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對(duì)于反比例函數(shù)y=■(k≠0)的比例系數(shù)k的意義,我們知道,當(dāng)k>0時(shí),雙曲線的兩支分別位于第一、第三象限,在每個(gè)象限內(nèi),y值隨x的增大而減?。划?dāng)k<0時(shí),雙曲線的兩支分別位于第二、第四象限,在每個(gè)象限內(nèi),y值隨x的增大而增大。反比例函數(shù)y=■還有一個(gè)非常重要的幾何意義,即過(guò)反比例函數(shù)y=■(k≠0)的圖像上任意一點(diǎn)作x軸、y軸的垂線,與兩坐標(biāo)軸所圍成矩形的面積都等于k;過(guò)反比例函數(shù)y=■(k≠0)圖像上任意一點(diǎn)作x軸或y軸的垂線,連接坐標(biāo)原點(diǎn),與坐標(biāo)軸所圍成三角形的面積都等于■k。反比例函數(shù)k的幾何意義有著極為廣泛的應(yīng)用,現(xiàn)歸納幾種情形供大家參考。
1.求系數(shù)k
(2012年遼寧省丹東市中考題)如圖1,點(diǎn)A是雙曲線y=■在第二象限分支上的任意一點(diǎn),點(diǎn)B、C、D分別是點(diǎn)A關(guān)于x軸、坐標(biāo)原點(diǎn)、y軸的對(duì)稱點(diǎn)。若四邊形ABCD的面積為8,則k的值為( )
A.-1 B.1 C.2 D.-2
分析 根據(jù)點(diǎn)B、C、D是關(guān)于點(diǎn)A的相關(guān)對(duì)稱點(diǎn),結(jié)合圖形可知,四邊形ABCD是矩形,且點(diǎn)O是對(duì)稱中心,故4個(gè)小矩形面積相等且面積為2。反比例函數(shù)y=■過(guò)點(diǎn)A,根據(jù)系數(shù)k的幾何意義可知,k=2,結(jié)合點(diǎn)A所在的象限,即可求出k。
解 因?yàn)辄c(diǎn)B、C、D分別是點(diǎn)A關(guān)于x軸、坐標(biāo)原點(diǎn)、y軸的對(duì)稱點(diǎn),所以四邊形ABCD是矩形,且O為矩形ABCD的對(duì)稱中心,所以小矩形面積為2。
又因?yàn)镾小矩形=k,所以k=±2。
因?yàn)辄c(diǎn)A在第二象限,所以k=-2。故答案選D。
點(diǎn)評(píng) 此類問(wèn)題的求解除了要知道反比例函數(shù)系數(shù)k的幾何意義外,還必須注意雙曲線所在的象限,從而準(zhǔn)確地確定k的符號(hào)。
2.求圖形的面積
(2012年黑龍江省黑河市中考題)如圖2,點(diǎn)A在雙曲線y=■上,點(diǎn)B在雙曲線y=■上,且AB∥x軸,點(diǎn)C、D在x軸上,若四邊形 ABDC為矩形,則它的面積為_________。
分析 依題意,若要求四邊形ABDC的面積,聯(lián)想反比例函數(shù)y=■(k≠0)的比例系數(shù)k的幾何意義,可延長(zhǎng)BA交y軸于點(diǎn)E,由此可知,四邊形EACO也是矩形,于是四邊形ABDC的面積等于四邊形EBDO的面積減去四邊形EACO的面積,利用比例系數(shù)k的幾何意義即可求解。
解 延長(zhǎng)BA交y軸于點(diǎn)E,因?yàn)樗倪呅蜛BDC為矩形,所以四邊形EACO也是矩形,又因?yàn)辄c(diǎn)A在雙曲線y=■上,所以四邊形AEOC的面積為1。
因?yàn)辄c(diǎn)B在雙曲線y=■上,且AB∥x軸,所以四邊形BEOD的面積為3,
所以四邊形ABDC的面積等于四邊形EBDO的面積減去四邊形EACO的面積,即S矩形ABCD=3-1=2。
說(shuō)明 本題看似比較復(fù)雜,但通過(guò)適當(dāng)?shù)妮o助線將問(wèn)題稍加轉(zhuǎn)化,利用反比例函數(shù)的比例系數(shù)k的幾何意義就能輕松解答。
3.比較面積大小
(2012年山東省威海市中考題)下列選項(xiàng)中,陰影部分面積最小的是( )
■
分析 觀察四個(gè)選擇支陰影部分的圖形特征可知,選項(xiàng)A和選項(xiàng)B的陰影部分的面積為兩個(gè)三角形面積的和;選項(xiàng)C,若延長(zhǎng)MN交x軸于一點(diǎn),那么陰影部分的面積為兩個(gè)三角形面積的差;選項(xiàng)D的面積為一個(gè)大三角形的面積。由此可以利用比例系數(shù)k的幾何意義分別求解,進(jìn)而比較大小。
解 因?yàn)榉幢壤瘮?shù)的解析式為y=■,所以k=2。容易求得選項(xiàng)C的直線MN的解析式為y=-x+3,延長(zhǎng)MN交x軸于一點(diǎn)的坐標(biāo)(3,0),
所以對(duì)于選項(xiàng)A有:SA=k=2;對(duì)于選項(xiàng)B有:SB=k=2;對(duì)于選項(xiàng)C有:SC=■×3×2-■×3×1=■;對(duì)于選項(xiàng)D有:SD=■×-1×4=2。因此,SC的面積最小。故答案選C。
點(diǎn)評(píng) 本題考查了反比例函數(shù)圖像的性質(zhì)、三角形面積的求法、反比例函數(shù)與一次函數(shù)的綜合運(yùn)用,掌握反比例函數(shù)比例系數(shù)k的幾何意義是解決本題的關(guān)鍵。
4.確定圖形周長(zhǎng)的最小值
(2012年貴州省六盤水市中考題)如圖3為反比例函數(shù)y=■在第一象限的圖像,點(diǎn)A為此圖像上的一動(dòng)點(diǎn),過(guò)點(diǎn)A作AB⊥x軸、AC⊥y軸,垂足分別為B、C,則四邊形OBAC周長(zhǎng)的最小值為( )
A.4 B.3
C.2 D.1
分析 由于雙曲線上任意一點(diǎn)的橫坐標(biāo)與縱坐標(biāo)的乘積等于k,是一個(gè)定值,這樣就可以利用雙曲線上的一點(diǎn)(x,y)滿足xy=k構(gòu)造不等式,求解四邊形OBAC周長(zhǎng)的最小值。
解 由y=■,得xy=1。因?yàn)閤2-2xy+y2≥0,所以x2+2xy+y2≥4xy。
所以(x+y)2≥4,即x+y≥2。所以2(x+y)≥4,故答案選A。
點(diǎn)評(píng) 利用反比例函數(shù)的圖形解答問(wèn)題是中考常考題目,解題時(shí)利用反比例函數(shù)k的幾何意義將問(wèn)題轉(zhuǎn)化是解題的基本策略。