内容正文:
反比例函数综合题
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类型1 反比例函数与一次函数的综合
1.(2024·眉山)如图,在平面直角坐标系xOy中,一次函数
y=kx+b与反比例函数y=(x>0)的图象交于点A(1,6),
B(n,2),与x轴、y轴分别交于C,D两点.
(1)求一次函数和反比例函数的表达式;
(2)若点P在y轴上,当△PAB的周长最小时,请直接写出点P的坐标;
(3)将直线AB向下平移a个单位长度后与x轴、y轴分别交于E,F两点,当EF=AB时,求a的值.
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解:(1)∵一次函数y=kx+b与反比例函数y=(x>0)的图象交于点A(1,6),
B(n,2),∴=6,∴m=6,
∴反比例函数的表达式为y=,∴2=,∴n=3,
∴B(3,2),∴
解得
∴一次函数的表达式为y=-2x+8.
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(2)(0,5).
(3)将直线AB向下平移a个单位长度后与x轴、y轴分别交于E,F两点,
∴直线EF的表达式为y=-2x+8-a,
∴E(,0),F(0,8-a).
∵EF=AB,
∴=×,
解得a=6或a=10.
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2.如图,在平面直角坐标系中,直线y=ax+1分别与y轴、x轴相交于点A,B(2,0),过点A的直线与双曲线y=(k>0)交于C,D两点(点C在点D的右侧).
(1)求a的值及线段AB的长;
(2)过点C作CE⊥y轴于点E,过点D作DF⊥x轴于点F,若CE=DF=1,求k的值及△AOD的面积;
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(3)将直线AB沿y轴翻折得到新直线,新直线与x轴相交于点G,再将函数y=(x>0)的图象沿着直线y=3翻折,翻折后的图象交直线AG于点M,N(点M在点N左侧),当△AOM∽△OGM时,求k的值.
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解:(1)将B(2,0)代入直线y=ax+1中得2a+1=0,
∴a=-,
∴直线AB的表达式为y=-x+1.
令x=0,则y=1,∴A(0,1),
∴OA=1,OB=2,
∴AB==.
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(2)如图.
由题意可得CE=DF=1,
∴点C的横坐标为1,点D的纵坐标为-1.
又∵C,D两点在双曲线y=(k>0)上,
∴设C(1,k),D(-k,-1),
∴直线CD的表达式为y=x+k-1.
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又∵A(0,1)在直线CD上,
∴1=k-1,∴k=2,
∴双曲线的表达式为y=,C(1,2),D(-2,-1),
S△AOD=AO·OF=×1×2=1.
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(3)如图,直线AB沿y轴翻折得到新直线y=x+1,新直线与x轴相交于点G,函数y=(x>0)的图象沿着直线y=3翻折后得到y=-+6.
联立整理可得x2-10x+2k=0,
解得x1=5+,x2=5-,
∴点M的横坐标为5-,纵坐标为×(5-)+1.
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连接MO,当△AOM∽△OGM时,
∠MGO=∠MOA,
∴tan∠MGO==,
∴tan∠MOA==,
即5-=×[(5-)+1],
令5-=t,即t=t+,解得t=,
∴k=.
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类型2 反比例函数与几何的综合
3.(2025·清远模拟)如图,四边形AOBC是正方形,点D为BC的中点,以点O为坐标原点,OA,OB所在的直线为坐标轴建立平面直角坐标系,点A的坐标为(0,4),过点D的反比例函数y=(k≠0)的图象与边AC交于点E,点F是线段OB上的一动点.
(1)求∠EDC的正切值.
(2)若AD平分∠CAF,求出点F的坐标.
(3)若△AFD的面积为S1,△AFO的面积为S2.若S1∶S2=3∶2,求证:点F是线段OB的中点.
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(1)解:如图1.
∵四边形AOBC是正方形,点A的坐标为(0,4),
∴OA=OB=BC=AC=4.
∵点D为BC的中点,
∴BD=CD=2,
∴D(4,2).
∵D是反比例函数y=(k≠0)图象上一点,
∴k=4×2=8,
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∴反比例函数解析式为y=.
∵点E是反比例函数y=与边AC的交点,
∴E(2,4),
∴CE=CD=2,
∴△CED是等腰直角三角形,
∴∠EDC=45°,
∴∠EDC的正切值为1.
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(2)解:如图2,过点D作DN⊥AF于点N.
∵AD平分∠CAF,∠C=90°,
DN⊥AF,
∴CD=DN.
又∵AD=AD,
∴Rt△ADC≌Rt△ADN(HL),
∴AC=AN=4.
∵BD=CD=DN,DF=DF,
∴Rt△DFN≌Rt△DFB(HL),
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∴NF=BF.
∵AF2=AO2+OF2,
∴(4+BF)2=16+(4-BF)2,
解得BF=1,
∴OF=3,
∴F(3,0).
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(3)证明:如图3,连接EF.
∵S2=S△AOF=AO·OF=×4OF=2OF,
S△DFB=BF·DB=4-OF,
S梯形AOBD=(BD+OA)·OB=12,
∴S1=S△ADF=12-2OF-(4-OF)=8-OF.
∵S1∶S2=3∶2,
∴(8-OF)∶(2OF)=3∶2,∴OF=2,
∴点F是线段OB的中点.
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4.(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.
(2)如图2,把矩形ABCD沿BD折叠,点C的对应点为E.当点E落在y轴上,且点B的坐标为(1,2)时,求k的值.
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【深入探究】
(3)如图3,把矩形ABCD沿BD折叠,点C的对应点为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.
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(1)证明:设B(m,ma),则A(m,).
∵AD∥ x轴,∴点D的纵坐标为.
将y=代入y=ax中,得=ax,
∴x=,∴D(),∴C(,am).
将x=代入y=中得y=am,
∴函数y=的图象必经过点C.
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(2)解:∵点B(1,2)在直线y=ax(a>0)上,
∴a=2,∴y=2x,
∴点A的横坐标为1,C点的纵坐标为2.
∵函数y=的图象经过点A,C,
∴C(,2),A(1,k),∴D(,k),∴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°,DE=DC,∴==2=.
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如图,过点D作DH⊥y轴,过点B作BF⊥y轴,
则HF=DC.
∵AD∥ x轴,∴H,A,D三点共线,
∴∠HED+∠BEF=90°,
∠BEF+∠EBF=90°,
∴∠HED=∠EBF.
∵∠DHE=∠EFB=90°,
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∴△DHE∽△EFB,
∴===2.
∵BF=1,DH=,
∴HE=2,EF=,∴HF=2+,
∴2+=k-2,∴k=.
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(3)解:∵把矩形ABCD沿BD折叠,点C的对应点为点E,且点E,A重合,
∴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,∴AB∥ y轴,
∴直线y=ax为第一、三象限的夹角平分线,
∴y=x.
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当☉O过点B时,如图,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,
∴OB=AC,
∴OP=OB+BP=AC+BP=2AP+AP=3AP=3,
∴AP=,
∴AB=AD=AP=2,BD=2AP=2,BO=AC=2AP=2.
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∵∠DHO=∠DAB=90°,∠DOH=∠DBA=45°,
∴△DHO∽△DAB,
∴==,
∴==,
∴HO=HD=4,∴HA=HD-DA=4-2=2,
∴A(2,4),∴k=2×4=8.
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当☉O过点A时,根据A,C关于直线OD对称知,☉O必过点C,如图,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°.
∵OP⊥AC,∴∠AOP=×60°=30°,
∴AP=tan 30°×OP=×3==PD,
∴AC=BD=2AP=2,
∴AB=AD=AP=2,OD=OP+PD=3+.
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同理可得△DHO∽△DAB,∴==,
∴==,∴HO=DH=3+,
∴HA=DH-DA=3+-2=3-,
∴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.
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$$