内容正文:
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第一、二章
2
目
录
难点分层探究
好题随堂演练
3
命题点 反比例函数的综合应用
【核心母题】 如图,在平面直角坐标系中,点O为坐标原点,△ABO的边AB垂直x轴于点B,反比例函数y=(x>0) 的图象经过AO的中点C,与边AB相交于点D.若点D的坐标为(4,m),AD=3.
(1)求反比例函数y=的表达式;
(2)经过C,D两点的直线表达式是______;
(3)连接OD,CD,求△OCD的面积.
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【解题启发】
(1)你能用含m的式子表示点C和点D的坐标吗?
(2)你能用什么方法求一次函数表达式?
(3)△OCD的底怎么确定?你能用什么方法求出△OCD的面积.
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【规范解答】
解:(1)∵AD=3,D(4,m),∴A(4,m+3).
∵点C是OA的中点,∴C(2,).
∵点C,D在反比例函数y=(x>0)的图象上,
∴将C,D两点的坐标代入得
解得
∴反比例函数的表达式为y=.
6
(2)y=-x+3
(3)如图,过点C作CE⊥OB于点E.
∵C(2,2),D(4,1),
∴S△OCD=S梯形CEBD=(2+1)×2÷2=3.
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【变式1】 和差法或等积转化法求面积
在核心母题的条件下,E是反比例函数y=(x>0)图象上的一点,且横坐标为1,连接OE,CE,请求出直线CE的表达式及△OCE的面积.
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解:∵点E的横坐标为1,代入y=得y=4,∴E(1,4).
设直线CE的表达式为y=k1x+b1.
将点C,E的坐标分别代入y=k1x+b1得
解得
∴直线CE的表达式为y=-2x+6.
如图,延长EC交x轴于点M.
∵直线CE的表达式为y=-2x+6,
∴当y=0时,x=3,∴M(3,0),
∴S△OCE=S△OEM-S△OCM=×3×4-×3×2=3.
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【变式2】 直接利用公式求面积
(2024·泰安)直线y1=kx+b(k≠0)与反比例函数y2=- 的
图象相交于点A(-2,m),B(n,-1),与y轴交于点C.
(1)求直线y1的表达式;
(2)若y1>y2,请直接写出满足条件的x的取值范围;
(3)过点C作x轴的平行线交反比例函数的图象于点D,求△ACD的面积.
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解:(1)分别将点A(-2,m),B(n,-1)代入 y2=-中,即-2m=-8,-n=-8,
解得m=4,n=8,
∴点A的坐标为(-2,4),点B的坐标为(8,-1).
将点A(-2,4),B(8,-1)分别代入 y1=kx+b得解得
∴直线y1的表达式为 y1=-x+3.
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(2)x<-2或0<x<8.
(3)把x=0代入y1=-x+3得y1=3,∴C(0,3),
把y=3代入y2=-中得 x=-,
∴点D的坐标为 (-,3),∴CD=,
∴S△ACD=××(4-3)=.
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【变式3】 利用平行线进行等积转化
(2024·凉山)如图,正比例函数y1=x与反比例函数y2=(x>0)的图象交于点A(m,2).
(1)求反比例函数的表达式;
(2)把直线y1=x向上平移3个单位长度与y2=(x>0)
的图象交于点B,连接AB,OB,求△AOB的面积.
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解:(1)∵点A(m,2)在正比例函数图象上,
∴2=m,解得m=4,∴A(4,2).
∵A(4,2)在反比例函数图象上,∴k=4×2=8,
∴反比例函数的表达式为y2=.
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(2)把直线y1=x向上平移3个单位长度得到表达式为y=x+3,如图,设直线与y轴交点为D,连接AD.
令x=0,则y=3,∴D(0,3).
联立方程组解得或(舍去),
∴B(2,4).
∵AO∥BD,
∴S△AOB=S△ADO=×3×4=6.
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【变式4】 利用铅垂法求面积
(2024·自贡)如图,在平面直角坐标系中,一次函数
y=kx+b的图象与反比例函数y=的图象交于A(-6,1),
B(1,n)两点.
(1)求反比例函数和一次函数的表达式;
(2)点P是直线x=-2上的一个动点,△PAB的面积为21,求点P的坐标;
(3)点Q在反比例函数y=位于第四象限的图象上,△QAB的面积为21,请直接写出点Q的坐标.
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解:(1)把点A(-6,1)代入y=得1=,
∴m=-6,
∴反比例函数的表达式为y=-.
把点B(1,n)代入y=-得n=-6,
∴B(1,-6).
把A(-6,1),B(1,-6)两点分别代入y=kx+b得
解得
∴一次函数的表达式为y=-x-5.
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(2)设直线x=-2交直线AB于点H,如图.
在y=-x-5中,令x=-2得y=-3,
∴H(-2,-3).
∵△PAB的面积为21,
∴PH·|xB-xA|=21,
即PH×(1+6)=21,
∴PH=6,|yP-(-3)|=6,
∴yP=3或-9,
∴点P的坐标为(-2,3)或(-2,-9).
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(3)点Q的坐标为(,-)或(3,-2).
如图,过点Q作QM∥x轴交直线AB于点M.
设Q(t,-),
在y=-x-5中,令y=-得x=-5,∴M(-5,-),
∴MQ=|-5-t|.
∵△QAB的面积为21,
∴MQ·|yA-yB|=21,
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即×|-5-t|×7=21,
∴-5-t=6或-5-t=-6,
解得t=或-2或3.
∵点Q位于第四象限,
∴t=或3符合题意,
∴点Q的坐标为(,-)或(3,-2).
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【变式5】 与角度结合
(改编题)如图,一次函数y=kx+b的图象与反比例函数y=(x<0)的图象相交于点A(-1,6),与x轴交于点C,且∠ACO=45°.
(1)求反比例函数与一次函数的关系式;
(2)D是线段AC上一点,且∠AOD=45°,
求出点D的坐标.
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解:(1)如图,过点A作AB⊥x轴于点B,由点A(-1,6)可知m=-6,
AB=6,OB=1.
∵∠ACO=45°,AB=CB=6,
∴OC=5,∴C(5,0),
∴∴
∴反比例函数的关系式为y=-,
一次函数关系式为y=-x+5.
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(2)如图,设直线AC与y轴交于点E.
由(1)知直线AC的表达式为y=-x+5,
∴E(0,5),C(5,0),∴OC=OE=5.
如图,过点D作DF⊥x轴于点F,∴CF=DF.
设OF=x,则CF=5-x,
∴OD2=OF2+DF2=x2+(5-x)2,CD=CF=(5-x).
∵CE=OC=5,
∴DE=CE-CD=5-(5-x)=x.
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∵AC=AB=6,
∴AD=6-(5-x)=+x.
∵∠AOD=∠OED=45°,∠ADO=∠ODE,
∴△ADO∽△ODE,
∴=,
∴OD2=AD·DE,
∴x2+(5-x)2=(+x)×x,
解得x=,
∴OF=,DF=5-=,∴D().
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【变式6】 与线段最值结合
(改编题)如图,在平面直角坐标系中,一次函数y1=ax+b的图象与反比例函数y2=的图象交于点A(1,2),B(-2,m).
(1)求一次函数和反比例函数的表达式;
(2)在平面内存在一点P,且∠APB=90°,
请求写出OP的最小值和最大值.
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解:(1)∵点A(1,2)在反比例函数y2=的图象上,
∴k=1×2=2,∴反比例函数的表达式为y2=.
∵B(-2,m)在反比例函数y2=的图象上,
∴m==-1,∴B(-2,-1).
把点A(1,2),B(-2,-1)分别代入y1=ax+b得解得∴一次函数的表达式为y1=x+1.
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(2)∵∠APB=90°,
∴点P在以AB为直径的圆上运动,如图.
设AB的中点为Q,
当P,O,Q三点共线且O,P在AB的同侧时OP有最小值.
∵A(1,2),B(-2,-1),
∴AB==3,
∴PQ=AB=,
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∵AB的中点为Q,∴Q(-),∴OQ=,
∴OP=PQ-OQ=,故OP的最小值为.
当P,O,Q三点共线且O,P在AB的异侧时OP有最大值,
∴OP=PQ+OQ=2,故OP的最大值为2.
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【变式7】 与平移结合
(改编题)如图,在菱形ABCD中,AD∥x轴,点A的坐标为(0,4),点B的坐标为(3,0),CD边所在直线y1=mx+n与x轴交于点C,与双曲线y2=(x<0)交于点D.
(1)求直线CD的函数表达式及k的值;
(2)把菱形ABCD沿y轴的正方向平移多少个单位
长度后,点C落在双曲线y2=(x<0)上?
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解:(1)∵点A的坐标为(0,4),点B的坐标为(3,0),
∴AB==5.
∵四边形ABCD是菱形,∴AD=BC=AB=5,
∴D(-5,4),C(-2,0).
把C,D两点坐标分别代入直线表达式可得
解得
∴直线CD的函数表达式为y1=-x-.
∵点D在反比例函数的图象上,∴4=,∴k=-20.
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(2)∵C(-2,0),
把x=-2代入y2=-(x<0)得y=-=10,
∴把菱形ABCD沿y轴的正方向平移10个单位长度后,点C落在双曲线y2=-(x<0)上.
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【变式8】 结合特殊图形的存在性
在平面直角坐标系中,有如图所示的Rt△ABO,AB⊥x轴于点B,斜边AO=10,sin∠AOB=,反比例函数y=(k>0)的图象经过AO的中点C且与AB交于点D.
(1)求k的值.
(2)在x轴上是否存在点P,使得△OCP为等腰三角形?
若存在,求出点P的坐标.
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解:(1)如图,过点C作CE⊥OB于点E.
∵AB⊥OB,CE⊥OB,∴CE∥AB.
又∵点C为OA的中点,
∴点E为OB的中点,即CE为△AOB的中位线,
∴CE=AB,OE=OB.
在Rt△AOB中,AO=10,sin∠AOB=,
∴sin∠AOB=,即AB=10×=6,
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根据勾股定理得OB==8,
∴OE=4,CE=3,∴点C的坐标为(4,3).
将点C(4,3)代入y=中得k=12,
∴k的值为12.
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(2)存在.如图.
①当OC=PC时,
∵OA=10,CO=5,CE⊥OB,
AB⊥OB,
∴CE是△OAB的中位线,
∴CE是OB的垂直平分线,
∴点P与点B重合,
∴P1(8,0);
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②当OC=OP时,
∵OC=5,∴P2(-5,0),P3(5,0);
③当OP=PC时,设OC的中点为M.
∵C(4,3),
∴直线OC的表达式为y=x,M(2,),
OM=,OC=5,易证△OMP4∽△OEC,
∴=,即=,解得OP4=,∴P4(,0).
综上所述,点P的坐标为(8,0)或(-5,0)或(5,0)或(,0).
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建议用时:10分钟
1.(2024·烟台)如图,正比例函数y=x与反比例函数y=的图象交于点
A(,a),将正比例函数图象向下平移n(n>0)个单位长度后,与反比例函数图象在第一、三象限交于点B,C,与x轴、y轴交于点D,E,且满足BE∶CE=3∶2.过点B作BF⊥x轴,垂足为F.G为x轴上一点,直线BC与BG关于直线BF成轴对称,连接CG.
(1)求反比例函数的表达式;
(2)求n的值及△BCG的面积.
1
题序
2
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解:(1)∵正比例函数y=x与反比例函数y=的图象交于点A(,a),∴a=,∴A(),∴k=×=6,
∴反比例函数的表达式为y=.
(2)∵A(),∴tan∠AOD==1,
∴∠AOD=45°.
∵将正比例函数图象向下平移n(n>0)个单位长度,
∴平移后的表达式为y=x-n.
1
题序
2
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如图,过点B,C作x轴的平行线交y轴于点M,N,
则△BME,△CNE都是等腰直角三角形,
∴∠BEM=∠CEN=45°,∴BM∥CN,
∴△BME∽△CNE,∴==.
1
题序
2
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设B(3m,),则BM=3m,CN=2m,∴C(-2m,-).
∵点B(3m,),C(-2m,-)在一次函数y=x-n上,
∴ 解得(负值已舍去)
∴B(3,2),C(-2,-3),
1
题序
2
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∴直线BC的表达式为y=x-1,BC==5.
当y=0时,x=1,∴D(1,0),
∴BF=DF=2,OE=OD=1,∴DE=.
∵直线BC与BG关于直线BF成轴对称,BF⊥x轴,
∴DF=FG=2,△BFD和△BFG是等腰直角三角形,
∴G(5,0),∴BD=BG=2,∴∠DBG=90°,
∴S△BCG=BG·BC=×2×5=10.
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题序
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2.(2024·济南长清一模)如图,在平面直角坐标系中,一次函
数y=mx+n与反比例函数y=的图象在第一象限内交于A(a,4)
和B(4,2)两点,直线AB与x轴相交于点C,连接OA.
(1)求一次函数与反比例函数的表达式.
(2)当x>0时,请结合函数图象,直接写出关于x的不等式mx+n≥的解集.
(3)过点B作BD平行于x轴,交OA于点D,在x轴上是否存在点P,使以点O,B,D,P为顶点的四边形是平行四边形?若存在,请求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
1
题序
2
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解:(1)∵反比例函数y=的图象过点B(4,2),
∴k=4×2=8,
∴反比例函数的表达式为y=.
把点A(a,4)代入 y=得a==2,∴A(2,4).
∵一次函数y=mx+n的图象过点A,B,
∴解得
∴一次函数的表达式为y=-x+6.
1
题序
2
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(2)关于x的不等式mx+n≥的解集为2≤x≤4.
(3)存在.
∵A(2,4),∴直线OA的表达式为 y=2x.
∵过点B(4,2)作BD平行于x轴,交OA于点D,
∴D(1,2),∴BD=4-1=3.
当四边形ODBP是平行四边形时,且点P在x正半轴上,
∴DB=OP=3,∴P(3,0);
当四边形OBDP是平行四边形,且点P在x负半轴上,
∴DB=OP=3,∴P(-3,0).
综上所述,点P的坐标为(3,0)或(-3,0).
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题序
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$$