内容正文:
专题9 反比例函数与几何综合
类型一 反比例函数与三角形综合
1. 如图,一次函数y=k1x+b的图象与反比例函数y= 的图象相交于
A(1,2),B(-2, n)两点.
(1)求一次函数和反比例函数的解析式;
解:(1)把点A(1,2)代入反比例函数y= 中,得k2=2.
∴反比例函数的解析式为y= .
把点B(-2,n)代入反比例函数y= 中,得n=-1.
∴点B(-2,-1).把点A,B的坐标代入一次函数y=k1x+b中,
得 解得
∴一次函数的解析式为y=x+1.
解:(1)把点A(1,2)代入反比例函数y= 中,得k2=2.
∴反比例函数的解析式为y= .
把点B(-2,n)代入反比例函数y= 中,得n=-1.
∴点B(-2,-1).把点A,B的坐标代入一次函数y=k1x+b中,
得 解得
∴一次函数的解析式为y=x+1.
1. 如图,一次函数y=k1x+b的图象与反比例函数y= 的图象相交于
A(1,2),B(-2, n)两点.
(2)根据图象,直接写出满足k1x+b> 的x的取值范围;
解:(2)-2<x<0或x>1.
1. 如图,一次函数y=k1x+b的图象与反比例函数y= 的图象相交于
A(1,2),B(-2, n)两点.
(3)若点P在线段AB上,且S△AOP∶S△BOP=1∶4,求点P的坐标.
解:(2)-2<x<0或x>1.
(3)∵ = = ,∴BP=4AP.
设点P(x,x+1),
则(x+2)2+(x+1+1)2=16[(x-1)2+(x+1-2)2],
解得x= 或x=2(不符合题意,舍去).
∴x+1= +1= .∴点P的坐标为(, ).
解:(3)∵ = = ,∴BP=4AP.
设点P(x,x+1),
则(x+2)2+(x+1+1)2=16[(x-1)2+(x+1-2)2],
解得x= 或x=2(不符合题意,舍去).
∴x+1= +1= .∴点P的坐标为(, ).
2. 如图,点A(a,2)在反比例函数y= 的图象上,AB∥x轴,且交y轴
于点C,交反比例函数y= 的图象于点B,已知AC=2BC.
(1)求直线OA的解析式;
解:(1)把点A(a,2)代入y= 中,得 =2,
∴a=2.∴点A(2,2).
设直线OA的解析式为y=mx(m≠0).
则2m=2,解得m=1.
∴直线OA的解析式为y=x.
解:(1)把点A(a,2)代入y= 中,得 =2,
∴a=2.∴点A(2,2).
设直线OA的解析式为y=mx(m≠0).
则2m=2,解得m=1.
∴直线OA的解析式为y=x.
2. 如图,点A(a,2)在反比例函数y= 的图象上,AB∥x轴,且交y轴
于点C,交反比例函数y= 的图象于点B,已知AC=2BC.
(2)求反比例函数y= 的解析式;
解:(2)由(1),得点A(2,2).
∵AB∥x轴,AC=2BC,
∴AC=2.∴BC=1.∴点B(-1,2).
把点B(-1,2)代入y= 中,得k=-2.
∴反比例函数的解析式为y=- .
解:(2)由(1),得点A(2,2).
∵AB∥x轴,AC=2BC,
∴AC=2.∴BC=1.∴点B(-1,2).
把点B(-1,2)代入y= 中,得k=-2.
∴反比例函数的解析式为y=- .
2. 如图,点A(a,2)在反比例函数y= 的图象上,AB∥x轴,且交y轴
于点C,交反比例函数y= 的图象于点B,已知AC=2BC.
(3)点D为反比例函数y= 上一动点,连接AD交y轴于点E,当点E为
AD的中点时,求△OAD的面积.
解:(3)设点D(t,- ).
∵点A(2,2),∴AD的中点E的坐标为(, ).
∴ =0,解得t=-2.
∴点D(-2,1),E(0, ).∴OE= .
∴S△OAD= OE·(xA-xD)= × ×4=3.
解:(3)设点D(t,- ).
∵点A(2,2),∴AD的中点E的坐标为(, ).
∴ =0,解得t=-2.
∴点D(-2,1),E(0, ).∴OE= .
∴S△OAD= OE·(xA-xD)= × ×4=3.
3. (2024·眉山模拟)如图,在平面直角坐标系中,直线y=kx+b与x轴
交于点A(4,0),与y轴交于点B(0,2),与反比例函数y= 在第四象限
内的图象交于点C(6,a).
(1)求反比例函数的解析式;
解:(1)把点A,B的坐标分别代入y=kx+b中,
得 解得
∴一次函数的解析式为y=- x+2.把点C(6,a)代入一次函数中,得a
=-1.
∴点C的坐标为(6,-1).
把点C(6,-1)代入反比例函数y= 中,得m=-6.
∴反比例函数的解析式为y=- .
解:(1)把点A,B的坐标分别代入y=kx+b中,
得 解得
∴一次函数的解析式为y=- x+2.把点C(6,a)代入一次函数中,得a
=-1.
∴点C的坐标为(6,-1).
把点C(6,-1)代入反比例函数y= 中,得m=-6.
∴反比例函数的解析式为y=- .
3. (2024·眉山模拟)如图,在平面直角坐标系中,直线y=kx+b与x轴
交于点A(4,0),与y轴交于点B(0,2),与反比例函数y= 在第四象限
内的图象交于点C(6,a).
(2)当kx+b> 时,直接写出x的取值范围;
(3)在双曲线y= 上是否存在点P,使△ABP是以点A为直角顶点的直角
三角形?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
解:(2)x<-2或0<x<6.
解:(2)x<-2或0<x<6.
(3)设点P(t,- ).
∵BP2=AB2+AP2,AB2=20,
∴20+(t-4)2+ =t2+ ,解得t=1或3.
∴- =-6或-2.∴点P的坐标为(1,-6)或(3,-2).
(3)设点P(t,- ).
∵BP2=AB2+AP2,AB2=20,
∴20+(t-4)2+ =t2+ ,解得t=1或3.
∴- =-6或-2.∴点P的坐标为(1,-6)或(3,-2).
4. 如图,一次函数y=k1x+b与反比例函数y= 在第一象限交于
M(2,8),N两点,NA⊥x轴于点A,点O为坐标原点,四边形OANM
的面积为38.
(1)求反比例函数及一次函数的解析式;
解:(1)把点M(2,8)代入y= 中,得k2=16.
∴反比例函数的解析式为y= .
如图,过点M作MB⊥OA于点B,设点N(x, ).
易知S△OMB=8.
∴S梯形ABMN=S四边形OANM-S△OMB=30= (8+ )×(x-2),
解:(1)把点M(2,8)代入y= 中,得k2=16.
∴反比例函数的解析式为y= .
如图,过点M作MB⊥OA于点B,设点N(x, ).
易知S△OMB=8.
∴S梯形ABMN=S四边形OANM-S△OMB=30= (8+ )×(x-2),
解得x=- (不符合题意,舍去)或x=8.∴点N(8,2).
把点M,N的坐标代入y=k1x+b中,
得 解得
∴一次函数的解析式为y=-x+10.
解得x=- (不符合题意,舍去)或x=8.∴点N(8,2).
把点M,N的坐标代入y=k1x+b中,
得 解得
∴一次函数的解析式为y=-x+10.
4. 如图,一次函数y=k1x+b与反比例函数y= 在第一象限交于
M(2,8),N两点,NA⊥x轴于点A,点O为坐标原点,四边形OANM
的面积为38.
(2)点P是反比例函数第三象限内的图象上的一动点,请简要描述使
△PMN的面积最小时点P的位置(不需证明),并求出点P的坐标和
△PMN面积的最小值.
解:(2)与直线MN平行,且在第三象限与反比例函数y= 有唯一公
共点P时,△PMN的面积最小.
设与直线MN平行的直线的解析式为y=-x+n.
当与y= 在第三象限有唯一公共点时,方程-x+n= (x<0)有唯
一解,
即x2-nx+16=0有两个相等的实数根.∴Δ=n2-4×1×16=0.
解:(2)与直线MN平行,且在第三象限与反比例函数y= 有唯一公
共点P时,△PMN的面积最小.
设与直线MN平行的直线的解析式为y=-x+n.
当与y= 在第三象限有唯一公共点时,方程-x+n= (x<0)有唯
一解,
即x2-nx+16=0有两个相等的实数根.∴Δ=n2-4×1×16=0.
解得n=-8或n=8(不符合题意,舍去).
∴与直线MN平行的直线的解析式为y=-x-8.
∴方程-x-8= 的解为x=-4.经检验,x=-4是原方程的解.
解得n=-8或n=8(不符合题意,舍去).
∴与直线MN平行的直线的解析式为y=-x-8.
∴方程-x-8= 的解为x=-4.经检验,x=-4是原方程的解.
当x=-4时,y= =-4.∴点P(-4,-4).
如图,过点P作AN的垂线,交NA的延长线于点Q,交y轴于点D,延
长MB交PQ于点C.
当x=-4时,y= =-4.∴点P(-4,-4).
如图,过点P作AN的垂线,交NA的延长线于点Q,交y轴于点D,延
长MB交PQ于点C.
根据题意,得PQ=12,CQ=6,PC=6,MC=12,NQ=6.
∴S△PMN=S△MPC+ -S△PNQ= ×6×12+ ×(12+6)×6-
×12×6=54.
根据题意,得PQ=12,CQ=6,PC=6,MC=12,NQ=6.
∴S△PMN=S△MPC+ -S△PNQ= ×6×12+ ×(12+6)×6-
×12×6=54.
综上所述,点P的坐标为(-4,-4),△PMN面积的最小值为54.
综上所述,点P的坐标为(-4,-4),
△PMN面积的最小值为54.
类型二 反比例函数与特殊四边形综合
5. (2024·聊城模拟)如图,一次函数y=kx+b的图象与反比例函数y=
的图象相交于A(-1,4),B(a,-1)两点.
(1)求反比例函数和一次函数的解析式;
解:(1)把点A(-1,4)代入反比例函数中,得m=-4.
∴反比例函数的解析式为y=- .
把点B(a,-1)代入反比例函数中,得a=4.∴点B(4,-1).
将点A(-1,4),B(4,-1)分别代入y=kx+b,得 解
得
∴一次函数的解析式为y=-x+3.
解:(1)把点A(-1,4)代入反比例函数中,得m=-4.
∴反比例函数的解析式为y=- .
把点B(a,-1)代入反比例函数中,得a=4.∴点B(4,-1).
将点A(-1,4),B(4,-1)分别代入y=kx+b,得 解
得
∴一次函数的解析式为y=-x+3.
5. (2024·聊城模拟)如图,一次函数y=kx+b的图象与反比例函数y=
的图象相交于A(-1,4),B(a,-1)两点.
(2)点P(n,0)在x轴的负半轴上,连接AP,过点B作BQ∥AP,交y=
的图象于点Q,连接PQ. 当BQ=AP时,若四边形APQB的面积为36,
求n的值.
解:(2)设AB与x轴交于点C.
把y=0代入一次函数y=-x+3中,得x=3.
∴点C(3,0).∴OC=3.
∵BQ∥AP,BQ=AP,∴四边形APQB为平行四边形.
∵四边形APQB的面积为36,
∴S△ABP=18= CP·(yA-yB)= (3-n)×5,解得n=- .∴n的值为
- .
解:(2)设AB与x轴交于点C.
把y=0代入一次函数y=-x+3中,得x=3.
∴点C(3,0).∴OC=3.
∵BQ∥AP,BQ=AP,∴四边形APQB为平行四边形.
∵四边形APQB的面积为36,
∴S△ABP=18= CP·(yA-yB)= (3-n)×5,解得n=- .
∴n的值为- .
6. 如图,直线y= x与双曲线y= (k≠0)交于A,B两点,点A的坐标
为(m,-3),点C是双曲线第一象限分支上的一点,连接BC并延长交x
轴于点D,且BC=2CD.
(1)求k的值并直接写出点B的坐标;
解:(1)把点A(m,-3)代入直线y= x 中,
得 m=-3,解得m=-2.
∴点A(-2,-3).
把点A(-2,-3)代入反比例函数中,得k=6.
∴反比例函数的解析式为y= ,点B的坐标为(2,3).
解:(1)把点A(m,-3)代入直线y= x 中,
得 m=-3,解得m=-2.
∴点A(-2,-3).
把点A(-2,-3)代入反比例函数中,得k=6.
∴反比例函数的解析式为y= ,点B的坐标为(2,3).
6. 如图,直线y= x与双曲线y= (k≠0)交于A,B两点,点A的坐标
为(m,-3),点C是双曲线第一象限分支上的一点,连接BC并延长交x
轴于点D,且BC=2CD.
(2)点G是y轴上的动点,连接GB,GC,求GB+GC的最小值;
解:(2)∵BC=2CD,∴CD= BD. ∴yC= yB=
1.
把y=1代入y= 中,得x=6,∴点C(6,1).
如图,作点C关于y轴的对称点E,连接BE交y轴于
点G,连接CG.
∴点E(-6,1),GC=GE. ∴BE= =
2 .
∴GB+GC=GB+GE≥BE.
∴当E,B,G三点共线时,GB+GC最小,最小值
为2 .
解:(2)∵BC=2CD,∴CD= BD. ∴yC= yB=1.
把y=1代入y= 中,得x=6,∴点C(6,1).
如图,作点C关于y轴的对称点E,连接BE交y轴于
点G,连接CG.
∴点E(-6,1),GC=GE. ∴BE= =2 .
∴GB+GC=GB+GE≥BE.
∴当E,B,G三点共线时,GB+GC最小,最小值
为2 .
6. 如图,直线y= x与双曲线y= (k≠0)交于A,B两点,点A的坐标
为(m,-3),点C是双曲线第一象限分支上的一点,连接BC并延长交x
轴于点D,且BC=2CD.
(3)点P是坐标轴上的点,点Q是平面内一点,是否存在点P,Q,使得
四边形ABPQ是矩形?若存在,请直接写出所有符合条件的点P的坐
标;若不存在,请说明理由.
解:(3)存在.点P(,0)或(0, ).
解:(3)存在.点P(,0)或(0, ).
7. (2024·广东)【问题背景】
如图1,在平面直角坐标系中,点B,D是直线y=ax(a>0)上第一象限
内的两个动点(OD>OB),以线段 BD为对角线作矩形ABCD,AD∥x
轴.反比例函数y= 的图象经过点A.
【构建联系】
(1)求证:函数y= 的图象必经过点C;
解:(1)证明:设点B(m,ma),则点A .
∵AD∥x轴,∴点D的纵坐标为 .
将y= 代入y=ax中,得 =ax,
∴x= .∴点D .∴点C .
将x= 代入y= 中,得y=am,
∴函数y= 的图象必经过点C.
解:(1)证明:设点B(m,ma),则点A .
∵AD∥x轴,∴点D的纵坐标为 .
将y= 代入y=ax中,得 =ax,
∴x= .∴点D .∴点C .
将x= 代入y= 中,得y=am,
∴函数y= 的图象必经过点C.
(2)如图2,把矩形ABCD沿BD折叠,点C的对应点为点E,当点E落在
y轴上,且点B的坐标为(1,2)时,求k的值;
解:(2)∵点B(1,2)在直线y=ax上,∴a=2.
∴直线的解析式为y=2x.
∴点A的横坐标为1,点C的纵坐标为2.
∵函数y= 的图象经过点A,C,
∴点C ,A(1,k).∴点D .∴DC=k-2.
∵把矩形ABCD沿BD折叠,点C的对应点为点E,
∴BE=BC= -1,∠BED=∠BCD=90°.∴ = =2= .
如图1,过点D作DH⊥y轴于点H,过点B作BF⊥y轴于点F.
解:(2)∵点B(1,2)在直线y=ax上,∴a=2.
∴直线的解析式为y=2x.
∴点A的横坐标为1,点C的纵坐标为2.
∵函数y= 的图象经过点A,C,
∴点C ,A(1,k).∴点D .∴DC=k-2.
∵把矩形ABCD沿BD折叠,点C的对应点为点E,
∴BE=BC= -1,∠BED=∠BCD=90°.∴ = =2= .
∵AD∥x轴,∴H,A,D三点共线.
∴∠HED+∠BEF=90°,∠BEF+∠FBE=90°.
∴∠HED=∠FBE. ∵∠DHE=∠EFB=90°,
∴△DHE∽△EFB. ∴ = = =2.
∵AD∥x轴,∴H,A,D三点共线.
∴∠HED+∠BEF=90°,∠BEF+∠FBE=90°.
∴∠HED=∠FBE. ∵∠DHE=∠EFB=90°,
∴△DHE∽△EFB. ∴ = = =2.
如图1,过点D作DH⊥y轴于点H,过点B作BF⊥y轴于点F.
图1
图1
∵BF=1,DH= ,∴HE=2,EF= .∴HF=2+ .
根据题意,得HF=DC,∴2+ =k-2.∴k= .
∵BF=1,DH= ,∴HE=2,EF= .∴HF=2+ .
根据题意,得HF=DC,∴2+ =k-2.∴k= .
【深入探究】
(3)如图3,把矩形ABCD沿BD折叠,点C的对应点为点E. 当点E,A
重合时,连接AC交BD于点P. 以点O为圆心,AC长为半径作☉O. 若
OP=3 ,当☉O与△ABC的边有交点时,求k的取值范围.
解:(3)把矩形ABCD沿BD折叠,点C的对应点为点E,当点E,A重合
时,有AC⊥BD. ∵四边形ABCD为矩形,
∴四边形ABCD为正方形.∴∠ABP=∠DBC=45°.
∴AB=BC=CD=DA= = AP,AP=PC=BP= AC,
BP⊥AC.
∵BC∥x轴,∴直线y=ax为第一、三象限的夹角平分线.
∴y=x.
当☉O过点B时,如图2,过点D作DH∥x轴交y轴于点H.
∵AD∥x轴,∴H,A,D三点共线.
∵以点O为圆心,AC长为半径作☉O,OP=3 ,
解:(3)把矩形ABCD沿BD折叠,点C的对应点为点E,当点E,A重合
时,有AC⊥BD. ∵四边形ABCD为矩形,
∴四边形ABCD为正方形.∴∠ABP=∠DBC=45°.
∴AB=BC=CD=DA= = AP,AP=PC=BP= AC,
BP⊥AC.
∵BC∥x轴,∴直线y=ax为第一、三象限的夹角平分线.
∴y=x.
当☉O过点B时,如图2,过点D作DH∥x轴交y轴于点H.
∵AD∥x轴,∴H,A,D三点共线.
∵以点O为圆心,AC长为半径作☉O,OP=3 ,
图2
∴OP=OB+BP=AC+BP=2AP+AP=3AP=3 .∴AP= .
∴AB=AD= AP=2,BD=2AP=2 ,BO=AC=2AP=2 .
∵AB∥y轴,∴△DHO∽△DAB.
∴ = = .∴ = = =2.
∴HO=HD=4.∴HA=HD-DA=4-2=2.
∴点A(2,4).∴k=2×4=8;
∴OP=OB+BP=AC+BP=2AP+AP=3AP=3 .∴AP= .
∴AB=AD= AP=2,BD=2AP=2 ,BO=AC=2AP=2 .
∵AB∥y轴,∴△DHO∽△DAB.
∴ = = .∴ = = =2.
∴HO=HD=4.∴HA=HD-DA=4-2=2.
∴点A(2,4).∴k=2×4=8;
当☉O过点A时,根据点A,C关于直线OD对称,得☉O必过点C,如
图3,连接AO,CO,过点D作DH∥x轴交y轴于点H.
∵AO=OC=AC,∴△AOC为等边三角形.∴∠AOC=60°.
图3
∵OP⊥AC,∴∠AOP=∠COP. ∴∠AOP= ×60°=30°.
∴AP=tan 30°×OP= ×3 = =PD.
∴AC=BD=2AP=2 .
∴AB=AD= AP=2 ,OD=OP+PD=3 + .
∵AB∥y轴,∴△DHO∽△DAB. ∴ = = .
∴ = = .∴HO=HD=3+ .
∴HA=HD-DA=3+ -2 =3- .
∴点A(3- ,3+ ).∴k=(3- )×(3+ )=6.
∵OP⊥AC,∴∠AOP=∠COP. ∴∠AOP= ×60°=30°.
∴AP=tan 30°×OP= ×3 = =PD.
∴AC=BD=2AP=2 .
∴AB=AD= AP=2 ,OD=OP+PD=3 + .
∵AB∥y轴,∴△DHO∽△DAB. ∴ = = .
∴ = = .∴HO=HD=3+ .
∴HA=HD-DA=3+ -2 =3- .
∴点A(3- ,3+ ).∴k=(3- )×(3+ )=6.
∴当☉O与△ABC的边有交点时,k的取值范围为6≤k≤8.
∴当☉O与△ABC的边有交点时,k的取值范围为6≤k≤8.
图3
$$