孟凡波
近年來,把一次函數(shù)與反比例函數(shù)結(jié)合起來考查的綜合題型越來越多地出現(xiàn)在各地的中考試卷中,已成為中考的必考內(nèi)容與熱點(diǎn)題型,值得我們高度重視.現(xiàn)以黑龍江省2022年部分地市的中考真題為例,對(duì)常見的一次函數(shù)與反比例函數(shù)綜合類題型的解法作初步探討,供大家參考.
1 與函數(shù)的圖象、性質(zhì)有關(guān)的低檔題型
這種題型側(cè)重于考查對(duì)函數(shù)的定義、圖象、性質(zhì)、解析式等基礎(chǔ)知識(shí)的理解與運(yùn)用,多為選擇題、填空題,分值在3~5分之間,難度較小.
例1(2022年大慶市中考試題)寫出一個(gè)過點(diǎn)D(0,1)且y隨x增大而減小的一次函數(shù)關(guān)系式.
解析:因?yàn)楹瘮?shù)值y隨自變量x的增大而減小,所以可設(shè)一次函數(shù)的關(guān)系式為y=-x+b.
把點(diǎn)(0,1)代入關(guān)系式得,b=1.
所以,一次函數(shù)關(guān)系式為y=-x+1.
故答案為:y=-x+1(答案不唯一).
思路與方法:本題主要考查考生對(duì)一次函數(shù)性質(zhì)的理解與運(yùn)用能力.理解了一次函數(shù)的性質(zhì)(對(duì)于直線y=kx+b,當(dāng)k>0時(shí),y隨x的增大而增大;當(dāng)k<0時(shí),y隨x的增大而減?。?,只需把已知點(diǎn)的坐標(biāo)代入函數(shù)關(guān)系式即可求出b的值,進(jìn)而寫出函數(shù)關(guān)系式.
思路與方法:本題側(cè)重考查考生對(duì)反比例函數(shù)性質(zhì)的理解與靈活運(yùn)用能力.解法1利用了反比例函數(shù)的性質(zhì),運(yùn)用這種方法時(shí)要注意給出的圖象上的點(diǎn)是否在雙曲線的同一分支上,還要考慮到k值的符號(hào)、雙曲線的位置、函數(shù)值的增減性三者之間的相互依存關(guān)系.解法2采用了特殊值法,相比較而言,顯得非常簡(jiǎn)捷.
2 與函數(shù)解析式有關(guān)的中檔題型
這種題型常以選擇題、填空題的形式出現(xiàn),分值雖然在5~10分之間,但難度明顯增加,屬于中檔題型.
例3(2022年齊齊哈爾市中考試題)如圖1,A是反比例函數(shù)y=kx(x<0)圖象上一點(diǎn),過點(diǎn)A作AB垂直y軸于點(diǎn)D,且D為線段AB的中點(diǎn).若C為x軸上任意一點(diǎn),且△ABC的面積為4,則k=.
解析:設(shè)點(diǎn)Aa,ka,
a<0,因?yàn)镈為線段AB的中點(diǎn),AB垂直于y軸,
所以AB=2AD=-2a.
又因?yàn)镾△ABC=12×(-2a)×ka=4,所以k=-4.
故答案為:-4.
思路與方法:本題主要考查利用面積求反比例函數(shù)中k的值,解題的關(guān)鍵是能否靈活運(yùn)用S△ABC=12×(-2a)×ka=4這個(gè)關(guān)系式.
例4(2022年哈爾濱市中考試題)已知反比例函數(shù)y=-6x的圖象經(jīng)過點(diǎn)(4,a),則a的值為.
解析:把點(diǎn)(4,a)代入y=-6x,得a=-64=-32.
故答案為:-32.
思路與方法:本題主要考查反比例函數(shù)圖象上點(diǎn)的坐標(biāo)特征,明確函數(shù)圖象若經(jīng)過一個(gè)點(diǎn),則這個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)就符合函數(shù)解析式是解題的關(guān)鍵.只要把點(diǎn)的坐標(biāo)代入反比例函數(shù)解析式,即可求出a的值.
3 一次函數(shù)與反比例函數(shù)綜合類高檔題型
這種綜合類題型,涉及的知識(shí)點(diǎn)多,覆蓋面廣,常以壓軸題的形式出現(xiàn),分值在10~15分之間,側(cè)重于考查考生的思維方式、創(chuàng)新能力和靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的能力,綜合性較強(qiáng),難度較大,屬于高檔題型.
例5(2022年綏化市中考試題)如圖2,在平面直角坐標(biāo)系中,已知一次函數(shù)y1=k1x+b與坐標(biāo)軸分別交于A(5,0),B0,52兩點(diǎn),且與反比例函數(shù)y2=k2x的圖象在第一象限內(nèi)交于P,K兩點(diǎn),連接OP,△OAP的面積為54.
(1)求一次函數(shù)與反比例函數(shù)的解析式;
(2)當(dāng)y2>y1時(shí),求x的取值范圍;
(3)若C為線段OA上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),當(dāng)PC+KC最小時(shí),求△PKC的面積.
解析:(1)因?yàn)橐淮魏瘮?shù)y1=k1x+b與坐標(biāo)軸分別交于A(5,0),B0,52兩點(diǎn),所以把A(5,0),B0,52兩點(diǎn)分別代入y1=k1x+b,可得5k1+b=0,b=52,解得k1=-12,b=52.所以一次函數(shù)的解析式為y1=-12x+52.
如圖3,過點(diǎn)P作PH垂直x軸于點(diǎn)H,因?yàn)锳(5,0),
所以O(shè)A=5.又因?yàn)镾△PAO=54,所以12×5×PH=54,解得PH=12.由-12x+52=12,可得x=4,
所以P4,12.
因?yàn)辄c(diǎn)P4,12在雙曲線上,所以k2=4×12=2.
故反比例函數(shù)的解析式為y2=2x.
(2)根據(jù)題意,聯(lián)立方程組得y=-12x+52,y=2x.
解得x1=1,y1=2,x2=4,y2=12.所以點(diǎn)K的坐標(biāo)為(1,2).
根據(jù)函數(shù)圖象可知,反比例函數(shù)圖象在直線上方時(shí),有0
(3)如圖3,作出點(diǎn)K關(guān)于x軸的對(duì)稱點(diǎn)K′,連接KK′交x軸于點(diǎn)M,則K′(1,-2),OM=1,再
連接PK′交x軸于點(diǎn)C,連接KC,則PC+KC的值最小.
設(shè)直線PK′的解析式為y=mx+n,
把P4,12,K′(1,-2)代入,得m+n=-2,4m+n=12,
解得m=56,n=-176.
所以直線PK′的解析式為y=56x-176.
當(dāng)y=0時(shí),x=175,
所以C175,0,則OC=175.
所以MC=OC-OM=175-1=125,
AC=OA-OC=5-175=85,
AM=OA-OM=5-1=4.
因此S△PKC=S△AKM-SKMC-S△PAC=12×4×2-12×125×2-12×85×12=4-125-25=65.
思路與方法:本題主要考查反比例函數(shù)與一次函數(shù)的綜合,正確作出輔助線是解答本題的關(guān)鍵.
第(1)小題先運(yùn)用待定系數(shù)法求出一次函數(shù)的解析式,再根據(jù)△OAP的面積為54和直線AB的解析式求出點(diǎn)P的坐標(biāo),進(jìn)而可求出反比例函數(shù)解析式.
第(2)小題根據(jù)已知條件列出方程組并求解即可得到點(diǎn)K的坐標(biāo),然后再結(jié)合函數(shù)的圖象便可得出x的取值范圍.
第(3)小題先作出點(diǎn)K關(guān)于x軸的對(duì)稱點(diǎn)K′,然后連接KK′,使PK′交x軸于點(diǎn)C,再連接KC,則PC+KC的值最小,可求出點(diǎn)C的坐標(biāo),最后根據(jù)S△PKC=S△AKM-SKMC-S△PAC的關(guān)系即可求出△PKC的面積.
例6(2022年大慶市中考試題)已知反比例函數(shù)y=kx和一次函數(shù)y=x-1,其中一次函數(shù)圖象過(3a,b),(3a+1,b+k3)兩點(diǎn).
(1)求反比例函數(shù)的關(guān)系式;
(2)如圖4,函數(shù)y=13x,y=3x的圖象分別與函數(shù)y=kx(x>0)圖象交于A,B兩點(diǎn),在y軸上是否存在點(diǎn)P,使得△ABP周長(zhǎng)最小?若存在,求出周長(zhǎng)的最小值;若不存在,請(qǐng)說明理由.
解析:(1)把點(diǎn)(3a,b),3a+1,b+k3代入y=x-1,得b=3a-1,b+k3=3a+1-1,解得k=3.所以反比例函數(shù)解析式是y=3x.
(2)存在點(diǎn)P使△ABP周長(zhǎng)最小.理由如下:
解y=13x,y=3x和y=3x,y=3x,得
x=3,y=1和x=1,y=3.所以A(3,1),B(1,3).
如圖5,作點(diǎn)B關(guān)于y軸的對(duì)稱點(diǎn)B′,連接AB′,交y軸于點(diǎn)P,當(dāng)點(diǎn)A,P,B′在一條直線上時(shí),線段AB′的長(zhǎng)度最短,所以存在點(diǎn)P使△ABP周長(zhǎng)最小,此時(shí)△ABP的周長(zhǎng)為AB+BP+AP=AB+PB′+AP=AB+B′A=(3-1)2+(1-3)2+(3+1)2+(1-3)2=25+22.
思路與方法:本題主要考查函數(shù)的綜合運(yùn)用能力,會(huì)利用待定系數(shù)法求函數(shù)解析式,利用軸對(duì)稱求出點(diǎn)P的位置是解題關(guān)鍵.第(1)小題較簡(jiǎn)單,用待定系數(shù)法求出函數(shù)解析式即可;第(2)小題是具有探索性的問題,只要能夠作出點(diǎn)B關(guān)于y軸的對(duì)稱點(diǎn)B′,連接AB′,交y軸于點(diǎn)P,即可解決三角形周長(zhǎng)最小的問題.
綜上所述,一次函數(shù)與反比例函數(shù)綜合類題型考查的知識(shí)點(diǎn)多,范圍廣,涵蓋了各種題型,因其難易程度不同,分值也不相同,解題的思路與方法也不盡相同.但是不管哪種題型,解題的關(guān)鍵都是要在數(shù)形結(jié)合思想的指導(dǎo)下,在理解函數(shù)的性質(zhì)、看懂函數(shù)圖象的基礎(chǔ)上,敏銳地從中捕捉到所需要的信息,利用好交點(diǎn)的坐標(biāo)等已知條件,準(zhǔn)確地把握和運(yùn)用其中的數(shù)量關(guān)系,綜合運(yùn)用函數(shù)、方程、不等式等相關(guān)知識(shí)和方法加以解答.