内容正文:
专题01 反比例函数压轴题题型
目录
1
类型一、利用比例系数的几何意义解题 1
类型二、反比例函数与一次函数的综合 3
类型三、反比例函数与几何综合 6
类型四、反比例函数的新定义问题 9
11
类型一、利用比例系数的几何意义解题
反比例函数中k的几何意义在解题中有重要作用,以下是一些解题技巧:
求解比例关系:在已知的反比例函数中,通过给定的函数表达式或已知的点,可以建立函数的比例关系。
图像特征分析:观察反比例函数的图像特征,特别是与坐标轴的关系。在反比例函数中,k的值可以表示函数图像与坐标轴之间的比例关系。当k>0时,函数图像与坐标轴之间存在正比例关系;当k<0时,函数图像与坐标轴之间存在反比例关系。
推测几何意义:根据反比例函数的性质,可以推测k的几何意义。当k>0时,k可以表示函数图像与坐标轴之间的比例系数;当k<0时,k的绝对值可以表示函数图像与坐标轴之间的反比例系数。
利用面积求k:过双曲线上任一点向两坐标轴作垂线,垂线与坐标轴所围成矩形的面积为|k|。过双曲线上任一点向坐标轴作一条垂线,并连接此点和原点,这两条线与坐标轴所围成三角形的面积为|k|/2。
例1.如图,四边形是平行四边形,对角线在轴正半轴上,位于第一象限的点和第二象限的点分别在双曲线和的一个分支上,分别过点、作轴的垂线段,垂足分别为点和,则以下结论:①;②阴影部分面积是;③当时,;④若是菱形,则.其中正确结论的个数是( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
变式1-1.如图,矩形的面积为8,边在y轴上,E是边的中点,若B,E两点在函数的图象上,则m的值是( )
A.2 B.4 C.6 D.8
变式1-2.如图,在矩形中,O为坐标原点,点B在x轴负半轴上,点C在y轴正半轴上,双曲线 分别交,于点D,E,,以为边向下方作, 使与矩形面积相等,连结,,则 ,的面积是 .
变式1-3.如图,过的图象上点A,分别作x轴,y轴的平行线交的图象于两点,以为邻边的矩形被坐标轴分割成四个小矩形,面积分别记为,若,则k的值为 .
类型二、反比例函数与一次函数的综合
图形识别:根据一次函数和反比例函数的性质,确定它们的图象特征。例如,一次函数的图象是一条直线,而反比例函数的图象是双曲线。通过分析函数表达式中的系数,可以判断图象所在的象限和基本趋势。
交点问题:求解一次函数与反比例函数的交点,可以通过联立方程组来实现。将两个函数的表达式设置为相等,解出x和y的值,即可得到交点坐标。需要注意的是,交点可能有零个、一个或两个。
实际应用问题:在解决实际问题时,首先需要根据题意建立一次函数或反比例函数的模型。然后,利用函数的性质和图象来分析和解决问题。例如,可以通过求解函数的最大值或最小值来解决最优化问题。
待定坐标法:这是一种常用的方法,特别是在处理涉及多个函数和多个未知数的问题时。通过设定关键点的坐标为待定坐标,然后利用已知条件建立代数关系,最终求出答案。
数形结合:结合函数的图象和代数表达式来解决问题。图象可以帮助直观地理解函数的行为,而代数表达式则提供了精确的计算工具。在解题过程中,要注意两者之间的转换和联系。
分类讨论:在某些情况下,可能需要对不同的情况进行分类讨论。例如,当反比例函数的比例系数k的符号不确定时,需要分别考虑k>0和k<0的情况。
例2.如图,直线与轴和轴分别交于点和点,与反比例函数的图象在第一象限内交于点.
(1)求直线和反比例函数的解析式;
(2)将直线平移得到直线,若直线与两坐标轴围成的三角形面积是面积的倍,求直线的解析式;
(3)对于点,我们定义:当点满足时,称点是点的等和点.试探究在反比例函数图象上是否存在点,使点的等和点在直线上?若存在,请求出点的坐标;若不存在,说明理由.
变式2-1.直线与反比例函数交于点和点,并与轴交于点,与轴交于点.
(1)求直线与反比例函数的表达式;
(2)连接、,求的面积;
(3)若为反比例函数在第一象限图象上一点,且的面积为12,
①若点在点的左侧,求点的坐标.
②点可在点的右侧吗?若在,直接写出点的坐标,若不在,请说明理由
变式2-2.如图,平面直角坐标系中中,在反比例函数的图象上取点,连接,与的图象交于点,点纵坐标为过点作轴交函数的图象于点,连接、.
(1)用含的代数式表示点坐标;
(2)若与相似,求出此时的值.
(3)过点作轴交函数的图象于点,连接,与交于点与面积的比值是否会发生变化?若变化,请说明理由;若不变,请求出这个的比值.
变式2-3.如图,直线的图象与双曲线的图象交于,两点.
(1)求反比例函数和一次函数的解析式;
(2)根据图象直接写出一次函数的值小于反比例函数的值的x的取值范围;
(3)求的面积.
(4)在x轴上是找一点P,使值最大,请直接写出点P的坐标.
类型三、反比例函数与几何综合
结合一次函数与反比例函数的交点,综合运用对称性和割补法求几何图形面积。
结合几何模型的性质,运用函数与几何知识解题。
例3.如图,直线经过点,并与反比例函数交于点.
(1)求直线和反比例函数的表达式;
(2)点M为反比例函数图象第二象限上一点,记点M到直线的距离为d,当d最小时,求出此时点M的坐标;
(3)点C是点B关于原点的对称点,Q为线段AC(不含端点)上一动点,过点Q作轴交反比例函数于点P,点D为线段的中点,点E为x轴上一点,点F为平面内一点,当D,C,E,F四点构成的四边形为正方形时,求点Q的坐标.
变式3-1.如图,函数的图象过点和两点.点C是双曲线上介于点A和点B之间的一个动点,且,
(1)求反比例函数解析式及C点的坐标;
(2)过C点作,交x轴于点D,交y轴于点E,第二象限内是否存在点F,使得是以为腰的等腰直角三角形?若存在,请求出点F的坐标;若不存在,请说明理由.
变式3-2如图,一次函数的图象与反比例函数的图象交于点,与y轴交于点B.
(1)求反比例函数的解析式;
(2)若C为反比例函数图象上一点,直线AC与x轴交于点D,且满足,求点C的坐标.
(3)若点P在反比例函数图象上,点Q在x轴上,且以点A,B,P,Q为顶点的四边形是平行四边形,请直接写出符合条件的点P的坐标.
变式3-3如图,在平面直角坐标系中有,,,、、.
(1)求C点坐标;
(2)将沿x轴的正方向平移,在第一象限内B、C两点的对应点、正好落在某反比例函数图象上.请求出这个反比例函数和此时的直线的解析式;
(3)在(2)的条件下,直线交y轴于点G.问是否存在x轴上的点M和反比例函数图象上的点P,使得四边形是平行四边形?如果存在,请求出点M和点P的坐标;如果不存在,请说明理由.
类型四、反比例函数的新定义问题
对新定义所提取的信息进行加工,探求解决方法和相近的知识点,明确它们的相同点和相似点。
对定义中提取的知识进行转换、提取和转换,这是解题的关键。如果题目是新定义的运算、法则,直接按照法则计算即可;若新定义的性质,一般要判断性质的适用性,能否利用定义的外延,可用特质排除。
类比新定义中的概念、原理、方法,解决题中需要解决的问题。
重视举例,利用举例检验是否理解和正确运用新定义;归纳举例提供的解题方法;归纳举例提供的分类情况
例4规定:在平面直角坐标系中,横坐标与纵坐标均为整数的点为整点,双曲线经过点,直线与y轴相交于点,与双曲线相交于点,线段、及、两点之间的曲线所围成的区域记作.
(1) ;
(2)若区域(不包括边界)内的整点的个数大于等于,则的取值范围是 .
变式4-1在平面直角坐标系中,点的“对称点”Q定义如下:当时,P与Q关于直线对称;当时,P与Q关于y轴对称.
(1)点的“对称点”坐标是 ,点的“对称点”坐标是 ;
(2)已知点C在反比例函数的图象上,点C的“对称点”为点D,若点D的坐标为,求m的值;
(3)一次函数的图象上所有点的“对称点”组成一个新的图形G.若直线与图形G无交点,求实数m的取值范围.
变式4-2定义:平面直角坐标系中,点,点,若,,其中k为常数,且,则称点Q是点P的“k级变换点”.例如,点是点的“级变换点”.
(1)点的“3级变换点”是点________;
(2)设点是点的“k级变换点”.
①为反比例函数的图像上,当时,判断m,q的大小关系:________;
②点A的坐标为,若,求点Q的坐标;
(3)若以为圆心,1为半径的圆上恰有两个点,这两个点的“1级变换点”都在直线上,求n的取值范围.
变式4-3阅读:若为正实数,对于某一函数图象上任意两点、,若恒成立,则称这个函数为王氏函数,为王氏系数.
(1)分别判断和 是不是王氏函数;
(2)若 是王氏函数,求的取值范围;
(3)若 是王氏函数,且的最大值为27,求的值.
一、单选题
1.小明喜欢用计算机软件研究数学问题,下图是他绘制的“对勾”函数的图象,发现它关于原点中心对称.下面是关于函数的描述,其中正确的是( )
A.函数图象的对称中心是
B.当时,随的增大而增大
C.当时,函数有最小值,且最小值为4
D.二次函数的图象与函数的图象有3个不同的公共点
2.如图,正方形的顶点 A 在反比例函数上,B、C 都在反比例函数则正方形的面积为( )
A. B. C. D.
3.如图,在平面直角坐标系中,点的坐标是,点是函数图象上的一个动点,过点作轴,交函数的图象于点,点是轴上在点左侧的一点,且,连接、,有如下四个结论:①四边形可能是菱形;②四边形可能是正方形;③四边形的周长是定值;④四边形的面积是定值.其中正确的结论有( )
A. ①③ B.①④ C.②③ D.②④
4.如图,平面直角坐标系内有正六边形,,,若的图象使得正六边形的六个顶点分布在它的两侧,每侧各三个点,则的整数值的个数为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
5.如图,在轴正半轴上依次截取,过点、分别作轴的垂线,与反比例函数的图像交于、,连接、、、、,在上取一点,使得,依次类推,在上取一点,使得,连接,则构成的一系列三角形(见图中阴影部分)的面积和是( )
A. B.5 C. D.
二、填空题
6.如图,四边形为矩形,点,在轴上,边与轴正半轴交于点,点在线段上,延长交轴与点,连结,,,反比例函数经过点;若,,则的值为 .
7.如图,一次函数的图象与轴和轴分别交于点和点.与反比例函数的图象在第一象限内交于点,过点作轴,轴.垂足分别为点,.当矩形的面积是的面积的2倍时,的值为 .
8.如图,反比例函数的图象与正比例函数的图象交于,两点,点在反比例函数第一象限的图象上且坐标为,若的面积为,则的值为 .
9.如图,平面直角坐标系中,菱形的顶点A在x轴上,,反比例函数经过其对角线的交点M,将线段绕点O顺时针旋转得到线段,连接,若,则的面积为 .
三、解答题
10.如图,反比例函数过点,直线与x轴交于点,交y轴于点E,过点C作x轴的垂线交反比例函数图象于点B.
(1)求k的值与B点的坐标;
(2)将直线向右平移,当点E正好落在反比例函数图象上的点时,直线交x轴于点F.请判断点B是否在直线上,并说明理由;
(3)在(2)的条件下,在平面内有点M,使得以四点为顶点的四边形为平行四边形,请求出符合条件的所有M点的坐标.
11.如图,在平面直角坐标系中,一次函数的图象l与反比例函数的图象交于,两点.
(1)求反比例函数及一次函数的表达式;
(2)求的面积;
(3)若点P是y轴上一动点,连接.当的值最小时,求点P的坐标.
12.综合与探究
如图1,在平面直角坐标系中,一次函数的图象与反比例函数的图象分别交于点和.
(1)求的值及反比例函数的表达式;
(2)如图2,过点与点分别作轴和轴的垂线,垂足分别为点,点,两垂线交于点,连接,求的面积;
(3)如图3,延长交反比例函数在第三象限内的图象于点,连接,,将直线沿着轴向下平移若干个单位长度,使得直线经过点,平移后的直线与轴交于点,若在直线上存在点,使得,直接写出点的坐标.
13.如图,在平面直角坐标系中,直线与反比例函数的图象交于两点,与轴和轴分别交于点和点,其中点坐标为,点在反比例函数图象上.
(1)求点的坐标及反比例函数的表达式;
(2)若点在点的右侧,过点作轴,垂足为,若,求的长;
(3)是否存在一点,使得,若存在,求出点的坐标;若不存在,请说明理由.
14.如图1,已知点为双曲线上一点,且,直线分别交x、y轴及双曲线于点A、B、C.
(1)求双曲线的解析式;
(2)如图2,连接OC.
①若,在双曲线上找一点D,使得的面积是的面积的3倍,请求出此时点D的坐标;
②当t的值变化时,的值是否发生变化?若不变,求出它的值;若变化,请说明理由.
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专题01 反比例函数压轴题题型
目录
1
类型一、利用比例系数的几何意义解题 1
类型二、反比例函数与一次函数的综合 8
类型三、反比例函数与几何综合 20
类型四、反比例函数的新定义问题 34
43
类型一、利用比例系数的几何意义解题
反比例函数中k的几何意义在解题中有重要作用,以下是一些解题技巧:
求解比例关系:在已知的反比例函数中,通过给定的函数表达式或已知的点,可以建立函数的比例关系。
图像特征分析:观察反比例函数的图像特征,特别是与坐标轴的关系。在反比例函数中,k的值可以表示函数图像与坐标轴之间的比例关系。当k>0时,函数图像与坐标轴之间存在正比例关系;当k<0时,函数图像与坐标轴之间存在反比例关系。
推测几何意义:根据反比例函数的性质,可以推测k的几何意义。当k>0时,k可以表示函数图像与坐标轴之间的比例系数;当k<0时,k的绝对值可以表示函数图像与坐标轴之间的反比例系数。
利用面积求k:过双曲线上任一点向两坐标轴作垂线,垂线与坐标轴所围成矩形的面积为|k|。过双曲线上任一点向坐标轴作一条垂线,并连接此点和原点,这两条线与坐标轴所围成三角形的面积为|k|/2。
例1.如图,四边形是平行四边形,对角线在轴正半轴上,位于第一象限的点和第二象限的点分别在双曲线和的一个分支上,分别过点、作轴的垂线段,垂足分别为点和,则以下结论:①;②阴影部分面积是;③当时,;④若是菱形,则.其中正确结论的个数是( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】C
【分析】作轴于,轴于,根据平行四边形的性质得,利用三角形面积公式得到,则有,再利用反比例函数的几何意义和三角形面积公式得到,,所以有;由,,得到;当,得到四边形是矩形,由于不能确定与相等,则不能判断,所以不能判断,则不能确定;若是菱形,根据菱形的性质得,可判断,则,所以,即,即可得到答案.
【详解】解:如图,作轴于,轴于,
四边形是平行四边形,
,
∴
,
∵轴,轴,,,
∴四边形,四边形都是矩形,
∴,,
,
,,
,故①正确;
,,
,
∵由题意可得,,
,故②正确;
当,
四边形是矩形,
不能确定与相等,
而,
不能判断,
不能判断,
不能确定,故③错误;
若四边形是菱形,则,
而,
,
,
,,
,
,
,故④正确,
故选:.
【点睛】本题考查了反比例函数的综合题:熟练掌握反比例函数的图象、反比例函数的几何意义、平行四边形的性质、矩形的判定性质和菱形的性质.
变式1-1.如图,矩形的面积为8,边在y轴上,E是边的中点,若B,E两点在函数的图象上,则m的值是( )
A.2 B.4 C.6 D.8
【答案】D
【分析】本题考查了反比例函数的的几何意义,矩形的性质,设,则,根据B,E两点在函数的图象,列方程即可解答,熟练运用反比例函数图象的性质是解题的关键.
【详解】解:设,,则,
四边形为矩形,且面积为,
,,
E是边的中点,
,
,
B,E两点在函数的图象,
,
可得,即,
故选:D.
变式1-2.如图,在矩形中,O为坐标原点,点B在x轴负半轴上,点C在y轴正半轴上,双曲线 分别交,于点D,E,,以为边向下方作, 使与矩形面积相等,连结,,则 ,的面积是 .
【答案】 3 /0.75
【分析】本题主要考查反比例函数与几何的综合、矩形的性质与判定及平行四边形的性质,熟练掌握反比例函数与几何的综合、矩形的性质与判定及平行四边形的性质是解题的关键;过点D作于点H,由题意易得四边形都是矩形,由可设,则有,则有,,然后问题可求解;连接,过点O作,并延长,交于点Q,则有,进而问题可求解.
【详解】解:过点D作于点H,如图所示:
∵四边形是矩形,
∴,,
∵,
∴四边形都是矩形,
∴,
由可设,则有,
∴,
∴,
∴,,
∴,
∴,
∴,
连接,过点O作,并延长,交于点Q,如图所示:
由反比例函数k的几何意义可知:,
∴,
∵四边形是平行四边形,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴;
故答案为3,.
变式1-3.如图,过的图象上点A,分别作x轴,y轴的平行线交的图象于两点,以为邻边的矩形被坐标轴分割成四个小矩形,面积分别记为,若,则k的值为 .
【答案】2
【分析】本题考查了反比例函数.熟练掌握反比例函数的图象和性质,矩形的面积公式,是解题的关键.
设,则,根据,推得,即可求得.
【详解】设,
则,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴.
故答案为:2.
类型二、反比例函数与一次函数的综合
图形识别:根据一次函数和反比例函数的性质,确定它们的图象特征。例如,一次函数的图象是一条直线,而反比例函数的图象是双曲线。通过分析函数表达式中的系数,可以判断图象所在的象限和基本趋势。
交点问题:求解一次函数与反比例函数的交点,可以通过联立方程组来实现。将两个函数的表达式设置为相等,解出x和y的值,即可得到交点坐标。需要注意的是,交点可能有零个、一个或两个。
实际应用问题:在解决实际问题时,首先需要根据题意建立一次函数或反比例函数的模型。然后,利用函数的性质和图象来分析和解决问题。例如,可以通过求解函数的最大值或最小值来解决最优化问题。
待定坐标法:这是一种常用的方法,特别是在处理涉及多个函数和多个未知数的问题时。通过设定关键点的坐标为待定坐标,然后利用已知条件建立代数关系,最终求出答案。
数形结合:结合函数的图象和代数表达式来解决问题。图象可以帮助直观地理解函数的行为,而代数表达式则提供了精确的计算工具。在解题过程中,要注意两者之间的转换和联系。
分类讨论:在某些情况下,可能需要对不同的情况进行分类讨论。例如,当反比例函数的比例系数k的符号不确定时,需要分别考虑k>0和k<0的情况。
例2.如图,直线与轴和轴分别交于点和点,与反比例函数的图象在第一象限内交于点.
(1)求直线和反比例函数的解析式;
(2)将直线平移得到直线,若直线与两坐标轴围成的三角形面积是面积的倍,求直线的解析式;
(3)对于点,我们定义:当点满足时,称点是点的等和点.试探究在反比例函数图象上是否存在点,使点的等和点在直线上?若存在,请求出点的坐标;若不存在,说明理由.
【答案】(1),;
(2)或;
(3)存在,点的坐标为或.
【分析】把代入,求出值,即可得到反比例函数的解析式,把代入,求出值,即可得到一次函数的解析式;
将直线沿轴方向向上平行移动时,根据平移的性质可得,根据相似三角形的面积比等于相似比的平方,可得,的长度就是直线中的;将直线沿轴方向向下平行移动时,根据平移的性质可得,根据相似三角形的面积比等于相似比的平方,可得:,其中的长度是直线中的的相反数;
根据等和点的关系和点、点所在的解析式,设点,点,根据等和点的坐标之间的关系可得方程,解方程求出的值,再把的值代入反比例函数解析式,即可求出符合要求的点的坐标.
【详解】(1)解:把代入,
可得:,
,
反比例函数的解析式为,
把代入,
可得:,
,
直线的解析式为;
(2)解:,
点的坐标是,
,
如下图所示,
将直线沿轴方向向上平行移动时,
设直线与,轴分别交于点,,则,
,
,
,
,
直线与直线平行,,
直线的解析式为;
将直线沿轴方向向下平行移动时,
设直线与,轴分别交于点,,则,
,
,
,
,
直线与直线平行,,
直线的解析式为;
综上所述,直线的解析式为或;
(3)解:点的坐标为或,
点在图象上,点在直线上,
设点,点,
点是点的等和点,
,
,
,
,,
经检验,,均是原分式方程的根,
当时,,此时点的坐标为,
当时,,此时点的坐标为,
综上所述,在的图象上存在点,使点的等和点在直线上,点的坐标为或.
【点睛】本题主要考查了一次函数与反比例函数的综合性、求一次函数的解析式、求反比例函数的解析式、相似三角形的判定与性质、函数图象的平移,解决本题的关键是根据函数的图象与性质找到相应的点的坐标,再根据坐标求出解析式.
变式2-1.直线与反比例函数交于点和点,并与轴交于点,与轴交于点.
(1)求直线与反比例函数的表达式;
(2)连接、,求的面积;
(3)若为反比例函数在第一象限图象上一点,且的面积为12,
①若点在点的左侧,求点的坐标.
②点可在点的右侧吗?若在,直接写出点的坐标,若不在,请说明理由
【答案】(1)一次函数表达式为,反比例函数表达式为:;
(2);
(3)①;②存在,
【分析】本题考查了反比例函数与一次函数的综合,涉及待定系数法求函数解析式,函数图象的交点问题,与面积的综合问题,熟练掌握知识点是解题的关键.
(1)利用待定系数法求解即可;
(2)利用割补法求解;
(3)①设,连接并延长交y轴于点N,可求直线表达式为,则,即,由,得到,解方程即可;
②按照①的解法求解即可.
【详解】(1)解:把代入线与反比例函数,
得,
∴,
∴一次函数表达式为,反比例函数表达式为;
(2)解:在一次函数中,时,,
∴,即,
联立,
解得:,
经检验解成立,
∴,
∴;
(3)解:①设,连接并延长交y轴于点N,如图:
∵点M在第一象限,且点M在点A左侧,
∴,
设直线表达式为,
把点分别代入得:,
解得:,
∴直线表达式为,
∴当,
∴,即,
∵,
∴,
即,
整理得:,
解得:或(舍),
经检验:成立,
∴
②存在,理由如下,
作出同样辅助线,
∵点M在第一象限,且点M在点A右侧,
∴,
同理可求:直线表达式为,
∴当,
∴,即,
∵,
∴,
即,
整理得:,
解得:或(舍),
经检验:成立,
∴.
变式2-2.如图,平面直角坐标系中中,在反比例函数的图象上取点,连接,与的图象交于点,点纵坐标为过点作轴交函数的图象于点,连接、.
(1)用含的代数式表示点坐标;
(2)若与相似,求出此时的值.
(3)过点作轴交函数的图象于点,连接,与交于点与面积的比值是否会发生变化?若变化,请说明理由;若不变,请求出这个的比值.
【答案】(1)
(2)
(3)不变;比值为
【分析】本题考查了一次函数与反比例函数的综合运用,相似三角形的性质与判定;
(1)先求得,进而求得直线的解析式为,联立反比例函数与正比例函数,即可求解;
(2)根据题意得出,,,则,进而根据相似三角形的性质可得 ,勾股定理建立方程,即可求解;
(3)设点的坐标为则求出,,的坐标,从而得出,的长度,得出直线,直线的解析式,进而求出直线的解析式,然后求出点的坐标,将直线的解析式与反比例函数联立方程组,求出点的坐标,从而计算,,即可计算出比值.
【详解】(1)解:∵点纵坐标为,点在上,
∴点的横坐标为,
∴,
设直线的解析式为,
∴,解得:
∴直线的解析式为
联立
解得:(舍去)或
∴;
(2)∵轴,点纵坐标为,
∴点的纵坐标为,
又∵点在上,
∴点的横坐标为
∴,
∵,,
∴是的中点,
∴
∵轴
∴ ,
∴当与相似,只有一种情况
∴,即
∴
解得:(负值舍去)
(3)解:设的坐标为,
由轴,可知点,点的横坐标相等,
则点的坐标为,的坐标为
∴,,
设直线的解析式为,将点,代入得,
所以直线的解析式为①,
设直线的解析式为,将点代入得,
所以直线的解析式为③,
设直线的坐标为,将,的坐标代入得,
,解得 ,
∴,
联立①②,得,解得:,
,
将③与联立得,,
解得:,,则,
所以
变式2-3.如图,直线的图象与双曲线的图象交于,两点.
(1)求反比例函数和一次函数的解析式;
(2)根据图象直接写出一次函数的值小于反比例函数的值的x的取值范围;
(3)求的面积.
(4)在x轴上是找一点P,使值最大,请直接写出点P的坐标.
【答案】(1),
(2)当或时,一次函数的值小于反比例函数的值
(3)4
(4)
【分析】(1)首先可求得反比例函数解析式,即可求得点B坐标,再根据点A、B都在一次函数图象上,分别代入即可求得;
(2)根据图象得出结论;
(3) 记一次函数与轴的交点为,并求得点C的坐标,根据,即可求解.
(4)作关于轴的对称点,连接交轴于点,连接并延长,交轴于点,连接,得到, ,根据三角形三边关系得到,当等号成立时,即、、三点共线时,值最大,设直线的解析式为,利用待定系数法求出直线的解析式,即可得到点P的坐标.
【详解】(1)解:直线的图象与双曲线的图象交于,两点.
,
即反比例函数解析式为,
,
,
将,代入直线中有,
,
解得,
一次函数的解析式为;
(2)解:由图象可知,一次函数的值小于反比例函数的值(即一次函数图象在反比例函数图象下方的部分)的x的取值范围未为或;
(3)解:记一次函数与轴的交点为,
的坐标为,
;
(4)解:点P的坐标为,理由如下:
作关于轴的对称点,连接交轴于点,连接并延长,交轴于点,连接,
由对称的性质可知,
,
,
当等号成立时,即、、三点共线时,值最大,
设直线的解析式为,
有,
解得,
直线的解析式为,
当时,,解得,
.
【点睛】本题考查了反比例函数与一次函数的综合,待定系数法求解析式,一次函数与坐标轴交点情况,三角形三边关系,轴对称性质,解题的关键在于利用数形结合的思想解答问题.
类型三、反比例函数与几何综合
结合一次函数与反比例函数的交点,综合运用对称性和割补法求几何图形面积。
结合几何模型的性质,运用函数与几何知识解题。
例3.如图,直线经过点,并与反比例函数交于点.
(1)求直线和反比例函数的表达式;
(2)点M为反比例函数图象第二象限上一点,记点M到直线的距离为d,当d最小时,求出此时点M的坐标;
(3)点C是点B关于原点的对称点,Q为线段AC(不含端点)上一动点,过点Q作轴交反比例函数于点P,点D为线段的中点,点E为x轴上一点,点F为平面内一点,当D,C,E,F四点构成的四边形为正方形时,求点Q的坐标.
【答案】(1),
(2)
(3)或或
【分析】(1)利用待定系数可得答案;
(2)将直线向上平移,当平移后的直线与双曲线只有一个交点M时,此时d最小,设直线l的解析式为,与反比例函数解析式联立,通过,从而解决问题;
(3)将正方形问题转化为等腰直角三角形,再分为斜边和直角边两种情形,分别画图,利用全等三角形来解决问题.
【详解】(1)解:将代入,
∴,
∴反比例函数的表达式为,
设直线的解析式为,
将与代入可得:,
∴,
∴直线的解析式为;
(2)将直线向上平移,当平移后的直线与双曲线只有一个交点M时,
设直线l的解析式为,
∴方程有两个相等的实数根,
整理得,
∴,
解得或,
∵直线l与y轴交于正半轴,
∴舍去,
解方程,得,
∴,
∴;
(3)分两种情况讨论:
①当时,如图,过作于,
∵轴,
∴,
∵四边形为正方形,
∴,,
∴,
∴,
∴,
∵C与B关于原点对称,
∴,,
∴,而,
同理可得:直线的解析式为,
∵,点Q在直线上,
∴点Q的横坐标为2,
当时,,
∴;
②当时,如图,过作交于点H,交轴于,交反比例函数图象于,过作轴于,
则四边形是矩形,
∴,
∴,
∵四边形为正方形,
∴,,
同理可得:,
∴,
由①知直线的解析式为,与x轴交于点,与轴的交点为,
∴,
∴为等腰直角三角形,
∴,,
∴为等腰直角三角形,
∵,
∴,
∴,
∵D是的中点,
∴,
设,,
∴,
∴(舍去)或,
∴,
∴,
当时,若点E在左侧时,记与轴的交点为,
同理可得:,,
设,则,
∵直线为,
∴,,
∴,
解得,
∴,
当点E在右侧时,同理可得,
设,则,
∴,
∴,
∵D为中点,
∴,
∴,而在直线上,
∴,
解得,
∵,
∴,
∴,
综上,Q点的坐标为,或.
【点睛】本题是反比例函数与一次函数图象交点问题,主要考查了待定系数法求函数解析式,函数与方程的关系,正方形的判定与性质,全等三角形的判定与性质等知识,构造全等三角形是解题的关键,同时注意分类讨论.
变式3-1.如图,函数的图象过点和两点.点C是双曲线上介于点A和点B之间的一个动点,且,
(1)求反比例函数解析式及C点的坐标;
(2)过C点作,交x轴于点D,交y轴于点E,第二象限内是否存在点F,使得是以为腰的等腰直角三角形?若存在,请求出点F的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1),;
(2)存在,点或 .
【分析】此题考查关于一次函数、反比例函数与动态三角形的综合题,熟练运用待定系数法求函数解析式,准确完整地讨论等腰直角三角形的各种可能的情况是解此题的关键.
(1)将、两点的坐标分别代入反比例函数解析式,解方程组得、的值,得到反比例函数解析式,设直线解析式,由点A的坐标可求得此解析式,过点做轴于点,交于点,以为底,由的面积解出点坐标;
(2)先用待定系数法求得进而求出直线的解析式,再分两种情况进行讨论:①以为直角边,为直角顶点;②以为直角边,为直角顶点.证明三角形全等并利用点的移动特点写出答案.
【详解】(1)解:函数的图象过点和两点,代入得:
,
解得,
反比例解析式为.
,,
点,
设直线的解析式为:,
把代入,得,
解得,
直线的解析式为:,
过点作轴于点,交直线于点,如图1,
设,
,
,
,
或(不符合题意舍去),
;
(2)解:第二象限内存在点,使得是以为腰的等腰直角三角形,理由如下:
,直线的解析式为,,
设直线的解析式为:,
点在直线上,
,即,
直线的解析式为:,
当时,,
,,
当时,,
,,
根据题意,分两种情况进行讨论:
①以为直角边,为直角顶点,如图1;
过做轴于点,可知:,
,
,
又,
,
又,
,
,,
故点到点的平移规律是:向左移3个单位,向上移6个单位得点坐标,
,且在第二象限,
即;
②以为直角边,为直角顶点,如图2;
同①理得,将点向左移3个单位,向上移6个单位得点坐标,得.
综上所述:点或.
变式3-2如图,一次函数的图象与反比例函数的图象交于点,与y轴交于点B.
(1)求反比例函数的解析式;
(2)若C为反比例函数图象上一点,直线AC与x轴交于点D,且满足,求点C的坐标.
(3)若点P在反比例函数图象上,点Q在x轴上,且以点A,B,P,Q为顶点的四边形是平行四边形,请直接写出符合条件的点P的坐标.
【答案】(1)
(2)或
(3)或
【分析】(1)先求出a值,再用待定系数法求出反比例函数解析式即可;
(2)分两种情况进行解答,①如图1当点C在A点下方时,②如图2当C在A点上方时解出点C坐标即可;
(3)分两种情况进行解答,①当为平行四边形的边时,是平行四边形,②当为平行四边形的对角线时,是平行四边形,分别求出点P坐标即可.
【详解】(1)解:将代入得,,
解得,
∴,
将代入得,,
解得,,
∴反比例函数的解析式为;
(2)解:由题意知,分两种情况求解,
①如图1,当点C在A点下方时,
图1
∵,,
∴点C为中点,
∴点C纵坐标为,
当时,,
解得,,
∴C;
②如图2,当C在A点上方时,作轴于,于,
∵,,
∴,即,解得,
当时,,
解得,,
∴C ,
综上所述,点C坐标为或.
(3)解:当时,,即,
如图3,
①当为平行四边形的边时,是平行四边形,
则,即,
解得,
∴;
②当为平行四边形的对角线时,是平行四边形,
∵,, Q点纵坐标为0,
∴对角线中点的纵坐标相同,即,
解得,,
当 时,,
解得,
∴.
综上所述,符合条件的点P的坐标为或.
【点睛】本题考查了反比例函数解析式,反比例函数与一次函数综合,反比例函数与几何综合,平行四边形的性质.熟练掌握反比例函数与一次函数综合,反比例函数与几何综合,平行四边形的性质是解题的关键.
变式3-3如图,在平面直角坐标系中有,,,、、.
(1)求C点坐标;
(2)将沿x轴的正方向平移,在第一象限内B、C两点的对应点、正好落在某反比例函数图象上.请求出这个反比例函数和此时的直线的解析式;
(3)在(2)的条件下,直线交y轴于点G.问是否存在x轴上的点M和反比例函数图象上的点P,使得四边形是平行四边形?如果存在,请求出点M和点P的坐标;如果不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2),
(3),
【分析】(1)过点C作轴于点N,证明得到,,即可求解;
(2)根据平移的性质,用待定系数法求出反比例函数和直线的解析式;
(3)根据平行四边形对角线互相平分的性质,取的中点Q,过点Q作直线与x轴交于点,与的图象交于点,求出的点M和P的坐标即可.
【详解】(1)解:过点C作轴于点N.
∴,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,,
∵,,
∴,,
∴,,
∴.
(2)解:设反比例函数解析式为,沿x轴的正方向平移a个单位长度,
∴,,
∵点、正好落在反比例函数图象上,
∴,,
∴,解得,
∴,即反比例函数解析式为.
∵,
∴,,
设直线的函数解析式为,
∴,解得
∴直线的解析式为.
(3)解:对于直线,当时,,
∴,
设是的中点,
∵,,
∴,
过点作直线与轴交于点,与的图象交于点,
若四边形是平行四边形,
则有,
易知点的横坐标大于,点的横坐标小于,
作轴于点,轴于点,与交于点,作轴于点,
则,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,
设,
∴点的横坐标,点的纵坐标,点的坐标是,
∵在反比例函数的图像上,即,
解得,
∴,.
【点睛】本题主要考查了坐标与图形、全等三角形的判定与性质、求反比函数解析、求一次函数解析式、一次函数与反比例函数综合应用、平行四边形的性质等知识,运用数形结合和分类讨论的思想分析问题是解题关键.
类型四、反比例函数的新定义问题
对新定义所提取的信息进行加工,探求解决方法和相近的知识点,明确它们的相同点和相似点。
对定义中提取的知识进行转换、提取和转换,这是解题的关键。如果题目是新定义的运算、法则,直接按照法则计算即可;若新定义的性质,一般要判断性质的适用性,能否利用定义的外延,可用特质排除。
类比新定义中的概念、原理、方法,解决题中需要解决的问题。
重视举例,利用举例检验是否理解和正确运用新定义;归纳举例提供的解题方法;归纳举例提供的分类情况
例4规定:在平面直角坐标系中,横坐标与纵坐标均为整数的点为整点,双曲线经过点,直线与y轴相交于点,与双曲线相交于点,线段、及、两点之间的曲线所围成的区域记作.
(1) ;
(2)若区域(不包括边界)内的整点的个数大于等于,则的取值范围是 .
【答案】 或
【分析】本题考查的是反比例函数的图象和性质、平面直角坐标系中整点的定义,掌握待定系数法求反比例函数解析式的一般步骤、灵活运用数形结合思想是解题的关键.
(1)根据反比例函数图象上点的坐标特征,求出.
(2)先由题意得出点坐标,再加上,从而得出直线表达式,再确定,根据在和进行分类讨论,写出区域内所有整数点,列举出满足条件的整数点,进而综合两种情况得到答案.
【详解】解:(1)将代入中,
解得:,
故答案为:.
(2),
当时,,
,且,
设直线表达式为,
代入和坐标可得,
解得:,
直线表达式为,
∴直线过点,,
时,与无交点,不合题意,
、、在上,
均不在区域,
当时,,
当在时,若恰好经点过时,点在直线上,
此时内有一个整点,即,
将代入中,
解得:,
中至少有个整点,
.
当在时,若恰好经过点时,
此时内有两个整点,即,,
将代入中,
解得:,即,
中至少有个整点,
,
综上:的取值范围是或,
故答案为:或.
变式4-1在平面直角坐标系中,点的“对称点”Q定义如下:当时,P与Q关于直线对称;当时,P与Q关于y轴对称.
(1)点的“对称点”坐标是 ,点的“对称点”坐标是 ;
(2)已知点C在反比例函数的图象上,点C的“对称点”为点D,若点D的坐标为,求m的值;
(3)一次函数的图象上所有点的“对称点”组成一个新的图形G.若直线与图形G无交点,求实数m的取值范围.
【答案】(1),
(2)
(3)
【分析】本题考查坐标与轴对称,一次函数的综合应用,反比例函数与几何的综合应用,熟练掌握新定义,利用数形结合的思想进行求解,是解题的关键:
(1)根据新定义,点的“对称点”与点关于对称,点的“对称点”与点关于轴对称,进行求解即可;
(2)设点,当时,关于直线对称,当时,关于轴对称,分别求出点的坐标,代入反比例函数解析式,进行求解即可;
(3)设一次函数的图象上的点 ,分别求出和时,点的对称点所在的直线,进而确定图形,利用数形结合的思想,找到直线与图形恰好没有交点时的值,即可得出结果.
【详解】(1)解:∵,,
∴点的“对称点”与点关于对称,
连接,分别作轴,轴,则:,,
∵对称,
∴,
∵直线为一,三象限的角平分线,
∴,
∴,即:,
∴,
∴,
∴;
∵,,
∴点的“对称点”与点关于轴对称,
∴;
故答案为:,
(2)∵设点,
①当时,则:关于直线对称,
由(1)可知:关于直线对称的点的特点为横纵坐标位置互换,
∵,
∴,此时,
∵点在反比例函数的图象上,
∴,
∴,符合题意;
②当时,则:关于轴对称,
∴,此时,即:,
∴,
∴,符合题意;
综上:;
(3)设一次函数的图象上的点 ,
当时,即:时,点的对应点为:,
令,,则:,
即此时点的对应点在直线上,
当,即:时,点的对应点为:,
同法,可知:点的对应点在直线上,
∵,
∴当时,,
如图,
当经过时,,
此时直线恰好与图形没有交点,
当直线向上移动时,直线恰好与图形有交点,
当直线向下移动时,直线与图形没有交点,
故的范围为:.
变式4-2定义:平面直角坐标系中,点,点,若,,其中k为常数,且,则称点Q是点P的“k级变换点”.例如,点是点的“级变换点”.
(1)点的“3级变换点”是点________;
(2)设点是点的“k级变换点”.
①为反比例函数的图像上,当时,判断m,q的大小关系:________;
②点A的坐标为,若,求点Q的坐标;
(3)若以为圆心,1为半径的圆上恰有两个点,这两个点的“1级变换点”都在直线上,求n的取值范围.
【答案】(1)
(2)①;②
(3)
【分析】(1)根据“k级变换点”的定义,即可求解,
(2)由是点的“k级变换点”,得到,,整理得到,①将代入反比例函数,得:,计算,根据平方的非负性,,得到,即可求解,②由,,由,得到的解析式:,作,由,得到,,,由,,,,,得到,,,,代入,即可求解,
(3)设圆上两点为、,设,则其“1级变换点”为,将代入,得到,点、点在直线上,由、到圆心的距离为1,得到,与联立,得到,由、,为两个不同的交点,得到,,根据二次函数,与轴的交点,与开口方向,即可求解,
本题考查了,新定义,反比例函数,二次函数的性质,全等三角形的性质与判定,两点间距离公式,解题的关键是:理解“k级变换点”,正确列式.
【详解】(1)解:点的“3级变换点”为:,即:,
故答案为:,
(2)解:∵是点的“k级变换点”,
∴,,
∴,
∴,
①将代入反比例函数,得:,
∴,
∵,,
∴,
∴,
②∵,
∴, 点所在直线的解析式为:,
设直线的解析式为:,
则:,解得:,
∴直线的解析式为:,
∵,
∴点在直线的上方,
过点作,垂足为,
∵为直线上一点,
∴设,
过点作轴的平行线,分别与过点、与轴的平行线交于点、,
∵,
∴,
∵,,
∴,,
∴,
∵,,
∴,
∴,
∴,,
∵,,,
∴,,
∴,,,,
∴解得:,
∴,
故答案为:①,②,
(3)解:设圆上两点为、,
设,则其“1级变换点”为,
将代入,得:,整理得:,
∴点在直线上,,
同理可证点在直线上,
∵圆的半径为1,为圆心,
∴,与联立,整理得:,
∵、,为两个不同的交点,
∴,整理得:,
解方程,得,
∵开口向上,
∴当时,,
故答案为:.
变式4-3阅读:若为正实数,对于某一函数图象上任意两点、,若恒成立,则称这个函数为王氏函数,为王氏系数.
(1)分别判断和 是不是王氏函数;
(2)若 是王氏函数,求的取值范围;
(3)若 是王氏函数,且的最大值为27,求的值.
【答案】(1)是王氏函数,不是王氏函数
(2)≤
(3)3
【分析】(1)利用王氏函数的定义判断即可;
(2)先利用王氏函数的定义化简得到有≥恒成立,即≥,再利用x的范围即可得出L的范围;
(3)先利用李氏函数的定义得出结论化简得有 ≥,即 ,最后求出a的值.
【详解】(1)由≥得
①,
∴=3
∴(满足)
②,
∴=
∴ (不是定值,不满足)
∴是王氏函数,不是王氏函数;
(2)若是王氏函数,则有≥恒成立,即≥
∵,
设
∴
∴≤恒成立
∴≤
故≤;
(3)由题 ≥
∴ 且
∴ ,,
即
∴
所求的值是3.
【点睛】此题是反比例函数综合题,主要考查了新定义,解不等式,分类讨论的思想;解本题的关键是理解新定义.
一、单选题
1.小明喜欢用计算机软件研究数学问题,下图是他绘制的“对勾”函数的图象,发现它关于原点中心对称.下面是关于函数的描述,其中正确的是( )
A.函数图象的对称中心是
B.当时,随的增大而增大
C.当时,函数有最小值,且最小值为4
D.二次函数的图象与函数的图象有3个不同的公共点
【答案】C
【分析】本题考查函数的图象及性质,将函数变形为,因此该函数图象可看作由函数的图象向右平移1个单位,向上平移2个单位得到,根据由函数的图象逐项判断即可.
【详解】解:∵函数可变形为,
∴函数的图象可看作由函数的图象向右平移1个单位,向上平移2个单位得到,
∵函数的图象的对称中心为原点,
∴函数的图象的对称中心为,故A选项错误;
∵由图可知,函数在时,不存在连续的增减性,
∴函数的图象在时,不存在连续的增减性,故B选项错误;
∵由图象可知,函数图象在时,有最低点,即存在最小值,
∵,
即当时,由最小值,为2,
∴函数在时,有最小值,为,
∴函数在时,由最小值,为,故C选项正确;
∵由函数与函数,可得,
即,
解得,,
∴二次函数的图象与函数的图象有2个不同的公共点,故D选项错误.
故选:C
2.如图,正方形的顶点 A 在反比例函数上,B、C 都在反比例函数则正方形的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】过点A,C分别作x轴的垂线于N,M,过点B作于点G,交y轴于点H,设,先利用正方形以及矩形的性质证明,,得到,,再根据点在反比例函数上得到,利用平方根的求解得到,从而得出结果.
【详解】解:如图,过点A,C分别作x轴的垂线于N,M,过点B作于点G,交y轴于点H,
点 A 在反比例函数上,
设,
四边形为正方形,
,
四边形为矩形,
,
,,
,
,
,
,,
B、C 都在反比例函数上,
,
整理得:,
两边平方得:,
,即,
(负值舍去),
,
正方形的面积为,
故选:C.
【点睛】本题考查了正方形的性质,全等三角形的判定与性质,反比例函数的求值,矩形的判定与性质,实数的运算,熟练掌握相关性质定理,正确作出辅助线证明三角形全等为解题关键.
3.如图,在平面直角坐标系中,点的坐标是,点是函数图象上的一个动点,过点作轴,交函数的图象于点,点是轴上在点左侧的一点,且,连接、,有如下四个结论:①四边形可能是菱形;②四边形可能是正方形;③四边形的周长是定值;④四边形的面积是定值.其中正确的结论有( )
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
【答案】B
【分析】①设点,则根据菱形的判定分析判断即可;②在①的基础上根据正方形的判定分析判断即可;③在①的基础上根据周长计算判定即可;④根据反比例函数值几何意义进行判定即可.
【详解】解:如图所示:
①轴,
,
又,
四边形是平行四边形,
设点,则,又,
,,
当时,,,
此时,,随着的变化,可能存在的情况,故①正确;
②由①可知,时,,,
,故②错误;
③由①可知,时,,,
,
当点的横坐标为时,,,
,,
,
,
③错误;
④如图,作轴,垂足为,轴,垂足为,则四边形为矩形,
,
,
四边形面积为定值,故④正确.
故选:.
【点睛】本题考查的知识点是反比例函数图象上点的坐标特征,平行四边形的判定与性质、菱形的判定和性质、正方形的判定与性质,解题的关键是熟练掌握反比例函数图象上点的坐标特征.
4.如图,平面直角坐标系内有正六边形,,,若的图象使得正六边形的六个顶点分布在它的两侧,每侧各三个点,则的整数值的个数为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】C
【分析】先求得正六边形的边长,再通过正六边形的内角和求得,连接,作于,通过等腰三角形三线合一和勾股定理,求得,表示出点的坐标,当过点时,;当过点时,,从而推出,然后得到的整数值的个数.
【详解】解: ,
,
多边形是正六边形,
,其内角和为,
,
连接,作于,如图所示:
,,,
,,
,
,
,
,
.
当过点时,;
当过点时,;
,
则可取5,6,7,8,共4个整数值,
故选:C.
【点睛】本题主要考查了正六边形的性质、点的坐标与线段长度的关系、反比例函数系数的性质、勾股定理、等腰三角形三线合一,熟练掌握以上知识点是解题的关键.
5.如图,在轴正半轴上依次截取,过点、分别作轴的垂线,与反比例函数的图像交于、,连接、、、、,在上取一点,使得,依次类推,在上取一点,使得,连接,则构成的一系列三角形(见图中阴影部分)的面积和是( )
A. B.5 C. D.
【答案】A
【分析】本题是反比例函数综合题,考查了反比例函数图象上点的坐标特征,坐标与图形,等腰三角形的判定和性质等知识,解题的关键是得出的规律,计算出三角形的面积,再根据计算的面积找到数字之间的规律.过点作于点,过点作于点,根据反比例函数解析式得到证明四边形、是矩形,从而得出,,再根据等腰三角形三线合一的性质,得到,同理可得,,……从而发现规律得出,再根据三角形面积公式列式计算即可.
【详解】解:如图,过点作于点,过点作于点,
设,
过点、分别作轴的垂线,与反比例函数的图像交于、,
则……
,,,
,,
四边形、是矩形,
,,,,
,,
,,
,
同理可得,,,,,……
观察发现,,,,……,
则,
,
阴影部分的面积
,
故选:A.
二、填空题
6.如图,四边形为矩形,点,在轴上,边与轴正半轴交于点,点在线段上,延长交轴与点,连结,,,反比例函数经过点;若,,则的值为 .
【答案】49
【分析】题目主要考查反比例函数与图形、一次函数综合问题,理解题意,综合运用这些知识点是解题关键.
设点A的坐标为,得出,设点,得出,设点G的坐标为,确定,得出,利用待定系数法确定直线的表达式为:,确定,得出,结合面积关系求解即可.
【详解】解:设点A的坐标为,
∵反比例函数经过点A,
∴,
∵四边形为矩形,点,在轴上,
∴设点,
∴,
设点G的坐标为,
∴,
∴,
∴,
∴,
设直线的表达式为:,
将点A、G代入得:,
解得: ,
∴直线的表达式为:,
当时,,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
故答案为:49.
7.如图,一次函数的图象与轴和轴分别交于点和点.与反比例函数的图象在第一象限内交于点,过点作轴,轴.垂足分别为点,.当矩形的面积是的面积的2倍时,的值为 .
【答案】
【分析】分别求出矩形与的面积,再根据“矩形的面积是的面积的2倍”列出方程求解即可.
【详解】解:∵一次函数的图象与轴和轴分别交于点和点,
∴取,则;取,则,解得:.
∴点的坐标为,点的坐标为,
∵,
∴,,
,
∵点是反比例函数的图象在第一象限内一点,
∴矩形的面积为,
当矩形的面积是的面积的2倍时,,
解得:(舍去)或.
故答案为:.
【点睛】本题考查了反比例函数的几何意义,矩形的性质,求三角形的面积,一元二次方程的解法等知识点,解题的关键是利用矩形与三角形的面积关系列出方程求解.
8.如图,反比例函数的图象与正比例函数的图象交于,两点,点在反比例函数第一象限的图象上且坐标为,若的面积为,则的值为 .
【答案】
【分析】如图,连接,过点作轴于点,过点作轴于点,则,根据题意求得,由,即可得出,解方程求得的值,从而求得.
本题是反比例函数与一次函数的交点问题,考查了反比例函数系数的几何意义,反比例函数与正比例函数的中心对称性,正确表示出的坐标是解题的关键.
【详解】解:如图,连接,过点作轴于点,过点作轴于点,
∴,
∴,
∵反比例函数的图象与正比例函数的图象交于,两点,的面积为,
∴、关于原点对称,
∴,
∴,
∵点在反比例函数第一象限的图象上,
∴,
设,
∴,
∴,
∴,
∴,即,
解得:,
∴.
故答案为:.
9.如图,平面直角坐标系中,菱形的顶点A在x轴上,,反比例函数经过其对角线的交点M,将线段绕点O顺时针旋转得到线段,连接,若,则的面积为 .
【答案】12
【分析】过点作轴,垂足为,过点作轴于点,过点作轴于点,根据菱形的性质,得到为等边三角形,均为含30度角的直角三角形,根据含30度角的直角三角形的性质,结合勾股定理求出的长,进而求出的长,旋转求出的长,得到为含30度角的直角三角形,求出的长,再利用分割法求出的面积即可.
【详解】解:过点作轴,垂足为,过点作轴于点,过点作轴于点,如图:
∵菱形,,
∴,
∴为等边三角形,
∴
∴,
∵反比例函数经过其对角线的交点M,,
∴,
∴(负值舍去);
∴,
∴,
∵,,
∴,,
∴,,
∴,
∵轴,
∴,
∵将线段绕点O顺时针旋转得到线段,
∴,,
∴,
∵轴,
∴,
∴,
∴,
∴
;
故答案为:12.
【点睛】本题考查反比例函数与几何的综合应用,菱形的性质,等边三角形的判定和性质,含30度角的直角三角形,勾股定理等知识点,熟练掌握相关知识点,添加辅助线,构造特殊图形,是解题的关键.
三、解答题
10.如图,反比例函数过点,直线与x轴交于点,交y轴于点E,过点C作x轴的垂线交反比例函数图象于点B.
(1)求k的值与B点的坐标;
(2)将直线向右平移,当点E正好落在反比例函数图象上的点时,直线交x轴于点F.请判断点B是否在直线上,并说明理由;
(3)在(2)的条件下,在平面内有点M,使得以四点为顶点的四边形为平行四边形,请求出符合条件的所有M点的坐标.
【答案】(1),
(2)点B在直线上,理由见解析
(3)点M的坐标为:或或
【分析】本题主要考查的是反比例函数综合运用、一次函数的性质、平行四边形的性质、函数的平移等知识点,灵活运用相关知识成为解题的关键.
(1)将A点的坐标代入反比例函数求得的值,然后将代入反比例函数解析式求得相应的的值,即得点的坐标;
(2)确定平移后直线的表达式即可求解;
(3)分为平行四边形的边、对角线两种情况,分别求解即可.
【详解】(1)解:把点代入,得,
故该反比例函数解析式为:.
点,轴,
把代入反比例函数,得:,
.
综上所述,的值是,点的坐标是;
(2)解:设直线A、的表达式为
则,解得:,
故直线的表达式为:,
令,则,故点,
设直线向右平移个单位,
则平移后直线的表达式为:,则点,
点在反比例函数上,
将点坐标代入反比例函数表达式得:,
解得:,
则平移后直线的表达式为:,
令,则,故点;
当时,,故点在直线上;
(3)解:设点的坐标为,而点A、、的坐标分别为:、、;
当是边时,点A向右平移4个单位向下平移个单位得到,
同样点向右平移4个单位向下平移个单位得到,
故或,解得:或,
故点的坐标为:或;
当是对角线时,
由中点公式得:,解得:,
故点的坐标为;
综上,点的坐标为:或或.
11.如图,在平面直角坐标系中,一次函数的图象l与反比例函数的图象交于,两点.
(1)求反比例函数及一次函数的表达式;
(2)求的面积;
(3)若点P是y轴上一动点,连接.当的值最小时,求点P的坐标.
【答案】(1)一次函数的表达式为,反比例函数表达式为
(2)
(3)
【分析】本题主要考查了反比例函数与一次函数的交点问题,解题时要熟练掌握并能灵活运用反比例函数的性质是关键.
(1)依据题意,由在反比例函数上,可得的值,进而求出反比例函数,再将代入求出的坐标,最后利用待定系数法求出一次函数的解析式;
(2)依据题意,设直线交轴于点,交轴于点,由直线为,可得,故 ,再由,进而计算可以得解;
(3)依据题意,作点关于轴的对称点,连接交轴于点,则的最小值等于的长,结合)与关于轴对称,故为,又,可得直线为,再令,则,进而可以得解.
【详解】(1)解:由题意,∵在反比例函数上,
∴.
∴反比例函数表达式为.
又在反比例函数上,
∴.
∴.
设一次函数表达式为,
∴,
∴,.
∴一次函数的表达式为.
(2)解:由题意,如图,设直线l交x轴于点A,交y轴于点B,
又直线l为,
∴,.
∴,,
∴ ;
(3)解:由题意,如图,作点M关于y轴的对称点,连接交y轴于点P,则的最小值等于的长.
∵与关于y轴对称,
∴为.
又,设的解析式为,
则,解得,
∴直线为.
令,则.
∴.
12.综合与探究
如图1,在平面直角坐标系中,一次函数的图象与反比例函数的图象分别交于点和.
(1)求的值及反比例函数的表达式;
(2)如图2,过点与点分别作轴和轴的垂线,垂足分别为点,点,两垂线交于点,连接,求的面积;
(3)如图3,延长交反比例函数在第三象限内的图象于点,连接,,将直线沿着轴向下平移若干个单位长度,使得直线经过点,平移后的直线与轴交于点,若在直线上存在点,使得,直接写出点的坐标.
【答案】(1),
(2)
(3)点的坐标为或
【分析】本题考查了一次函数与反比例函数综合,一次函数与几何图形,熟练掌握反比例函数的性质是解题的关键;
(1)将分别代入一次函数,得出的值,进而求得反比例函数表达式;
(2)过点作轴于点,根据矩形的性质以及的坐标,分别求得进而根据的面积等于梯形的面积,即可求解;
(3)根据中心对称得出,进而求得过点的直线解析式为,求得,设交轴于点,求得的坐标,得出,进而根据,求得点的坐标,即可求解.
【详解】(1)解:将和分别代入一次函数
∴
解得:
∴,,
将代入
∴
∴;
(2)解:如图,过点作轴于点,
∵,,
∴,,
∵,
∴
(3)解:如图, 设交轴于点,
∵,延长交反比例函数在第三象限内的图象于点,
∴,
∵一次函数平移得到直线,
设直线的解析式为
将点代入得,
解得:
∴直线的解析式为
当时,,即
当时,,即
∵,,
∴
又∵
∵,
∴重合,即
∵
∴在的中点位置,
即即
综上所述,点的坐标为或
13.如图,在平面直角坐标系中,直线与反比例函数的图象交于两点,与轴和轴分别交于点和点,其中点坐标为,点在反比例函数图象上.
(1)求点的坐标及反比例函数的表达式;
(2)若点在点的右侧,过点作轴,垂足为,若,求的长;
(3)是否存在一点,使得,若存在,求出点的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1),
(2)
(3)存在满足条件的点,其坐标为或
【分析】本题考查了反比例函数与一次函数综合,
(1)根据待定系数法求出一次函数和反比例函数的表达式,然后联立方程组求解即可得出点A的坐标;
(2)过点作轴,垂足为.根据已知可得,设,根据图形面积建立方程,求出点M的坐标,然后勾股定理,即可求解.
(3)根据角的2倍关系,考虑分类画出图形(点在直线下方,点在直线上方),由于是直线与轴相交得到的,利用平行线转换到以为顶点的等角,再结合等腰三角形的三线合一,求出直线的表达式,联立反比例函数的表达式求解.
【详解】(1)解: 在直线上,
,解得,
点的坐标为,直线的表达式为 .
将点代入反比例函数中,得,
反比例函数的表达式为.
联立,
解得或,
点的坐标为;
(2)如解图①,过点作轴,垂足为.
在一次函数中,令,得,
.
轴,
.
点在反比例函数的图象上,轴,轴,
.
,
.
设,
则,
解得或,
经检验,或是所列方程的解,
点在点的右侧,
,
,
;
(3)如解图②,若点在直线AB下方,过点作轴于点,延长CE至点,使得.
,
.
由(1)(2)得,
,
,
联立,
解得或,
;
若点在直线上方,过点作交的延长线于点,延长至点,使得,连接并延长交反比例函数的图象于点,即为所求的点.
,
联立,
解得,
.
此时,
是GH的中点,
,
,
联立,
解得或,
.
综上所述,存在满足条件的点,其坐标为或.
14.如图1,已知点为双曲线上一点,且,直线分别交x、y轴及双曲线于点A、B、C.
(1)求双曲线的解析式;
(2)如图2,连接OC.
①若,在双曲线上找一点D,使得的面积是的面积的3倍,请求出此时点D的坐标;
②当t的值变化时,的值是否发生变化?若不变,求出它的值;若变化,请说明理由.
【答案】(1)双曲线的解析式
(2)①;②的值不发生变化,为18
【分析】(1)根据非负数的性质求得,,再利用待定系数法求解即可;
(2)①求出点,,即可求出的面积,设点D的坐标为,,根据的面积是的面积的3倍,求出m的值,即可解答.
②过C作轴于H,证得是等腰直角三角形,进而可得是等腰直角三角形,设,则,可得,再根据题意可得,即可得证.
【详解】(1)解:∵,
∴,
∴,
解得,
将代入,得
,解得,
∴双曲线的解析式.
(2)①当时,,
令,得,
∴,即,
联立得:,
解得:或,
∴点C的坐标为,
∴,
设点D的坐标为,,则
,
∵的面积是的面积的3倍,
∴,解得,
即,
∴.
②的值不发生变化,理由如下:
过C作轴于H,如图:在中,令得,令得,
∴,
∴,
即
∴是等腰直角三角形,
∴,
∴是等腰直角三角形,
∴,
设,则,
∴,
∴,
由反比例函数可知,,
∴,即,
∴,
∴
即的值不发生变化,为18.
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