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