一次函數(shù)和反比例函數(shù)是初中數(shù)學(xué)兩種重要的基本函數(shù),也是各地中考的重要內(nèi)容. 此類題目的呈現(xiàn)方式比較多,其中蘊(yùn)含了一些巧妙的思想方法,為同學(xué)們的解題提供了一定的思考空間. 下面以幾道近年的中考題為例,談?wù)勅绾吻山怅P(guān)于一次函數(shù)和反比例函數(shù)的問題,以期對(duì)同學(xué)們的復(fù)習(xí)有所幫助.
類型一 巧解反比例函數(shù)中的面積問題
例1 (2011·陜西)如圖1,過y軸正半軸上的任意一點(diǎn)P,作x軸的平行線,分別與反比例函數(shù)y=-和y=的圖像交于點(diǎn)A和點(diǎn)B,若點(diǎn)C是x軸上任意一點(diǎn),連接AC、BC,則△ABC的面積為( ).
A. 3 B. 4 C. 5 D. 6
【分析】此題的一般解法可設(shè)A點(diǎn)坐標(biāo)為
-,m,B點(diǎn)坐標(biāo)為
,m(m>0),求出AB=,進(jìn)而求得△ABC的面積為·m·=3. 實(shí)際上如果利用同底等高,將△ABC的面積轉(zhuǎn)化為△ABO的面積,再利用k的意義,會(huì)更簡單.
解:連接AO、BO,則S△ABO=S△APO+S△BPO,由反比例函數(shù)y=中k的幾何意義,可知S△APO==2,S△BPO==1,所以S△ABC=S△ABO=3.
【點(diǎn)評(píng)】對(duì)于雙曲線y=(k≠0),k有很重要的意義. 雙曲線上任一點(diǎn)(x,y)到坐標(biāo)軸的垂線與坐標(biāo)軸所圍成的矩形面積為x·y=xy,也就是說k的幾何意義是雙曲線上任一點(diǎn)到坐標(biāo)軸的垂線與坐標(biāo)軸所圍成的矩形的面積. 因此在解決有關(guān)反比例函數(shù)中的面積問題時(shí),要充分利用k的幾何意義,從而達(dá)到巧解的目的.
類型二 巧解取值范圍問題
例2 (2012·四川宜賓)如圖2,一次函數(shù)y1=ax+b(a≠0)與反比例函數(shù)y2=(k≠0)的圖像交于A(1,4)、B(4,1)兩點(diǎn),若使y1>y2,則x的取值范圍是______.
【分析】我們首先想到是將一次函數(shù)和反比例函數(shù)的解析式求出,然后解不等式,但是出現(xiàn)了分式不等式(或二次不等式),同學(xué)們不會(huì)解,思路受阻. 此時(shí)我們可以借助函數(shù)圖像,利用數(shù)形結(jié)合的數(shù)學(xué)思想,巧妙地將y1>y2在圖像上體現(xiàn)為一次函數(shù)的圖像在反比例函數(shù)圖像的上方的部分.
解:由圖像知,y1>y2的部分包括反比例函數(shù)的圖像在第三象限時(shí)和在第一象限內(nèi)的A、B兩點(diǎn)之間,所以x的取值范圍是x<0或1 例3 (2013·甘肅蘭州)已知A(-1,y1),B(2,y2)兩點(diǎn)在雙曲線y=上,且y1>y2,則m的取值范圍是( ). A. m<0 B. m>0 C. m>- D. m<- 【分析】此題常規(guī)解法可將A(-1,y1)、B(2,y2)兩點(diǎn)分別代入雙曲線y=,求出y1與y2的表達(dá)式,再根據(jù)y1>y2,列出關(guān)于m的不等式即可解答. 本題若結(jié)合反比例函數(shù)的圖像與性質(zhì)求解,則更簡捷. 解:雙曲線y=的圖像當(dāng)k>0時(shí),圖像在一、三象限,當(dāng)k<0時(shí),圖像在二、四象限,題中A點(diǎn)和B點(diǎn)的橫坐標(biāo)分別為-1和2,要使y1>y2,只能是圖像在二、四象限的情況,所以3+2m<0,即m<-. 【點(diǎn)評(píng)】解決此類求不等式成立的自變量取值范圍的問題,通??梢岳脭?shù)形結(jié)合的數(shù)學(xué)思想進(jìn)行轉(zhuǎn)化,達(dá)到巧解的目的. 類型三 巧設(shè)點(diǎn)的坐標(biāo) 例4 (2013·廣西南寧)如圖3,直線y=x與雙曲線y=(k>0,x>0)交于點(diǎn)A,將直線y=x向上平移4個(gè)單位長度后,與y軸交于點(diǎn)C,與雙曲線y=(k>0,x>0)交于點(diǎn)B,若OA=3BC,則k的值為( ). A. 3 B. 6 C. D. 【分析】本題可首先求出平移后直線的解析式,然后分別聯(lián)立方程組求出點(diǎn)A和點(diǎn)B的橫坐標(biāo),根據(jù)△OAE∽△BCF可得A、B的橫坐標(biāo)的比等于OA∶BC,然后列出方程求解即可. 實(shí)際上,根據(jù)相似三角形的比例性質(zhì)得出A、B的橫坐標(biāo)的比等于OA∶BC后,可以巧設(shè)A、B的坐標(biāo)分別為m ,m、 ,+4(m>0),再根據(jù)雙曲線上點(diǎn)的坐標(biāo)特征,列方程求出m的值,進(jìn)而求出k的值. 解:直線BC的解析式為y=x+4. 過點(diǎn)A作AE⊥x軸,垂足為E,過點(diǎn)B作BF⊥y軸,垂足為F,容易得到△OAE~△BCF,則=,由于OA=3BC,所以O(shè)E=3BF,即A點(diǎn)的橫坐標(biāo)為B點(diǎn)的橫坐標(biāo)的3倍,因此由題意可以設(shè)A、B的坐標(biāo)分別為m ,m, ,+4(m>0),而A、B兩點(diǎn)都在雙曲線y=上,可得m·m=· +4,解得m=3,所以k==. 【點(diǎn)評(píng)】此類題目較難,可以根據(jù)點(diǎn)的坐標(biāo)之間的關(guān)系,巧設(shè)點(diǎn)的坐標(biāo)求解,從而達(dá)到簡化計(jì)算的目的. 類型四 巧用對(duì)稱性 例5 (2013·湖北鄂州)已知正比例函數(shù)y=-4x與反比例函數(shù)y=的圖像交于A、B兩點(diǎn),若點(diǎn)A的坐標(biāo)為(x,4),則點(diǎn)B的坐標(biāo)為______. 【分析】本題可先根據(jù)正比例函數(shù)的解析式求出A點(diǎn)坐標(biāo),進(jìn)而求出反比例函數(shù)的解析式,然后將兩函數(shù)聯(lián)立,解方程組得出B點(diǎn)坐標(biāo). 實(shí)際上,正比例函數(shù)圖像和反比例函數(shù)圖像的兩個(gè)交點(diǎn)是關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱,求出A點(diǎn)的坐標(biāo)后,直接利用此對(duì)稱性可求出點(diǎn)B的坐標(biāo). 解:由點(diǎn)A(x,4)在y=-4x上,可求出A點(diǎn)坐標(biāo)為(-1, 4),由對(duì)稱性可知B點(diǎn)的坐標(biāo)為(1,-4). 例6 (2013·陜西)如果一個(gè)正比例函數(shù)的圖像與一個(gè)反比例函數(shù)y=的圖像交于A(x1,y1),B(x2,y2),那么(x2-x1)(y2-y1)的值為______. 【分析】根據(jù)正比例函數(shù)和反比例函數(shù)的圖像的交點(diǎn)坐標(biāo)關(guān)于原點(diǎn)成中心對(duì)稱,可以得到x1和x2、y1和y2分別是互為相反數(shù)的關(guān)系,然后代入所求式子化簡,再根據(jù)圖像上點(diǎn)的坐標(biāo)的特征求值. 解:由對(duì)稱性得x2=-x1,y2=-y1,所以(x2-x1)(y2-y1)=(-x1-x1)(-y1-y1)=4x1y1,又由A點(diǎn)在y=的圖像上,所以x1y1=6,即(x2- x1)(y2-y1)=24. 【點(diǎn)評(píng)】反比例函數(shù)圖像與正比例函數(shù)圖像都關(guān)于原點(diǎn)成中心對(duì)稱,因此它們的交點(diǎn)也關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱,巧用這種對(duì)稱性是解決此類問題的關(guān)鍵. (作者單位:江蘇省豐縣初級(jí)中學(xué))