例1 (湖北省孝感市)双曲线y=与y=在第一象限内的图像如图1所示,作一条平行于y轴的直线分别交双曲线于A、B两点,连接OA、OB,则△AOB的面积为()。
A.1 B.2 C.3 D.4
解析 直线AB交x轴于点E,借助反比例函数系数k的几何意义,△AOE的面积等于2,△EOB的面积等于1,由此可得△AOB的面积等于△AOE的面积减去△EOB的面积=2-1=1,故选A。
点评 本题借助反比例函数中k的几何意义求解面积问题,反比例函数图像上的点(x,y)具有两坐标之积为常数(xy=k),即过双曲线上任一点,向两坐标轴作垂线,两条垂线与坐标轴围成的矩形的面积为常数xy=k,同时要注意它的演变图形(三角形面积是矩形面积的一半)。
例2 (广西南宁市)如图2所示,点A1、A2、A3在x轴上,且OA1=A1A2=A2A3,分别过点A1、A2、A3作y轴的平行线,与反比例函数y=(x>0)的图像分别交于点B1、B2、B3,过点B1、B2、B3分别作x轴的平行线,与y轴交于点C1、C2、C3,连接OB1,OB2,OB3,那么图中阴影部分的面积之和为________.
解析 从反比例函数y=(k≠0)的图像上任意一点向坐标轴作垂线段,它们与坐标轴围成的矩形面积等于k,所以S矩形OA1B1C1=
S矩形OA2B2C2=S矩形OA3B3C3=8,把这三个矩形的对角线OB1、OB2、OB3分别连接起来,则有S△OB1C1=
S△OB2C2=S△OB3C3=×8=4。再由A1B1∥y轴、A2B2∥y轴可知,△OB2C2与△OB3C3中的阴影三角形分别与△OB2C2、△OB3C3相似,相似比分别是和,则对应面积比分别为和,由此求得这两个阴影三角形的面积分别为1和,所以图中整个阴影部分的面积之和为4+1+=5。
点评 解决此题的关键是理解比例系数k的几何意义,通过构建相似三角形,使问题得以求解与突破。
例3 (山东省威海市)如图3,一次函数y=kx+b的图像与反比例函数y=的图像交于点A﹙-2,-5﹚、C﹙5,n﹚,与y轴交于点B,与x轴交于点D。
(1)求反比例函数y=和一次函数y=kx+b的表达式;
(2)连接OA、OC,求△AOC的面积。
解析 (1)将A点坐标代入反比例函数表达式,求出m的值,得到反比例函数的表达式;然后将C点坐标代入反比例函数表达式,求出n的值,确定C点坐标;再将A、C两点的坐标代入一次函数表达式即可得到一个关于k、b的二元一次方程组,求出k、b的值,从而得到一次函数的表达式;(2)分别求出△AOB和△BOC的面积,就可以求出△AOC的面积。
(1)因为反比例函数y=的图像经过点A﹙-2,-5﹚,所以m=(-2)×( -5)=10。
所以反比例函数的表达式为y=。因为点C﹙5,n﹚在反比例函数的图像上,所以C的坐标为﹙5,2﹚。
因为一次函数的图像经过点A、C,将这两个点的坐标代入y=kx+b,得-5=-2k+b,2=5k+b。解得k=1,b=-3。所以所求一次函数的表达式为y=x-3。
(2)因为一次函数y=x-3的图像与y轴交于点B,所以B点坐标为
(0,-3),所以OB=3。
因为A点的横坐标为-2,C点的横坐标为5,所以S△AOC=S△AOB+S△BOC=OB•-2+OB•5=OB•(2+5)=。
点评 当图形的面积与反比例函数系数k的几何意义联系不上时,可考虑间接表示相关图形的面积,将不规则图形的面积转化为特殊图形面积来求解。
例4 (河南省)如图4,直线y=k1x+b与反比例函数y=(x>0)的图像交于A(1,6)、
B(a,3)两点。
(1)求k1、k2的值;
(2)直接写出k1x+6->0时的取值范围;
(3)如图4,等腰梯形OBCD中,BC∥OD,OB=CD,OD边在x轴上,过点C作CE⊥OD于E,CE和反比例函数的图像交于点P。当梯形OBCD的面积为12时,请判断PC和PE的大小关系,并说明理由。
解析 (1)将点A(1,6)代入y=,可求出k2=1×6=6,则反比例函数的解析式为y=。又点B在反比例函数y=的图像上,可确定a=2及B(2,3),再利用待定系数法求直线解析式中的b与k1的值,即k1+b=6,2k1+b=3。解得k1=-3,b=9。
(2)因为k1x+b->0,所以k1x+b>表示一次函数值大于反比例函数值,观察图像可写出x的取值范围为1
所以S梯形OB