M为什么实验室 · 小学数学
五、六年级 · 提高选学

乘积不变,两边怎样变

先会:长方形面积、乘除法与倍数

选学视频:从乘积不变认识反比例

这是一节五六年级提高选学课。先学会长方形面积、除法和倍数关系,再来试试。

用 12 个小方格拼长方形

3乘4、4乘3、6乘2的长方形都由12个相同的小方格组成。

每格面积是 1 平方厘米。12 格可以排成 3 行、每行 4 格,也可以排成 2 行、每行 6 格。格子没增加,也没减少,总面积一直是 12 平方厘米。

把长从 3 厘米改成 6 厘米,是原来的 2 倍。为了仍用这 12 格,宽就要从 4 厘米变成 2 厘米,是原来的一半。

再试一个不同的条件:周长固定为 12 厘米。长 4 厘米、宽 2 厘米时,面积是 8 平方厘米;改成长 5 厘米、宽 1 厘米,面积只有 5 平方厘米。两个例子都是“一边变大,另一边变小”,但保持不变的量不同。

自己试一试

  1. 面积是 24 平方厘米,长为 3、4、6、8 厘米时,宽分别是多少?
  2. 同一段路长 120 千米,全程速度保持不变。每小时走 30 千米要多久?每小时走 60 千米呢?为什么时间变成了一半?
  3. 长方形的长与宽之和固定为 10 厘米。长、宽分别取 6 和 4,或 7 和 3,面积相等吗?

核对答案

  1. 分别是 8、6、4、3 厘米,用 24 除以长即可。每组长×宽都是 24。
  2. 120÷30=4 小时,120÷60=2 小时。每小时走的路程变成 2 倍,而总路程没变,所用时间就是原来的一半。
  3. 不相等。6×4=24,7×3=21。长与宽的和不变,面积未必不变。
初中衔接选学:认识反比例

上面“乘积一定”的关系,后续会用反比例来描述。下面保留它的名称、式子和练习;小学基础学习不要求先掌握这些。

面积不变,长增加了,宽怎样变

同单位方格的3乘4、4乘3、6乘2矩形各12格,面积固定。

看面积是 12 cm² 的长方形:

长/cm 1 2 3 4 6 12
宽/cm 12 6 4 3 2 1

每一列长×宽都等于 12。

长从 1 变成 2,扩大到 2 倍,宽从 12 变成 6,缩小到 1/2;长变成 3 倍,宽变成 1/3。乘积始终不变。

这样的两个量成反比例,记作

x×y=k(x≠0,k 一定,k≠0),也就是 y=k/x

图像为什么是曲线?把点 (1,12)、(2,6)、(3,4)、(4,3)、(6,2)、(12,1) 画出来,x 越大,y 越小,但减小的速度越来越慢。长、宽不必取整数,例如长 5 厘米时宽是 2.4 厘米。不断补入这样的长度对,描出的是一条曲线,不能把几个点用直线段连接后就当成精确图像。这里长、宽都大于 0,曲线不与坐标轴相交。

判断反比例,只看一条:两个量的乘积是不是一定。

长方形面积一定,长与宽成反比例。

长方形周长一定,长与宽不成反比例:长+宽一定,乘积会变。

路程一定,速度×时间=路程,速度与时间成反比例。

例子

例 1:面积一定

面积 12 cm² 的长方形,长 3 cm 时宽 4 cm;长 4 cm 时宽 3 cm;长 6 cm 时宽 2 cm。

3×4=12,4×3=12,6×2=12

长与宽成反比例。

例 2:路程一定

路程 120 km。

速度/(km/h) 20 30 40 60
时间/h 6 4 3 2
20×6=120,30×4=120,40×3=120,60×2=120

速度与时间成反比例。

例 3:货物总量一定

一批货物 240 吨,每车实际装的吨数相同,恰好全部运完:

每车装/吨 4 6 8 10
车数 60 40 30 24
4×60=240,6×40=240,8×30=240,10×24=240

在每车实际装同样多、恰好全部运完的条件下,每车吨数×车数=240,二者成反比例。若给的是每车最大载重量,最后一车可能不满,还要取整,不能直接说载重量与所需车数成反比例。

易错

  • 看到“一个变大、另一个变小”就判断反比例。还要看乘积是否一定。
  • 把反比例和正比例弄反。正比例是比值一定,反比例是乘积一定。
  • 认为反比例图像是直线。反比例图像是曲线。
  • 把“长+宽一定”当成反比例。和一定不是乘积一定。
  • 一个量变成原来的 2 倍,以为另一个量减少 2。反比例是缩小到原来的 1/2。
  • 认为图像会与坐标轴相交。正数范围内,x、y 都不为 0,曲线越来越靠近坐标轴,但不相交。

周长固定,也是一大一小

周长 12 厘米的长方形,长从 4 变成 5 厘米,宽从 2 变成 1 厘米。长与宽成反比例吗?

看解释

不成反比例。4×2=8,5×1=5,乘积变了;保持不变的是长+宽=6。一个量增加、另一个减少,只说明变化方向,还不能判断反比例。

练习

  1. 长方形面积 24 cm²,长 3、4、6、8 cm 时,宽各是多少?长与宽成什么比例?
  2. 路程一定,速度和时间成什么比例?为什么?
  3. 已知 x×y=20,x 与 y 成什么比例?
  4. 已知 x+y=10,x 与 y 成反比例吗?
  5. 一批货物 120 吨,每车装 5 吨需要 24 车。每车装 8 吨需要多少车?
  6. 圆的面积与半径成反比例吗?

答案

  1. 宽依次是 8、6、4、3 cm;长×宽=24,成反比例。
  2. 成反比例。速度×时间=路程(一定)。
  3. 成反比例。乘积 20 一定。
  4. 不成反比例。和一定,乘积不固定。
  5. 120÷8=15(车)。
  6. 不成反比例。例如半径从 1 变成 2,面积从 π 变成 4π,半径与面积的乘积从 π 变成 8π,不固定。
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