  • 正比 x 倍 y 都倍,反比 x 倍 y 就一半

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