文/王 磊
(作者單位:江蘇省連云港市海州實(shí)驗(yàn)中學(xué))
在做練習(xí)時(shí),我們常常會(huì)對(duì)某道題感覺(jué)很熟悉,但又不知在哪里見(jiàn)過(guò),抑或者熟悉知識(shí)框架,但是對(duì)具體數(shù)字陌生。其實(shí),這是非常正常的現(xiàn)象。我們所遇到的題目,有很多是來(lái)自教材上的例題,如果將問(wèn)題情境改變,或者融合一些其他的知識(shí)點(diǎn),就能變成一道新題。教材上的例題往往具有典型性、代表性,凝聚著重要的數(shù)學(xué)思想,有著較強(qiáng)的示范性,是很多新題的“源代碼”。
(蘇科版數(shù)學(xué)教材八年級(jí)下冊(cè)第131 頁(yè)例3)已知反比例函數(shù)的圖像與一次函數(shù)y=x+1的圖像的一個(gè)交點(diǎn)的橫坐標(biāo)是-3。
(1)求k的值,并畫(huà)出這個(gè)反比例函數(shù)的圖像;
(2)根據(jù)反比例函數(shù)的圖像,指出當(dāng)x<-1時(shí),y的取值范圍。
解:(1)把x=-3 代 入y=x+1,得y=-2。
圖1
(2)由函數(shù)圖像知,當(dāng)x<-1時(shí),-6<y<0。
一次函數(shù)與反比例函數(shù)的組合問(wèn)題,是常見(jiàn)的考試題型。我們要抓住此類題交點(diǎn)的特殊性,利用函數(shù)圖像的性質(zhì)來(lái)解決。
【基礎(chǔ)重組】(2021?山東棗莊)如圖2,正比例函數(shù)y1=k1x(k1≠0)與反比例函數(shù)的圖像相交于A、B兩點(diǎn),其中點(diǎn)A的橫坐標(biāo)為1。當(dāng)時(shí),x的取值范圍是 。
圖2
【解析】因?yàn)檎壤瘮?shù)與反比例函數(shù)的圖像均關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱,點(diǎn)A的橫坐標(biāo)為1,所以點(diǎn)B的橫坐標(biāo)為-1。觀察函數(shù)的圖像,我們發(fā)現(xiàn),當(dāng)x<-1或0<x<1 時(shí),反比例函數(shù)圖像在正比例函數(shù)圖像的上方,所以當(dāng)y1<y2時(shí),x的取值范圍是x<-1或0<x<1。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了正比例函數(shù)與反比例函數(shù)的基本性質(zhì),利用軸對(duì)稱性推導(dǎo)出另一個(gè)交點(diǎn)B的橫坐標(biāo),再利用函數(shù)圖像的分布特點(diǎn),分析得到滿足條件的x的取值范圍。
與函數(shù)有關(guān)的綜合題,常常伴隨著復(fù)雜的問(wèn)題情境,這類題既考查同學(xué)們的審題能力,也考驗(yàn)同學(xué)們的邏輯思維和綜合學(xué)力。
【升級(jí)重組】(2021?浙江金華)背景:點(diǎn)A在反比例函數(shù)的圖像上,AB⊥x軸于點(diǎn)B,AC⊥y軸于點(diǎn)C,分別在射線AC、BO上取點(diǎn)D、E,使得四邊形ABED為正方形。如圖3,點(diǎn)A在第一象限內(nèi),當(dāng)AC=4時(shí),小李測(cè)得CD=3。
圖3
探究:通過(guò)改變點(diǎn)A的位置,小李發(fā)現(xiàn)點(diǎn)D、A的橫坐標(biāo)之間存在函數(shù)關(guān)系。請(qǐng)幫助小李解決下列問(wèn)題。
(1)求k的值。
(2)設(shè)點(diǎn)A、D的橫坐標(biāo)分別為x、z,將z關(guān)于x的函數(shù)稱為“Z函數(shù)”。如圖4,小李畫(huà)出了x>0時(shí)“Z函數(shù)”的圖像。
圖4
①求這個(gè)“Z函數(shù)”的表達(dá)式;
②補(bǔ)畫(huà)x<0 時(shí)“Z函數(shù)”的圖像,并寫(xiě)出這個(gè)函數(shù)的性質(zhì)(兩條即可);
③過(guò)點(diǎn)(3,2)作一直線,與這個(gè)“Z函數(shù)”圖像僅有一個(gè)交點(diǎn),求該交點(diǎn)的橫坐標(biāo)。
【解析】(1)∵AC=4,CD=3,
∴AD=AC-CD=1。
∵四邊形ABED是正方形,
∴AB=1。
∵AC⊥y軸,AB⊥x軸,
∴∠ACO=∠COB=∠OBA=90°,
∴四邊形ABOC是矩形,
∴OB=AC=4,
∴A(4,1),
∴k=4。
(2)①由題意得A(x,x-z),
∴x(x-z)=4,
∴z=。
②圖像如圖5所示。
圖5
性質(zhì)1:x>0 時(shí),y隨x的增大而增大;
性質(zhì)2:圖像是中心對(duì)稱圖形。
③設(shè)直線的表達(dá)式為z=kx+b。
把(3,2)代入,得2=3k+b,
∴b=2-3k,
∴直線的表達(dá)式為z=kx+2-3k。
消去z,得(k-1)x2+(2-3k)x+4=0。
當(dāng)k≠1,Δ=0時(shí),
(2-3k)2-4(k-1)×4=0,
解得x1=x2=6;
當(dāng)k=2時(shí),
方程為x2-4x+4=0,
解得x1=x2=2。
當(dāng)k=1時(shí),
方程的解為x=4,符合題意。
另外,直線x=3,也符合題意,此時(shí)交點(diǎn)的橫坐標(biāo)為3。
綜上所述,滿足條件的交點(diǎn)的橫坐標(biāo)為2、3、4、6。
【點(diǎn)評(píng)】本題是反比例函數(shù)綜合應(yīng)用題,涉及的知識(shí)點(diǎn)較多,比如一次函數(shù)、二次函數(shù)、一元二次方程等。解題的關(guān)鍵是學(xué)會(huì)利用參數(shù)解決問(wèn)題,學(xué)會(huì)把問(wèn)題轉(zhuǎn)化為方程組,再利用一元二次方程的根的判別式解決問(wèn)題。