0時(shí),雙曲線的兩支分別在第一、三象限,在每一個(gè)象限內(nèi),y隨x的增大而減小;當(dāng)k"/>
吳玲芳
一、反比例函數(shù)圖像的增減性
反比例函數(shù)的圖像是雙曲線,分布在兩個(gè)不同的象限。當(dāng)k>0時(shí),雙曲線的兩支分別在第一、三象限,在每一個(gè)象限內(nèi),y隨x的增大而減小;當(dāng)k<0時(shí),雙曲線的兩支分別在第二、四象限,在每一個(gè)象限內(nèi),y隨x的增大而增大。它的增減性與一次函數(shù)不同,反比例函數(shù)的增減性必須強(qiáng)調(diào)“在哪個(gè)象限內(nèi)”。
例1 在函數(shù)y=[-a2-1x](a為常數(shù))的圖像上有三點(diǎn)(-3,y1),(-1,y2),(2,y3),則函數(shù)值y1,y2,y3的大小關(guān)系是。
【解析】因?yàn)榉幢壤瘮?shù)y=[-a2-1x]的比例系數(shù)含有字母,不能直接求縱坐標(biāo),所以只能利用函數(shù)的增減性。
解:由-a2-1<0(a為常數(shù)),可知函數(shù)y=[-a2-1x]的圖像分布在第二、四象限。畫(huà)出簡(jiǎn)圖,如圖1,由圖像可知y3<0,y2>y1>0,所以y3 【點(diǎn)評(píng)】本題不能用代數(shù)方法計(jì)算求出y1、y2、y3的準(zhǔn)確值,只能運(yùn)用數(shù)形結(jié)合思想,利用函數(shù)的增減性來(lái)求解。通過(guò)觀察圖像,比較縱坐標(biāo)的大小即可。 二、反比例函數(shù)的比例系數(shù)k的幾何意義 反比例函數(shù)的比例系數(shù)k決定函數(shù)圖像分布的象限。過(guò)反比例函數(shù)圖像上任意一點(diǎn),向坐標(biāo)軸引垂線,垂線與坐標(biāo)軸圍成的矩形的面積是[k]。過(guò)反比例函數(shù)的圖像上任意一點(diǎn)向坐標(biāo)軸作垂線,這一點(diǎn)和垂足以及坐標(biāo)原點(diǎn)所構(gòu)成的三角形的面積是[k2]。已知圖形的面積,求k的值時(shí),由于面積非負(fù),必須根據(jù)雙曲線所在的象限,確定k的符號(hào)。 例2 如圖2,點(diǎn)A為反比例函數(shù)y=[kx]圖像上一點(diǎn),過(guò)點(diǎn)A作AB⊥x軸于點(diǎn)B,連接OA,若△ABO的面積為4,則k=。 【解析】本題考查了反比例函數(shù)系數(shù)k的幾何意義、三角形的面積公式和“設(shè)而不求”法。 解:(方法一)設(shè)點(diǎn)A的坐標(biāo)為(a,b),則ab=k?!鰽BO的面積=[12]×AB×BO=4。 所以[12](-a)·b=4,化簡(jiǎn)得ab=-8,即k=-8。 (方法二)直接利用k的幾何意義。由三角形的面積為4,得知[k2]=4,即[k]=8。由于圖像分布在第二、四象限,則k<0,所以k=-8。 【點(diǎn)評(píng)】本題是填空題,不需要寫(xiě)過(guò)程,可以直接利用反比例函數(shù)系數(shù)k的幾何意義解答,再根據(jù)圖像所在的象限,確定k的符號(hào),數(shù)形結(jié)合,快速便捷。如果是解答題,則按照方法一寫(xiě)過(guò)程。 三、反比例函數(shù)圖像的對(duì)稱性 反比例函數(shù)圖像是中心對(duì)稱圖形,正比例函數(shù)圖像也是中心對(duì)稱圖形,因此兩個(gè)圖像組成的整體也是中心對(duì)稱圖形。它們的兩個(gè)交點(diǎn)關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱,所以兩個(gè)交點(diǎn)的橫、縱坐標(biāo)互為相反數(shù)。利用這樣的特殊性質(zhì)可以幫助我們快速解決有關(guān)反比例函數(shù)的問(wèn)題。 例3 已知直線y=kx(k>0)與雙曲線y=[3x]交于A(x1,y1),B(x2,y2)兩點(diǎn),則x1y2+x2y1的值為()。 A.-6B.-9C.0D.9 【解析】運(yùn)用反比例函數(shù)圖像的對(duì)稱性與整體思想即可求解。 解:由點(diǎn)A(x1,y1)在雙曲線y=[3x]上,可知x1y1=3,易知點(diǎn)A和點(diǎn)B關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱,則x1=-x2,y1=-y2。因此x1y2+x2y1=-x1y1-x1y1= -3-3=-6。故選:A。 【點(diǎn)評(píng)】本題考查的是反比例函數(shù)的對(duì)稱性。根據(jù)反比例函數(shù)的圖像關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱,得出x1=-x2,y1=-y2是解答此題的關(guān)鍵。把x1y1看成整體,利用整體思想求解。 四、反比例函數(shù)圖像上點(diǎn)的坐標(biāo)特征 反比例函數(shù)圖像上的點(diǎn)的橫、縱坐標(biāo)乘積是定值k。當(dāng)已知條件中給出了某不規(guī)則圖形的面積,通常設(shè)出某個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)的坐標(biāo),根據(jù)圖形特點(diǎn)和反比例函數(shù)圖像上點(diǎn)的坐標(biāo)特點(diǎn),表示出其他未知點(diǎn)的坐標(biāo),并根據(jù)已知圖形的面積建立方程,求出k。所設(shè)點(diǎn)的坐標(biāo),雖然也是未知字母,但并不真正參與最后的計(jì)算,只是“設(shè)而不求”。 例4 如圖3,在以O(shè)為原點(diǎn)的直角坐標(biāo)系中,矩形OABC的兩邊OC、OA分別在x軸、y軸的正半軸上,反比例函數(shù)y=[kx](x>0)與AB相交于點(diǎn)D,與BC相交于點(diǎn)E,若BD=3AD,且△ODE的面積是12,則k=。 【解析】利用反比例函數(shù)系數(shù)k的幾何意義,“設(shè)而不求”。 解:由四邊形OCBA是矩形,可知AB=OC,OA=BC。設(shè)D點(diǎn)的坐標(biāo)為(a,b),ab=k,根據(jù)BD=3AD,可知B(4a,b)。因?yàn)镋在反比例函數(shù)的圖像上,所以E的坐標(biāo)為(4a,[b4])?!逽△ODE=S矩形OCBA-S△AOD-S△OCE-S△BDE=4ab-[12k]-[12k]-[12]·3a·(b-[b4])=12,∴4k-k-[3ab2]+[3ab8]=12,即4k-k-[3k2]+[3k8]=12,∴k=[325]。 【點(diǎn)評(píng)】通過(guò)設(shè)圖像上的關(guān)鍵點(diǎn)D的坐標(biāo)為(a,b),根據(jù)已知數(shù)量關(guān)系、圖形特點(diǎn)以及反比例函數(shù)圖像上點(diǎn)的橫、縱坐標(biāo)乘積等于k,表示出B和E的坐標(biāo),然后用長(zhǎng)方形面積減去3個(gè)直角三角形的面積來(lái)表示△ODE的面積。此時(shí),△AOD和△OCE的面積可以利用k的幾何意義直接表示,得到有關(guān)k的方程,求出k。這里設(shè)的坐標(biāo)a和b,也是“設(shè)而不求”,它們的乘積可看作整體。 五、反比例函數(shù)與一次函數(shù)的交點(diǎn)問(wèn)題 例5 如圖4,一次函數(shù)y=k1x+b的圖像與反比例函數(shù)y=[k2x]的圖像相交于A(2,3),B(6,1)兩點(diǎn),當(dāng)k1x+b<[k2x]時(shí),x的取值范圍為()。 A.x<2 B.2 C.x>6 D.0 【解析】本題要根據(jù)函數(shù)圖像,利用數(shù)形結(jié)合思想求不等式的解集。 求不等式k1x+b<[k2x]的解集,其實(shí)就是求當(dāng)一次函數(shù)的值小于反比例函數(shù)的值時(shí),自變量的取值范圍。從圖像上看,當(dāng)k1x+b<[k2x]時(shí),即為一次函數(shù)的圖像在反比例函數(shù)圖像的下方。由圖可知,在點(diǎn)A的左側(cè)、y軸右側(cè)這部分圖像以及B點(diǎn)的右側(cè)的圖像,都是滿足的。所以x的取值范圍為0 【點(diǎn)評(píng)】如果利用待定系數(shù)法求出兩個(gè)函數(shù)的表達(dá)式,再代入不等式,化簡(jiǎn)后為一元二次不等式,超出了同學(xué)們目前的知識(shí)水平。而從圖像出發(fā),根據(jù)圖像來(lái)求解,則問(wèn)題便迎刃而解。一般先找到交點(diǎn),相交時(shí)屬于臨界狀態(tài),兩個(gè)函數(shù)值相等。然后在交點(diǎn)的兩側(cè)觀察圖像,根據(jù)大小關(guān)系,觀察兩個(gè)圖像的上下相對(duì)位置,從而得出橫坐標(biāo)的范圍,即為x的范圍。注意雙曲線有兩支,必須考慮全面,不能漏解。本題看似是求不等式解集,實(shí)則求自變量的取值范圍,在圖像上即為求點(diǎn)的橫坐標(biāo)的范圍,利用數(shù)形結(jié)合思想,將數(shù)的問(wèn)題轉(zhuǎn)化為圖形問(wèn)題。 (作者單位:江蘇省常州市外國(guó)語(yǔ)學(xué)校)