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探究反比例函数图象与其他图形的结合

2024-01-27张新

中学教学参考·理科版 2023年10期
关键词:反比例函数图象中考

张新

[摘 要]反比例函数与其他图形的结合是中考数学命题的热点。文章结合几则典例,探讨反比例函数图象与一次函数图象、平行四边形、相似三角形、圆的结合,旨在提高学生解决问题的综合能力,培育学生的思维品质。

[关键词]反比例函数;图象;中考

[中图分类号]    G633.6        [文献标识码]    A        [文章编号]    1674-6058(2023)29-0019-03

反比例函数是初中阶段学生学习的重点知识。中考数学当中,关于反比例函数的重难点考查,往往将反比例函数图象与其他图形结合,如与一次函数图象、平行四边形、相似三角形、圆结合,考查反比例函数的图象与性质、一次函数的图象与性质、平行四边形的性质与判定、相似三角形的性质与判定、圆的有关性质,以及数形结思想、方程思想、转化思想等。如何解决反比例函数与其他图形的结合问题呢?笔者结合具体实例加以阐释。

类型一、反比例函数图象与一次函数图象结合

反比例函数图象与一次函数图象结合,比较常见的题型是已知两交点的坐标,求两个函数的表达式;根据两个函数图象的位置关系与交点坐标解不等式;连接两函数图象交点与原点形成三角形,求三角形的面积。笔者对下面的问题进行了创新设计,构造以反比例函数图象上一点、一次函数图象与坐标轴两交点为顶点的直角三角形,求未知点的坐标。

∴点P的坐标为(1,-6)或(3,-2)。

类型二、反比例函数图象与平行四边形结合

反比例函数图象既是中心对称图形,又是轴对称图形,对称轴是直线[y=±x],而平行四边形是中心对称图形,对称中心是对角线的交点。过坐标原点任意画两条直线与反比例函数图象有四个交点,这四个交点组成的四边形是平行四边形,当这两条对角线相等时,形成的平行四边形是矩形。

以下几个问题:(1)已知点A(3,1),那么点B的坐标是多少?(2)如图4所示,直线PQ是经过原点的一条直线,与反比例函数的图象分别交于点P、Q,①四边形APBQ是什么样的四边形?②已知点[A(3,1)],点[P(1,t)],则四边形APBQ的面积是多少?(3)已知m、n分别是点A、P的横坐标,当四边形APBQ是正方形时,m、n应满足什么条件?当四边形APBQ是矩形时,m、n应满足什么条件?

[P(1,3)],由中心对称的性质,得点Q的坐标为(-1,-3)。如图5所示,分别过点A、B作y轴的平行线,分别过点P、Q作x轴的平行线,四条直线相交,得四邊形CDEF是矩形,由A、B、P、Q的坐标,得[CP=CA=2],[DE=6],[CD=6],[DB=DP=4],[BF=EQ=2],[AF=QF=4],所以[S四边形APBQ=S矩形CDEF-S△ACP-S△PDB-S△BEQ-S△AFQ=36-2-8-2-8=16]。

类型三、反比例函数图象与相似三角形结合

在反比例函数图象所在的平面直角坐标系内,构造直角三角形、等腰三角形或等边三角形,可以形成全等三角形或相似三角形。反比例函数的表达式显示了自变量与因变量的乘积恒为比例系数[k],而相似三角形的对应边成比例,也可以转化为乘积式,所以反比例函数的图象也可以与相似三角形结合,构造反比例函数的综合题。

[BC⊥x]轴于点C,与反比例函数交于点[D(m,1)],连接AD、DE。(1)求k的值与B点坐标;(2)求[S△ADE];(3)若点P是直线AB上的动点,是否存在点P,使得[△BCP]与[△BDE]相似?若存在,求出此时点P的坐标;若不存在,请说明理由。

类型四、反比例函数图象与圆结合

反比例函数的图象既是轴对称图形,又是中心对称图形,而圆的对称性也是如此,兼具轴对称性与中心对称性两种特性,在平面直角坐标系内,反比例函数图象与圆会产生交点,这里的交点既满足反比例函数表达式,又满足圆的有关性质,这样就实现了反比例函数与圆这两部分知识的综合考查。

(2)由(1)可知,[A(-8,0)],如图10所示,延长线段AM,交y轴于点K,连接OP、PQ,∵[∠QPO=90°],∴[∠QAO=45°],∴[△AOK]为等腰直角三角形,∵[A(-8,0)],∴[K(0,8)],设直线[AK]的表达式为

(3)如图11所示,过点P作[PF⊥AB],交x轴于点E,交⊙P于点F和点H,分别过点F和点H作FH的垂线m、n,则垂线m、n即为⊙P的切线。过点F作[FG⊥OA],交AB于点G。在Rt[△AOB]中,由勾股定理可得

反比例函数的图象还可以与二次函数的图象结合,两者的结合并不是两种图形的简单叠加,而是两种图形性质的综合应用。学生一方面要牢固掌握这两种图形的基本性质,另一方面还要熟悉这两种图形结合时,其中的命题模式与解题方法策略。学生只有不断积累解题经验,锻炼思维,才能更好地发展数学学科核心素养。

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