【初中数学】反比例函数策略之一 ——数形结合
反比例函数策略(一)
——数形结合
(王 桥)
反比例函数本身的相关知识点并不是很多,但是当反比例函数的问题和一次函数、相似、面积等知识结合起来,题目就比较精彩了。那么,解决反比例函数的综合题目,也要掌握相应的策略。
今天先来谈谈解决反比例函数的策略一——数形结合。
“数”和“形”是事物的两个属性,“数形结合思想”也是最重要最基本的数学思想方法之一。解决反比例函数的综合压轴题目,更要学会灵活运用“数形结合思想”。
“数形结合”的第一个方面:看到了反比例函数的解析式,要迅速在头脑中勾画出反比例函数的图像特征;看到了反比例函数的图像,应迅速知道反比例函数的解析式的特点;
“数形结合”的第二个方面:看到了反比例函数图像上点的坐标,要迅速知道该点到两坐标轴的距离;看到了反比例函数图像上的铅垂线段和水平线段,要迅速把铅垂线段和水平线段用点的坐标表示出来
例1、(2018江西)在平面直角坐标系中,分别过点A(m,0),B(m+2,0)作x轴的垂线l1和l2,探究直线l1,直线l2与双曲线y=3/x的关系,下列结论错误的是( )——选自《沙场秋点兵》第7讲“反比例函数与一次函数及特殊几何图形的综合”
A.两直线中总有一条与双曲线相交
B.当m=1时,两直线与双曲线的交点到原点的距离相等
C.当﹣2<m<0时,两直线与双曲线的交点在y轴两侧
D.当两直线与双曲线都有交点时,这两交点的最短距离是2
分析:这道题目,不画函数的图像是很不好理解的。我们不妨先画出反比例函数的图像,如图1所示。
我们知道,反比例函数的图像y轴的“渐近线”,是无限接近的,而因为l1、l2均垂直于x轴,且它们之间的距离为2,则这两条直线中必有一条与反比例函数相交,除非其中一条和y轴重合时,另一条和双曲线相交有一个交点,其余情况下,必和双曲线有两个交点。故A正确;
当m=1时,l1为x=1,l2为x=3。如图2所示,两直线与双曲线的交点分别为M(1,3),N(3,1),根据勾股定理,显然AO=BO=√10,B正确;
关于C的判断,我们除了要运用好“数形结合思想”,还要运用好“极端化思想”。当l2和y轴重合时,如图3,即m+2=0,此时m=-2;当l1和y轴重合时,如图4,即m=0。所以当﹣2<m<0时,两直线与双曲线的交点在y轴两侧,C正确;
至此,我们用排除法即可知,应选D。
但,D为什么错误呢?还真的不太好说明。没关系,数形结合,画图像。如图5——7,分别画出双曲线和直线l1、l2有两个交点的三种情况,显然△MPN为直角三角形,两个交点之间的距离是MN为斜边,而图5中的PN,图6和图7中的MP都是2,显然在一个直角三角形中斜边大于直角边,则MN>2,D错误。
如果例1说明了在题目中没有图像时,借助函数图像,能够形象的揭示出图形和数量之间的关系的话,那么对于本来就有图形的题目,就更应该注重“数形结合思想”了。
例2、(2019山东菏泽)如图8,□ABCD中,顶点A的坐标是(0,2),AD∥x轴,BC交y轴于点E,顶点C的纵坐标是﹣4,□ABCD的面积是24.反比例函数y=k/x的图象经过点B和D,求:
(1)反比例函数的表达式;
(2)AB所在直线的函数表达式.——选自《沙场秋点兵》第7讲“反比例函数与一次函数及特殊几何图形的综合”
解析:这道题目不算难题,但是如果对于没有“数形结合思想”的话,会感觉无从下手。如果能够灵活运用“数形结合思想”,则问题迎刃可解。
(1)已知点A(0,2),则可知OA=2;点C的纵坐标是-4,则可知OE=4,则AE=6。由点的坐标得到线段的长都是由“数”到“形”的转化;∵£ABCD的面积是24,根据坐标平面内平行四边形的面积公式——水平宽×铅垂高,显然,AD˙AE=24,则AD=4,∴点D(4,2),则反比例函数解析式为y=8/x;
(2)由反比例函数解析式为及点B的纵坐标为-4,易求得B(-2,-4),则可求得AB的解析式为y=3x+2;
:例3、双曲线y1=6/x与y2=k/x在第一象限内的图象如图9.作一条平行于x轴的直线交y1,y2于B、A,连OA,过B作BC∥OA,交x轴于C,若四边形OABC的面积为3,求k。——选自《沙场秋点兵》第7讲“反比例函数中的面积问题”
解析:要善于利用双曲线上的点向坐标轴所做的矩形(形)的面积等于双曲线上的点的横纵坐标(数)的绝对值来解决问题。
如图10,过点B作BE⊥x轴于点E,∵,则矩形DBEO的面积为6。易知四边形OABC为平行四边形,则AO=BC,又因为OD=BE,则△ADO≌△CEB,则S△ADO=S△CEB=|k|/2 。∵四边形OABC的面积为3,则S△ADO=S△CEB=|k|/2=3/2,所以|k|=3,k=3。
“数”与“形”,如影相随,形影不离,以“数”释“形”,精确;以“形”助“数”,直观。数形结合,相得益彰,在解决反比例函数的相关题目中不失为最基本的策略之一。
【来源】播睿智数学。
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