一、反比例函數(shù)圖像與一次函數(shù)圖像的交點(diǎn)問題
例1 如圖1,一次函數(shù)[y=k1x+b]的圖像與反比例函數(shù)y = [k2x]的圖像相交于A,B兩點(diǎn),其中點(diǎn)A坐標(biāo)為(-1,4),點(diǎn)B坐標(biāo)為(4,n).
(1)根據(jù)圖像,寫出關(guān)于x的不等式k1x + b gt; [k2x]的解集;
(2)求這兩個(gè)函數(shù)的表達(dá)式.
分析:本題是反比例函數(shù)圖像與一次函數(shù)圖像的交點(diǎn)問題,熟練運(yùn)用圖像上的點(diǎn)的坐標(biāo)滿足圖像的解析式即可解答問題.
解:(1)根據(jù)一次函數(shù)圖像在反比例函數(shù)圖像的上方,過交點(diǎn)A,B分別作x軸的垂線,它們連同y軸把平面分為四部分,據(jù)此可求x的取值范圍.
∵點(diǎn)A的坐標(biāo)為(-1,4),點(diǎn)B的坐標(biāo)為(4,n).
∴滿足k1x + b gt; [k2x]的x的取值范圍是x lt; -1或0 lt; x lt; 4.
(2)將點(diǎn)A,B坐標(biāo)代入兩個(gè)解析式求解即可.
∵反比例函數(shù)y = [k2x]的圖像過點(diǎn)A(-1,4),B(4,n),
∴k2 = -1 × 4 = 4n,∴n = -1,k2 = -4,
∴B(4,-1),反比例函數(shù)的解析式為y = -[4x].
∵一次函數(shù)y = k1x + b的圖像過點(diǎn)A,B,
∴[-k1+b=4,4k1+b=-1,]解得[k1=-1,b=3.]
∴一次函數(shù)的解析式為[y=-x+3].
二、以雙曲線與直線的交點(diǎn)、坐標(biāo)軸上的點(diǎn)為頂點(diǎn)的圖形面積問題
例2 如圖2,直線[y=kx+b]與雙曲線[y=mx]([xgt;0])相交于A(1,2),[B]兩點(diǎn),與[x]軸交于點(diǎn)C(4,0).
(1)分別求直線和雙曲線對(duì)應(yīng)的函數(shù)解析式;
(2)連接[OA],[OB],求△AOB的面積.
分析:求△AOB的面積有多種方法.
方法1:求出線段AB的長度,過點(diǎn)O作△AOB的高OM,在△DOC中利用面積法得到OM·CD = OC·OD,求出OM,進(jìn)而得解.但此方法運(yùn)算量大,不推薦.
方法2:分別過點(diǎn)A,B作x軸的垂線,垂足分別為P,Q,則S△AOB = S△AOP + S梯形APQB - S△BOQ,求出相應(yīng)圖形面積即可.
方法3:不添加輔助線,利用S△AOB = S△DOC - S△AOD - S△BOC.
當(dāng)然,本題還有其他方法,在此不一一列出.
解:(1)將A(1,2),C(4,0)代入y = kx + b,
得[k+b=2,4k+b=0,]解得[k=-23,b=83.]
∴直線AC的解析式為[y=-23x+83].
將A(1,2)代入[y=mx]([xgt;0]),得m = 2,
∴雙曲線的解析式為[y=2x]([xgt;0]).
(2)∵直線AC:[y=-23x+83]與y軸交于點(diǎn)D,∴點(diǎn)D的坐標(biāo)為[0,83].
∵直線AC:[y=-23x+83]與雙曲線[y=2x]([xgt;0])相交于點(diǎn)A(1,2),∴[B3,23],
∴[S△AOB=S△DOC-S△AOD-S△BOC=12×4×83-12×83×1-12×4×23=83].
三、反比例函數(shù)與一次函數(shù)圖像中動(dòng)態(tài)幾何圖形的存在性問題
例3 如圖3,一次函數(shù)y = kx + b(k ≠ 0)的圖像與反比例函數(shù)[y=mx(m≠0)]的圖像交于第二、第四象限內(nèi)的[A],[B]兩點(diǎn),與[x]軸交于點(diǎn)[C],點(diǎn)[A]的坐標(biāo)為(-3,4),點(diǎn)B的坐標(biāo)為(6,n).
(1)求該反比例函數(shù)和一次函數(shù)的解析式.
(2)連接[OB],求△AOB的面積.
(3)在x軸上是否存在點(diǎn)[P],使△APC是直角三角形?若存在,求出點(diǎn)[P]的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由.
分析:(1)先把A(-3,4)代入反比例函數(shù)解析式,得到[m]的值,從而確定反比例函數(shù)解析式為[y=-12x];再利用反比例函數(shù)解析式,確定點(diǎn)[B]坐標(biāo)為(6,-2),然后運(yùn)用待定系數(shù)法確定所求的一次函數(shù)的解析式為[y=-23x+2].
(2)先依據(jù)一次函數(shù)解析式求得點(diǎn)[C]的坐標(biāo),進(jìn)而得到[△AOB]的面積.
(3)過點(diǎn)[A]作[AP1⊥x]軸于[P1],[AP2⊥AC]交[x]軸于[P2],可得點(diǎn)[P1]的坐標(biāo)為(-3,0);再證明[Rt△AP2P1] ∽ [Rt△CAP1],利用相似比計(jì)算出[P1P2]的長度,易得到[OP2]的長度,可得點(diǎn)[P2]的坐標(biāo)為[-173,0],從而得到滿足條件的[P]點(diǎn)坐標(biāo).
解:(1)反比例函數(shù)的解析式為[y=-12x];一次函數(shù)解析式為[y=-23x+2].
(2)易得C(3,0),[B](6,-2),
[∴S△AOC=12×3×4=6],[S△BOC=12×3×2=3],[∴S△AOB=S△AOC+S△BOC=9].
(3)存在. 過[A]點(diǎn)作[AP1⊥x]軸于[P1],[AP2⊥AC]交[x]軸于[P2],如圖4,則[∠AP1C=90°].
∵點(diǎn)A坐標(biāo)為(-3,4),∴點(diǎn)[P1]的坐標(biāo)為(-3,0).
∵[∠P2AC=90°],[∴∠P2AP1+∠P1AC=90°].
∵[∠AP2P1+∠P2AP1=90°],[∴∠AP2P1=∠P1AC].
∵[∠AP1P2=∠AP1C=90°],[∴Rt△AP2P1] ∽ [Rt△CAP1],
[∴AP1CP1=P1P2AP1],即[46=P1P24],
[∴P1P2=83],[∴OP2=173],
[∴點(diǎn)P2]的坐標(biāo)為[-173,0],
[∴]滿足條件的[P]點(diǎn)坐標(biāo)為(-3,0)或[-173,0].
拓展訓(xùn)練
1. 如圖5,直線[y=2x+2]與[x]軸交于點(diǎn)[C],與[y]軸交于點(diǎn)[B],在直線上取點(diǎn)[A](2,[a]),過點(diǎn)[A]作反比例函數(shù)[y=kx(xgt;0)]的圖像.
(1)求[a]的值及反比例函數(shù)的表達(dá)式;
(2)點(diǎn)[P]為反比例函數(shù)[y=kx]([xgt;0])的圖像上的一點(diǎn),若[S△POB=2S△AOB],求點(diǎn)[P]的坐標(biāo).
(3)在[x]軸上是否存在點(diǎn)[Q],使得[∠BOA=∠OAQ]?若存在,請(qǐng)求出點(diǎn)[Q]的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由.
2. 如圖6,直線[l1]:[y1=k1x+b]與反比例函數(shù)[y=mx]的圖像相交于[A-1,6]和[B-3,a],直線[l2]:[y2=k2x]與反比例函數(shù)[y=mx]的圖像相交于[A],[C]兩點(diǎn),連接[OB].
(1)求反比例函數(shù)解析式和[B],[C]兩點(diǎn)的坐標(biāo).
(2)根據(jù)圖像,直接寫出當(dāng)[k1x+bgt;mx]時(shí)[x]的取值范圍.
(3)求△[AOB]的面積.
(4)點(diǎn)[P]是反比例函數(shù)圖像第二象限上一點(diǎn),且點(diǎn)[P]的橫坐標(biāo)大于[-3],小于[-1],連接[PO]并延長,交反比例函數(shù)圖像于點(diǎn)[Q].
①試判斷四邊形[APCQ]的形狀;
②當(dāng)四邊形[APCQ]的面積為[10]時(shí),求點(diǎn)[P]的坐標(biāo).
答案:1. (1)[a=6],反比例函數(shù)表達(dá)式為[y=12x];(2)點(diǎn)[P]的坐標(biāo)為(4,3);(3)存在,點(diǎn)[Q]的坐標(biāo)為(2,0)或[-52,0].
2. (1)解析式為[y=-6x],[B](-3,2),[C](1,-6). (2)[-3lt;xlt;-1]或[xgt;0]. (3)[S△AOB=8]. (4)①四邊形[APCQ]為平行四邊形;②[-32,4].
(作者單位:遼寧省實(shí)驗(yàn)學(xué)校)