許志興
[摘 要]反比例函數(shù)是初中數(shù)學的一類較為重要的函數(shù),其在中考數(shù)學試卷中頻繁出現(xiàn)。與其他函數(shù)相比,反比例函數(shù)具有一定的特殊性,無論是基礎(chǔ)性質(zhì),還是相關(guān)圖象,均與眾不同,這使其成為中考數(shù)學考查的熱點。文章結(jié)合實際問題,總結(jié)反比例函數(shù)的基礎(chǔ)概念問題、圖象性質(zhì)問題、面積問題、最值問題及綜合問題等常見題型,旨在幫助學生熟練掌握反比例函數(shù)的常見考點,促使學生有效解答反比例函數(shù)問題。
[關(guān)鍵詞]反比例函數(shù);常見題型;初中數(shù)學
[中圖分類號]? ? G633.6? ? ? ? [文獻標識碼]? ? A? ? ? ? [文章編號]? ? 1674-6058(2024)05-0035-03
反比例函數(shù)因具有特殊性質(zhì)而成為中考數(shù)學的常見考點。在實際的考題中,除了對反比例函數(shù)的基礎(chǔ)性質(zhì)進行考查,還會將反比例函數(shù)與一次函數(shù)、三角形、平行四邊形等進行綜合考查。因此,需要掌握的知識點較多,導致學生在解答問題時效率不高。為了幫助學生熟練掌握反比例函數(shù)的常見考點,筆者結(jié)合實際問題對中考中反比例函數(shù)的常見題型進行分析。
一、基礎(chǔ)概念問題
反比例函數(shù)的基礎(chǔ)概念是常見的考點之一,這類考點主要在選擇題及填空題中進行考查。反比例函數(shù)基礎(chǔ)概念問題主要考查學生對反比例函數(shù)基礎(chǔ)知識的掌握程度,難度較小,需要學生熟練掌握反比例函數(shù)的基本性質(zhì)。
[例1]如圖1所示,平行四邊形[OABC]的頂點[O]為坐標原點,[A]在[x]正半軸,[B、C]在第一象限,反比例函數(shù)[y=1x]的圖象過點[C],[y=kx(k≠0)]的圖象過點[B],若[OC=AC],則[k=]? ? ? ? ? ?。
解析:因為點[C]在反比例函數(shù)[y=1x]圖象上,所以可設(shè)點[C]的坐標為[m,1m],
因為[OC=AC],可知[A(2m,0)],
因為[OABC]為平行四邊形,
所以點[B]的坐標為[3m,1m]。
因為點[B3m,1m]在[y=kx(k≠0)]的圖象上,
所以[k=3m×1m=3]。
評析:本題在求解[y=kx(k≠0)]中[k]的取值時,需要借助反比例函數(shù)[y=1x]上的點[C],而后根據(jù)平行四邊形[OABC]的性質(zhì),表示出[y=kx(k≠0)]上點[B]的坐標,進而求得[k=3]。
二、圖象性質(zhì)問題
反比例函數(shù)圖象的性質(zhì)是反比例函數(shù)問題的重要考點,與其他函數(shù)的圖象不同,反比例函數(shù)的圖象既是軸對稱圖形,也是中心對稱圖形。對于反比例函數(shù)[y=kx(k≠0)],其圖象為雙曲線,會無限接近于[x]軸和[y]軸,但不會相交。當[k>0]時,圖像位于一、三象限,[y]隨[x]增大而減小,當[k<0]時則相反。另外,在反比例函數(shù)的圖象上任取一點,向[x]軸和[y]軸作垂線,所構(gòu)成矩形的面積為[k],這是解答面積問題時常用的方法。在實際的考試中,會有諸多考查反比例函數(shù)的圖象性質(zhì)的題目,故需要靈活掌握。
[例2]如圖2所示,雙曲線[y=kx]與直線[y=mx]相交于[A、B]兩點,點[B]的坐標為[(-2,-3)],則點[A]的坐標為( )。
A.(-2,-3)? ? ?B.(2,3)? ? ?C.(-2,3)? ? D.(2,-3)
解析:因為雙曲線[y=kx]與直線[y=mx]相交于[A、B]兩點,所以可以畫出關(guān)于原點[(0,0)]對稱的中心對稱圖形,點[B]的坐標為[(-2,-3)],利用中心對稱特點,可得點[A]的坐標為[(2,3)],故正確答案為[B]。
評析:本題主要考查雙曲線圖象的中心對稱特點,當雙曲線[y=kx]與直線[y=mx]相交于[A、B]兩點時,[A、B]兩點關(guān)于原點中心對稱,即點[B]的坐標為(-2,-3)時,點[A]的坐標為[(2,3)]。
三、面積問題
反比例函數(shù)面積問題的題型較為靈活。在實際解題中,常用的解題方法有數(shù)形結(jié)合法、求[k]值法、割補法等。如常用解題方法“割補法”,在面積問題中可以通過分割或者補充,將原本不規(guī)則的圖形轉(zhuǎn)化為規(guī)則圖形,進而解答問題。
[例3]如圖3所示,點[P(m,1)],[Q(-2,n)]在反比例函數(shù)[y=4x]的圖象上,過點[P]分別向[x]軸和[y]軸作垂線,垂足分別為[M、N],連接[OP]、[OQ]、[PQ],若四邊形[OMPN]面積為[S1],[△POQ]的面積為[S2],則( )。
A. [S1]∶[S2=2]∶[3]? ? ? ? ? ? ? ? ? ?B. [S1]∶[S2=1]∶[1]
C. [S1]∶[S2=4]∶[3]? ? ? ? ? ? ? ? ? ? D. [S1]∶[S2=5]∶[3]
解析:因為點[P(m,1)]、[Q(-2,n)]在反比例函數(shù)[y=4x]的圖象上,所以[m×1=-2n=4],
所以[m=4],[n=-2],所以[P(4,1)]、[Q(-2-2)],
因為過點[P]分別向[x]軸和[y]軸作垂線,垂足分別為[M、N],
所以[S1=4]。
如圖4所示,作[QK⊥PN],交[PN]延長線于點[K],
則[PN=4],[ON=1],[PK=6],[KQ=3],
所以[S2=S△PQK-S△PON-S梯形ONKQ=12×6×3-12×4×1-12×(1+3)×2=3],
所以[S1]∶[S2=4]∶[3],故正確選項為[C]。
評析:在本題中出現(xiàn)了“斜三角形”這一元素,但其邊沒有落在坐標軸上。因此,可以借助割補法進行解題。將斜三角形轉(zhuǎn)變?yōu)橹苯侨切巍⒅苯翘菪蔚?,進而求解。計算可得[S1=4],將[S2]轉(zhuǎn)化為[S△PQK-S△PON-S梯形ONKQ]進行解答。
四、最值問題
在函數(shù)的應用中,最值問題是一類常見的問題,最值問題在反比例函數(shù)中也是頻繁出現(xiàn)。在解答最值問題時,常用的方法有模型法、函數(shù)法、圖形法及性質(zhì)法等。雖然有較多的解題方法,但是在實際的解題中還需要學生結(jié)合實際問題,根據(jù)題目信息,靈活選擇合適的解題方法,進而提高解題效率。其中,最短路徑模型是解答最值問題的常用方法,即通過兩點間直線距離最短,確定取得最值時的點,進而求解。
[例4]已知[A、B]為反比例函數(shù)[y=-4x]圖象上的兩點,橫坐標分別為[-1],[-2]。點[P]為[y=x]上一動點,當[PA+PB]最小時,點[P]的坐標為( )。
A. [12,12]? ? ? ? ? ? ? ? ? B. [23,23]
C. [(1,1)]? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?D. [32,32]
解析:因為[A]、[B]在[y=-4x]的圖象上,橫坐標為[-1],[-2],所以[A(-1,4)],[B(-2,2)],作點[B]關(guān)于[y=x]的對稱點[C]。
由反比例函數(shù)性質(zhì)可知,[B]、[C]關(guān)于原點對稱,則C(2,-2)。
如圖5所示,連接[AC]和[y=x]交于點[P],此時[PA+PB=PA+PC=AC]最小。
設(shè)直線[AC]的方程為[y=kx+b],
將[A、C]的坐標代入可得[k=-2],[b=2],
則直線[AC]的方程為[y=-2x+2],
將其與[y=x]聯(lián)立可得[x=y=23],
即點[P]的坐標為[23,23],故正確答案為[B]。
評析:在本題中,根據(jù)[A]、[B]在[y=-4x]的圖象上,橫坐標為[-1],[-2],則可得[A(-1,4)],[B(-2,2)],此時可以畫出相應的圖象。由反比例函數(shù)性質(zhì)可知C(2,-2)。連接[AC]和[y=x]交于點[P],此時[PA+PB=PA+PC=AC]最小。故此時可確定點[P]的位置,進而結(jié)合直線方程進行求解即可。
五、綜合問題
一些復雜的反比例函數(shù)題目會將反比例函數(shù)與幾何圖形、其他函數(shù)等知識點進行綜合考查。這類問題涉及的知識點較多,通常較為復雜。在實際的解題中,需要學生結(jié)合實際問題進行靈活分析,其中最為基礎(chǔ)的是熟練掌握反比例函數(shù)及其他相關(guān)知識。
[例5]如圖6所示,直線[y=-2x+4]與[y]軸、[x]軸分別相交于[A]、[B]兩點,將射線[AB]繞點[B]順時針旋轉(zhuǎn)到[BC],使得[∠ABC=∠ABO],反比例函數(shù)[y=kx(x>0)]的圖象經(jīng)過點[C],[CD⊥OB]于點[D],且[S△BCD=32],則[k=]? ? ? ? ? ? ? ? 。
解析:因為直線[y=-2x+4]與[y]軸、[x]軸交于[A]、[B]兩點,所以[A(0,4)],[B(2,0)],
所以[OA=4],[OB=2],
在[BC]中截取[BP],使[BP=OB],如圖7所示,連接[OP]交[AB]于點[Q],
因為[∠ABC=∠ABO],
所以[OP⊥AB],[OQ=QP],
因為直線[AB]的方程為[y=-2x+4],且[OP⊥AB],
因為[kOP·kAB=-1],
所以直線[OP]的方程為[y=12x],
聯(lián)立[y=-2x+4]與[y=12x]可得,
[x=85],[y=45],
所以[Q85,45],[P165,85],
設(shè)直線[BC]的方程為[y=kx+b],
將[B(2,0)],[P165,85]
代入得[2k+b=0,165k+b=85,]解得[k=43,b=-83。]
所以直線[BC]的方程為[y=43x-83],
設(shè)[CD=h],
因為[S△BCD=32],所以[12BD·CD=32],[BD=3h],[OD=2+3h],
所以將[C2+3h,h]代入[y=43x-83],得[h1=2]或[h2=-2](舍去)。
所以[C72,2],因為反比例函數(shù)[y=kx(x>0)]的圖象經(jīng)過點[C],所以[k=72×2=7],故[k=7]。
評析:在本題中,通過直線方程可得[OA=4],[OB=2],在[BC]中截取[BP],使[BP=OB],連接[OP]交[AB]于點[Q],根據(jù)等腰三角形性質(zhì)可得直線[OP]的方程為[y=12x],通過聯(lián)立方程可得[P165,85]。由待定系數(shù)法可得直線[BC]的方程為[y=43x-83]。在此基礎(chǔ)上,設(shè)[CD=h],將[C2+3h,h]代入[y=43x-83],得[h1=2]。由[C72,2]在[y=kx(x>0)]的圖象上,可得[k=7]。
綜上所述,反比例函數(shù)是中考數(shù)學的常見考點,本文結(jié)合實際問題,總結(jié)了中考數(shù)學中反比例函數(shù)的常見題型,即反比例函數(shù)基礎(chǔ)概念問題、圖象性質(zhì)問題、面積問題、最值問題及綜合問題,并分析相關(guān)問題的解題方法。這就要求學生要結(jié)合常見問題,總結(jié)解題規(guī)律,以期在考試中能夠快速解答問題。
[? ?參? ?考? ?文? ?獻? ?]
[1]? 林藝彬.利用反比例函數(shù)圖像對稱性巧解題[J].數(shù)理化解題研究,2022(35):23-25.
[2]? 徐魯璐.解反比例函數(shù)綜合題的兩種方法[J].初中生必讀,2023(6):32-34.
[3]? 丁慧.反比例函數(shù)的三種常見考點[J].現(xiàn)代中學生(初中版),2023(6):41-42.
(責任編輯 黃春香)