黃朝宗
摘要:如果反比例函數(shù)(k≠0)與直線()相切時,并且直線與x軸、y軸圍成面積等于2;反之亦然。
關鍵詞: 函數(shù) ???切線 ????面積 ???定值
在初中數(shù)學教材中,我們已經(jīng)研究了反比例函數(shù)的圖象、性質(zhì)和解析式,尤其對反比例函數(shù)中的k的符號直接決定了圖象的位置和相應的函數(shù)變化規(guī)律,過反比例函數(shù)圖象上的任意一點作橫軸或縱軸的垂線,這點、垂足和原點構(gòu)成的三角形面積為的一半的討論,給我們留下了深刻的印象,在此基礎上,我在教學中逐步發(fā)現(xiàn)了一個關于反比例函數(shù)與一次函數(shù)的有趣關系問題,現(xiàn)提供給讀者參考。
命題1 ?如果反比例函數(shù)(k≠0)與直線()相切,并且,直線與x軸、y軸相交于A、B兩點,那么⊿AOB的面積等于2。
證明:∵反比例函數(shù)(k≠0)與直線()相切,∴方程組有唯一解,由方程組得,∴,且這個一元二次方程有相等實數(shù)根⊿=0,即,,又∵ 直線與 X軸、Y軸分別交于A(,0)、B(0,b),∴S⊿AOB=命題1說明,反比例函數(shù)(k≠0)與直線()相切時,⊿AOB的面積為定值2,并且它與反比例函數(shù)與直線的切點位置無關。
根據(jù)命題1我們可以得到命題1的逆命題:命題2如果P(a,b)是反比例函數(shù)(k≠0)圖象上的一點,A、B兩點分別在x軸、y上,且A(2a,0),B(0,2b),那么直線與反比例函數(shù)相切。
證明:∵A(2a,0),B(0,2a),∴OA=2,OB=2,S⊿AOB=,設直線是經(jīng)過P(a,b)且與反比例函數(shù)的直線交x軸于、Y軸于,則()(0,),S⊿AOB=,∵直線是經(jīng)過P(a,b),∴S⊿AOB=2,∴S⊿AOB=S⊿A‘OB‘ ????即 ,∴,。
解得:,(不符合題意舍去),∴故直線AB與反比例函數(shù)相切于點P,從反比例函數(shù)(k≠0)與直線()相切的關系中啟示我們直線與X軸、Y軸的交點和原點組成的三角形面積等于2中,我們可以利用這一幾何關系判定直線AB與反比例函數(shù)的位置關系。
例1已知:如圖示,直線AB與X軸相交于A(3,0)B(0,4),反比例函數(shù)與 AB相切,CD‖AB交X軸、Y軸于C、D且也與反比例函數(shù)相切。 求:(1)反比例函數(shù)的解析式;(2)直線CD的解析式和切點P的坐標;(3)猜想四邊形ABCD是怎樣的四邊形?試證明你的猜想!
解:(1)因為直線AB與反比例函數(shù)相切,∴2= S⊿AOB,∵A(3,0);B(0,4),∴2==3,K=3(-3舍去),∴。
(2)直線AB的解析式為
∵CD‖AB ??設CD直線的解析式為
又∵CD直線與相切,∴,∴b=-4 或b=4(舍去)故b=-4,∴直線的解析式為。
解方程組得,∴P()
(3)猜想;四邊形ABCD是菱形。證明:在中令x=0,則y=-4,令y=0 ?則x=-3,故D(0,-4),C(-3,0)∴OA=OC,OB=OD,又AC⊥BD,故四邊形ABCD是菱形。
命題3 已知反比例函數(shù)(k≠0)且直線()與X軸、Y軸交點與原點所圍成的三角形面積為S。
當時:①當時,直線與反比例函數(shù)沒有交點;②當時,直線與反比例函數(shù)有且只一個交點;③當時,直線與反比例函數(shù)有兩個交點;當時,無論S為何值時,直線與反比例函數(shù)有兩個交點。證明:如圖所示,直線AB與(k≠0)相切。則S⊿AOB=2,即S=2,當B點不動時,S<2,則有S⊿AOB>S⊿A‘OB ?,即∵AB與有唯一交點P,直線AB,相交于點B,∴直線AB與無交點類似地,可以證明當時,直線與反比例函數(shù)有兩個交點。
例2:選擇題,下列一次函數(shù)中與反比例函數(shù)只有一個交點是( ???????)
AB
CD
答案:D