☉江蘇省宜興市新街中學 屠 萍
函數是初中數學“數與代數”中最難的一部分,它既是一個數學概念,又是一種數學思想,它與數、式、方程、不等式有所不同,數、式、方程、不等式是研究數量關系的,而函數是研究變量關系的,掌握函數不僅可以加深對代數式的理解,而且函數也使得方程與不等式聯系在了一起,使整個數學知識建立了有機的聯系,同時函數知識是初中和高中知識的銜接部分,是中考的重要考點,初中階段學習了三類函數,分別是一次函數、二次函數、反比例函數,其中反比例函數因其圖像與性質比較特殊,需要學生全方位審視理解它.
例1函數y=(m-2)x3-m2是反比例函數,則m的值是多少?
分析:根據反比例函數的另一種形式y=kx-1(k≠0),可得到m的值.
解:由y=(m-2)x3-m2是反比例函數,得3-m2=-1且m-2≠0,解得m=-2.
點評:本題重點考查了反比例函數的另一種形式y=kx-1(k≠0),它與反比例函數一般形式的重要區(qū)別是一個右邊是乘積式,另一個右邊是分式,也就是說,當已知一個右邊是乘積式的函數是反比例函數時,自變量的指數應為-1.
例2 如圖1,邊長為4的正方形ABCD的對稱中心是坐標原點O,AB∥x軸,BC∥y軸,反比例函數y=與y=的圖像均與正方形ABCD的邊相交,則圖中陰影部分的面積之和是多少?
圖1
圖2
分析:在兩個反比例函數中,|k|相等,所以這兩個雙曲線的形狀相同,再根據雙曲線的對稱性可將陰影部分拼合在一起形成規(guī)則圖形,然后求面積.
解:如圖2,因為反比例函數y=與y=中,|2|=|-2|,所以這兩個雙曲線的形狀相同.因為每個雙曲線均是一個中心對稱圖形,正方形ABCD的對稱中心是坐標原點O,所以每個象限內圖形的形狀都相同,所以將第二象限的圖形繞原點旋轉90°后,陰影部分1與空白4重合,將第四象限內圖形繞原點旋轉90°后,陰影部分2與空白3重合,所以陰影部分的面積之和=兩個小正方形的面積=4+4=8.
點評:對于不規(guī)則圖形的面積,第一種方法是通過分割或添補變?yōu)橐粋€或幾個規(guī)則圖形的面積;第二種方法是通過圖形變換如平移、軸對稱或旋轉,拼合成一個規(guī)則圖形.這是初中階段求陰影面積常用的方法.欲對雙曲線形成的陰影圖形進行拼合,須比例系數|k|相等,欲對拋物線形成的陰影圖形進行拼合,需二次項系數|a|相等.
分析:已知兩個點不在同一象限,應根據跨越象限時的性質去確定比例系數的符號,從而確定m的取值范圍.
解:由x1<0<x2,得點A(x1,y1)、B(x2,y2)在兩個不同的象限.
由當x1<0<x2時,y1<y2,得1+2m>0,解得m>-.
點評:對于反比例函數的增減性,不僅與比例系數的符號有關,而且與所取的兩個點是否在同一象限有關.在解答時,也可以采用嘗試法,因為反比例函數圖像的位置只有兩種:在第一、三象限或在第二、四象限,若嘗試一種不可以,肯定就是另一種了.
圖3
圖4
例4 如圖4,直線l⊥x軸于點P,且與反比例函數y1=(x>0)及y2=(x>0)的圖像分別交于點A、B,連接OA、OB,已知△OAB的面積為2,則k1-k2的值為().
A.2 B.3 C.4 D.-4
分析:根據反比例函數中k的幾何意義,可得△AOP的面積、△BOP的面積,根據這兩個三角形的面積差就是△OAB的面積,可求得k1-k2的值.
解:根據反比例函數中k的幾何意義,得△AOP的面積為,△BOP的面積為,則△AOB的面積為又△OAB的面積為2,則=2,則k1-k2=4,故選C.
點評:上述解法是根據反比例函數中k的幾何意義求得的,也可以利用反比例函數中k的代數意義求得,如設點則x1=x2,則OP=x1.因為△OAB 的面積為2,所以AB×OP=2,即,解得k1-k2=4.從這里可以看出反比例函數中k的代數意義與幾何意義同根同源,幾何意義更直觀,代數意義更精確.
反比例函數是初中學習的重要函數,它的圖像與性質的特殊性,決定了運用它解決問題時要格外謹慎,加強與一次函數的聯系與比較,會使得對這兩類函數掌握得更好.全方位審視反比例函數,才能深刻理解它的概念、圖像與性質,才能在考試中應對各種變化.