反比例函数常见题型及解题策略探究

2024-06-26 23:19马美珍
中学数学·初中版 2024年6期
关键词:对称点反比例周长

马美珍

摘要:反比例函数是初中数学中非常重要的一个函数模型,与之相关联的题型较多,题目也灵活多样.在解决这类问题时,要注意反比例函数图象的重要性质,并基于这些性质在解决数学问题中的方法进行分析,如此才可以迅速求得题目中的代数值或者比例系数等问题,就是说要注重对解题策略的总结和归纳,不断夯实学生的解题基本功,提高学生的解题和思维能力,另外要注意培养学生的建模意识、数形结合思想、分类讨论思想等,如此不断提高学生的数学素养.

关键词:反比例函数;解题策略

1 有关比例系数k的问题

反比例系数k的意义比较重要,也是解决有关问题的基本入口.在解决这类问题时,要注意利用数形结合法,利用“以形助教,以数解形”,使得问题更加直观,同时要灵活运用系数k的几何意义,将代数问题转化为几何问题,将题目化难为简,达到事半功倍的效果.

例1如图1,已知点A在正比例函数y=-2x的图象上,过点A作AB垂直x轴于点B,四边形ABCD是正方形,点D在反比例函数y=kx的图象上.

(1)若点A的横坐标为-2,求k的值;

(2)若设正方形ABCD的面积为m,试用含m的代数式表示k值.

解析:(1)根据题意可知,因为点A在正比例函数y=-2x的图象上,且其横坐标为-2,则当x=-2时,y=4.所以A的坐标为(-2,4).

过点A作AB垂直x轴于点B,由四边形ABCD是正方形,

得AD=AB=BC=DC=4.

又OB=2,所以D的坐标为(-6,4).

由点D在反比例函数y=kx的图象上,得

k-6=4,则k=-24.

(2)由正方形ABCD的面积为m,得

AD=AB=BC=DC=m,则点D和A的纵坐标为m,所以点A的坐标为-m2,m,OC=OB+BC=3m2.故D的坐标为-3m2,m.

代入y=kx,得k=-3m2×m=-32m.

点评:本题考查反比例函数和一次函数的图象上的点的坐标特征,解题的核心就是要利用正方形的边长相等来表示各个点坐标,利用图形代数化解决图形有关问题.

2 有关点的坐标问题

对于反比例函数中有关求解点的坐标问题,在搞清楚题目已知条件的基础上,找出条件之间存在的关系,通过建立未知量和已知量的联系,找到问题的突破口,从而可快速解决问题.

例2如图2,点A在反比例函数y=kx的图象上,仅使用无刻度的直尺作图(不用写作法,只保留作图痕迹).

(1)在图2中画出点A关于原点O的对称点A′;

(2)点P在y轴上,在图3中画出点P关于原点O的对称点P′.

解析:(1)连接AO,并延长交反比例函数y=kx的图象于A′,如图4所示,

则点A′即为所求.

(2)连接PA,并延长交反比例函数y=kx的图象于点B,连接AO,BO,并延长交反比例函数y=kx的图象于点A′,B′,连接B′A′,并延长交y轴于点P′,如图5所示.

因为反比例函数的图象是中心对称图形,对称中心为原点,所以OA=OA′,OB=OB′.

又∠AOB=∠A′OB′,所以△AOB≌△A′OB′,

则∠ABO=∠A′B′O.又∠BOP=∠B′OP′,

可知△BOP≌△B′OP′(ASA),所以OP=OP′.

故点P′即为所求.

点评:本题考查反比例函数的图象及性质、无刻度的直尺作图、全等三角形的判定及性质,根据题目给出的条件,理解反比例函数的图象是中心对称图形,对称中心为原点,是解决此类问题的关键.

3 与直线相交的问题

一次函数与反比例函数是初中数学中两类非常基本的函数,前者的图象是一条直线,后者的图象是双曲线.对于这二者的相交问题,首先就是要根据已知求得解析式,在此基础上可以根据数形结合法求解范围问题,或者利用轴对称求有关线段或者周长的最值问题等.

例3如图6,一次函数y=x+4的图象与反比例函数y=kx(k为常数且k≠0)的图象交于A(-1,a),B两点.

(1)求此反比例函数的表达式及点B的坐标.

(2)当反比例函数值大于一次函数值时,直接写出x的取值范围.

(3)在y轴上存在点P,使得△APB的周长最小,求点P的坐标并直接写出△APB的周长.

解析:(1)根据已知.因为点A(-1,a)在一次函数y=x+4的图象上,所以a=-1+4=3,故点A(-1,3).因为点A(-1,3)在反比例函数y=kx的图象上,所以k=-1×3=-3,故反比例函数的表达式为y=-3x.联立y=-3x,y=x+4,解得x=-1,y=3,或x=-3,y=1,所以点B(-3,1).

(2)观察函数图象可知,当-1

(3)作点A关于y轴的对称点A′,连接BA′交y轴于点P,此时PA+PB的值最小,则△APB的周长最小,如图7所示.因为点A(-1,3),所以点A′(1,3),

设直线BA′的表达式为y=mx+n(m≠0),

则m+n=3,-3m+n=1,解得m=12,n=52.

所以直线BA′的表达式为y=12x+52.

在y=12x+52中,令x=0,则y=52.

所以点P0,52.

由A(-1,3),B(-3,1),A′(1,3),可得

AB=(-1+3)2+(3-1)2=22,

A′B=(1+3)2+(3-1)2=25.

所以△APB的周长为PA+PB+AB=A′B+AB=25+22.

点评:本题主要考查了一次函数与反比例函数的综合,轴对称最短路径问题,对于这类问题首先要求出函数解析式,在此基础上利用图象法,找出题目中给出的某些点关于直线的对称点,然后找出线段或者周长最值,尤其要注意利用点的位置求解范围或最值问题.

在日常的学习中,我们要熟练掌握各种题型的处理方法,积极思考解决各类问题的方法策略.在解决问题中经常进行归纳与反思,总结各类问题的解决方法,培养学生自主思考和探究问题的能力,实现高效解题,并能够在后面的问题处理中学会融会贯通,更好地开发学生的逻辑思维能力以及发散思维,从而不断提高学生思考问题、分析问题和解决问题的能力.

参考文献:

崔兰兰.利用反比例函数性质解题的策略探究.数理化解题研究,2023(26):17-19.

耿恒考.中考试题中的“反比例函数”.初中生世界,2023(Z5):70-71.

孙晓琴.数学课堂因数学思想而精彩——反比例函数图

象与性质的教学思考.数学之友,2011(5):56-59.

猜你喜欢
对称点反比例周长
判断正、反比例三步走
九点圆圆心关于三边的对称点的性质
巧求周长
巧求周长
《反比例函数》拓展精练
线性代数中矩阵特征值的解析方法
巧算周长
3.3 反比例函数
反比例函数难点聚焦
周长小诊所