例1 (湖北省孝感市)雙曲線y=與y=在第一象限內(nèi)的圖像如圖1所示,作一條平行于y軸的直線分別交雙曲線于A、B兩點(diǎn),連接OA、OB,則△AOB的面積為()。
A.1 B.2 C.3 D.4
解析 直線AB交x軸于點(diǎn)E,借助反比例函數(shù)系數(shù)k的幾何意義,△AOE的面積等于2,△EOB的面積等于1,由此可得△AOB的面積等于△AOE的面積減去△EOB的面積=2-1=1,故選A。
點(diǎn)評(píng) 本題借助反比例函數(shù)中k的幾何意義求解面積問題,反比例函數(shù)圖像上的點(diǎn)(x,y)具有兩坐標(biāo)之積為常數(shù)(xy=k),即過雙曲線上任一點(diǎn),向兩坐標(biāo)軸作垂線,兩條垂線與坐標(biāo)軸圍成的矩形的面積為常數(shù)xy=k,同時(shí)要注意它的演變圖形(三角形面積是矩形面積的一半)。
例2 (廣西南寧市)如圖2所示,點(diǎn)A1、A2、A3在x軸上,且OA1=A1A2=A2A3,分別過點(diǎn)A1、A2、A3作y軸的平行線,與反比例函數(shù)y=(x>0)的圖像分別交于點(diǎn)B1、B2、B3,過點(diǎn)B1、B2、B3分別作x軸的平行線,與y軸交于點(diǎn)C1、C2、C3,連接OB1,OB2,OB3,那么圖中陰影部分的面積之和為________.
解析 從反比例函數(shù)y=(k≠0)的圖像上任意一點(diǎn)向坐標(biāo)軸作垂線段,它們與坐標(biāo)軸圍成的矩形面積等于k,所以S矩形OA1B1C1=
S矩形OA2B2C2=S矩形OA3B3C3=8,把這三個(gè)矩形的對(duì)角線OB1、OB2、OB3分別連接起來,則有S△OB1C1=
S△OB2C2=S△OB3C3=×8=4。再由A1B1∥y軸、A2B2∥y軸可知,△OB2C2與△OB3C3中的陰影三角形分別與△OB2C2、△OB3C3相似,相似比分別是和,則對(duì)應(yīng)面積比分別為和,由此求得這兩個(gè)陰影三角形的面積分別為1和,所以圖中整個(gè)陰影部分的面積之和為4+1+=5。
點(diǎn)評(píng) 解決此題的關(guān)鍵是理解比例系數(shù)k的幾何意義,通過構(gòu)建相似三角形,使問題得以求解與突破。
例3 (山東省威海市)如圖3,一次函數(shù)y=kx+b的圖像與反比例函數(shù)y=的圖像交于點(diǎn)A﹙-2,-5﹚、C﹙5,n﹚,與y軸交于點(diǎn)B,與x軸交于點(diǎn)D。
?。?)求反比例函數(shù)y=和一次函數(shù)y=kx+b的表達(dá)式;
?。?)連接OA、OC,求△AOC的面積。
解析 (1)將A點(diǎn)坐標(biāo)代入反比例函數(shù)表達(dá)式,求出m的值,得到反比例函數(shù)的表達(dá)式;然后將C點(diǎn)坐標(biāo)代入反比例函數(shù)表達(dá)式,求出n的值,確定C點(diǎn)坐標(biāo);再將A、C兩點(diǎn)的坐標(biāo)代入一次函數(shù)表達(dá)式即可得到一個(gè)關(guān)于k、b的二元一次方程組,求出k、b的值,從而得到一次函數(shù)的表達(dá)式;(2)分別求出△AOB和△BOC的面積,就可以求出△AOC的面積。
?。?)因?yàn)榉幢壤瘮?shù)y=的圖像經(jīng)過點(diǎn)A﹙-2,-5﹚,所以m=(-2)×( -5)=10。
所以反比例函數(shù)的表達(dá)式為y=。因?yàn)辄c(diǎn)C﹙5,n﹚在反比例函數(shù)的圖像上,所以C的坐標(biāo)為﹙5,2﹚。
因?yàn)橐淮魏瘮?shù)的圖像經(jīng)過點(diǎn)A、C,將這兩個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)代入y=kx+b,得-5=-2k+b,2=5k+b。解得k=1,b=-3。所以所求一次函數(shù)的表達(dá)式為y=x-3。
?。?)因?yàn)橐淮魏瘮?shù)y=x-3的圖像與y軸交于點(diǎn)B,所以B點(diǎn)坐標(biāo)為
(0,-3),所以O(shè)B=3。
因?yàn)锳點(diǎn)的橫坐標(biāo)為-2,C點(diǎn)的橫坐標(biāo)為5,所以S△AOC=S△AOB+S△BOC=OB?-2+OB?5=OB?(2+5)=。
點(diǎn)評(píng) 當(dāng)圖形的面積與反比例函數(shù)系數(shù)k的幾何意義聯(lián)系不上時(shí),可考慮間接表示相關(guān)圖形的面積,將不規(guī)則圖形的面積轉(zhuǎn)化為特殊圖形面積來求解。
例4 (河南?。┤鐖D4,直線y=k1x+b與反比例函數(shù)y=(x>0)的圖像交于A(1,6)、
B(a,3)兩點(diǎn)。
?。?)求k1、k2的值;
(2)直接寫出k1x+6->0時(shí)的取值范圍;
(3)如圖4,等腰梯形OBCD中,BC∥OD,OB=CD,OD邊在x軸上,過點(diǎn)C作CE⊥OD于E,CE和反比例函數(shù)的圖像交于點(diǎn)P。當(dāng)梯形OBCD的面積為12時(shí),請(qǐng)判斷PC和PE的大小關(guān)系,并說明理由。
解析 (1)將點(diǎn)A(1,6)代入y=,可求出k2=1×6=6,則反比例函數(shù)的解析式為y=。又點(diǎn)B在反比例函數(shù)y=的圖像上,可確定a=2及B(2,3),再利用待定系數(shù)法求直線解析式中的b與k1的值,即k1+b=6,2k1+b=3。解得k1=-3,b=9。
?。?)因?yàn)閗1x+b->0,所以k1x+b>表示一次函數(shù)值大于反比例函數(shù)值,觀察圖像可寫出x的取值范圍為1
所以S梯形OB