内容正文:
第10讲 反比例函数的图象及其性质
知识点1反比例函数的概念
1.反比例函数的概念
一般地,函数(k是常数,k0)叫做反比例函数。反比例函数的解析式也可以写成的形式。自变量x的取值范围是x0的一切实数,函数的取值范围也是一切非零实数。
2.反比例函数解析式的确定
由于在反比例函数中,只有一个待定系数,因此只需要一对对应值或图象上的一个点的坐标,即可求出k的值,从而确定其解析式。
【典例】
1.下列函数中,表示y是x的反比例函数的是( )
A. y= B. y= C. y=2x D. y=
2.已知反比例函数的图象过点M(﹣1,2),则此反比例函数的表达式为( )
A. y= B. y=﹣ C. y= D. y=﹣
3.函数y=(m+1)x是y关于x的反比例函数,则m= .
4.如图,在平面直角坐标系中,▱ABCO的顶点A、C的坐标分别为A(2,0)、C(﹣1,2),反比例函数y=(k≠0)(k≠0)的图象经过点B,则求反比例函数的表达式为 .
【方法总结】
反比例函数解析式注意,x的次数为-1,求解析式时可用k=xy.
【随堂练习】
1.下列函数中,y关于x的反比例函数是( )
A.x(y+2)=1 B.y= C.y= D.y=﹣
2.函数y=(m+1)x是y关于x的反比例函数,则m=___.
知识点2反比例函数的图象及其性质
(1)反比例函数的图象
反比例函数的图象是双曲线,有两个分支,这两个分支分别位于第一、三象限,或第二、四象限,它们关于原点对称。由于反比例函数中自变量x0,函数y0,所以,它的图象与x轴、y轴都没有交点,即双曲线的两个分支无限接近坐标轴,但永远达不到坐标轴。
(2)反比例函数的性质
【典例】
1.对于反比例函数y=﹣,下列说法不正确的是( )
A. 图象分布在第二、四象限 B. 当x>0时,y随x的增大而增大
C. 图象经过点(1,﹣2)
D. 若点A(x1,y1),B(x2,y2)都在图象上,且x1<x2,则y1<y2
2.已知a>﹣,若当1≤x≤2时,函数y=(a≠0)的最大值与最小值之差是1,则a的值为( )
A. ﹣1 B. 1 C. 2 D. 3
3.已知关于x的方程(k﹣2)2x2+(2k+1)x+1=0有实数解,且反比例函数y=的图象经过第二、四象限,若k是整数,则k的值为______
【方法总结】
1.双曲线的两个分支是断开的,研究反比例函数的增减性时,要将两个分支分别讨论,不能一概而论.
2.选择题考对称性时酌情考虑用特殊点排除不正确的答案.
【随堂练习】
1.如图,是反比例函数y=(x>0)图象,阴影部分表示它与横纵坐标轴正半轴围成的区域,在该区域内(不包括边界)的整数点个数是k,则抛物线y=﹣(x﹣2)2﹣2向上平移k个单位后形成的图象是( )
A. B. C. D.
2.若,,则x的取值范围( )
A. B.或
C.或 D.以上答案都不对
3.在平面直角坐标系中,我们把横、纵坐标均为整数的点叫做整点.已知反比例函数y=(m<0)与y=x2﹣4在第四象限内围成的封闭图形(包括边界)内的整点的个数为2,则实数m的取值范围为______.
4.如图,在△ABO中,∠ABO=90°,点A的坐标为(3,4).写出一个反比例函数y=(k≠0),使它的图象与△ABO有两个不同的交点,这个函数的表达式为_______.
知识点3系数K的几何意义
①过双曲线(k≠0) 上任意一点作x轴、y轴的垂线段,所得矩形(如图)面积为。
②过双曲线(k≠0) 上任意一点作任一坐标轴的垂线段,连接该点和原点,所得三角形(如图)的面积为.
③双曲线(k≠0) 同一支上任意两点、与原点组成的 三角形(如图)的面积=直角梯形的面积.
【典例】
1.函数y=和y=在第一象限内的图象如图,点P是y=的图象上一动点,PC⊥x轴于点C,交y=的图象于点B.给出如下结论:①△ODB与△OCA的面积相等;②PA与PB始终相等;③四边形PAOB的面积大小不会发生变化;④CA=AP.其中所有正确结论的序号是( )
A. ①②③
B. ②③④
C. ①③④
D. ①②④
2.如图,点A与点B分别在函数y=与y=的图象上,线段AB的中点M在y轴上.若△AOB的面积为2,则k1﹣k2的值是________
3.如图,在以O为原点的直角坐标系中,矩形OABC的两边OC、OA分别在x轴、y轴的正半轴上,反比例函数(x>0)与AB相交于点D,与BC相交于点E,若BD=3AD,且△ODE的面积是12,则k=______
【方法总结】
反比例函数的比例系数k具有一定的几何意义,|k|等于反比例函数图象上任意一点向两坐标轴所作垂线段与两坐标轴所围成的矩形的面积.在反比例函数的图象中,涉及三角形或矩形的面积时,常用比例系数k的几何意义解决问题.
【随堂练习】
1.如图,A、B是双曲线y=(k>0)上的点,A、B两点的横坐标分别是a、3a,线段AB的延长线交x轴于点C,若S△AOC=3.则k的值为( )
A.2 B.1.5 C.4 D.6
2.(2018春•北塘区校级月考)如图所示,四边形ABCD的顶点都在坐标轴上,若AD∥BC,△ACD与△BCD的面积分别为20和40,若双曲线y=恰好经过边AB的四等分点E(BE<AE),则k的值为 _____.
综合运用:反比例函数图象及其性质
1.m为何值时,下列函数是反比例函数?
(1)y=(m﹣1);
(2)y=.
2.【探究函数y=x+的图象与性质】
(1)函数y=x+的自变量x的取值范围是 ;
(2)下列四个函数图象中,函数y=x+的图象大致是 ;
(3)对于函数y=x+,求当x>0时,y的取值范围.请将下列的求解过程补充完整.
解:∵x>0,∴y=x+=()2+()2=(﹣)2+ .
∵(﹣)2≥0,∴y≥ .
【拓展说明】
(4)若函数y=(x>0),求y的取值范围.
3.小张同学尝试运用课堂上学到的方法,自主研究函数y=的图象与性质.下面是小张同学在研究过程中遇到的几个问题,现由你来完成:
(1)函数y=的定义域是 ;
(2)下表列出了y与x的几组对应值:
表中m的值是 ;
(3)如图,在平面直角坐标系xOy中,描出以表中各组对应值为坐标的点,试由描出的点画出该函数的图象;
(4)结合函数y=的图象,写出这个函数的性质: .(只需写一个)
4.如图,已知反比例函数的图象的一支位于第一象限.
(1)该函数图象的另一分支位于第 象限,m的取值范围是 ;
(2)已知点A在反比例函数图象上,AB⊥x轴于点B,△AOB的面积为3,求m的值.
5.如图,在平面直角坐标系中,O为坐标原点.已知反比例函数y=(k>0)的图象经过点A(2,m),过点A作AB⊥x轴于点B,且△AOB的面积为5.
(1)求k和m的值;
(2)当x≥8时,求函数值y的取值范围.
6.(1)点(3,6)关于y轴对称的点的坐标是 .
(2)反比例函数关于y轴对称的函数的解析式为 .
(3)求反比例函数(k≠0)关于x轴对称的函数的解析式.
7.如图,某反比例函数图象的一支经过点A(2,3)和点B(点B在点A的右侧),作BC⊥y轴,垂足为点C,连结AB,AC.
(1)求该反比例函数的解析式;
(2)若△ABC的面积为6,求直线AB的表达式.
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第10讲 反比例函数的图象及其性质
知识点1反比例函数的概念
1.反比例函数的概念
一般地,函数(k是常数,k0)叫做反比例函数。反比例函数的解析式也可以写成的形式。自变量x的取值范围是x0的一切实数,函数的取值范围也是一切非零实数。
2.反比例函数解析式的确定
由于在反比例函数中,只有一个待定系数,因此只需要一对对应值或图象上的一个点的坐标,即可求出k的值,从而确定其解析式。
【典例】
1.下列函数中,表示y是x的反比例函数的是( )
A. y= B. y= C. y=2x D. y=
【答案】B.
【解析】解:根据反比例函数的定义,可判断出只有y=表示y是x的反比例函数.
故选:B.
2.已知反比例函数的图象过点M(﹣1,2),则此反比例函数的表达式为( )
A. y= B. y=﹣ C. y= D. y=﹣
【答案】B.
【解析】解:设反比例函数的解析式为(k≠0).
∵该函数的图象过点M(﹣1,2),
∴2=,
得k=﹣2.
∴反比例函数解析式为y=﹣.
故选:B.
3.函数y=(m+1)x是y关于x的反比例函数,则m= .
【答案】3
【解析】解:∵函数y=(m+1)x是y关于x的反比例函数,
∴m2﹣2m﹣4=﹣1且m+1≠0,
解得m=3.
故答案是:3
4.如图,在平面直角坐标系中,▱ABCO的顶点A、C的坐标分别为A(2,0)、C(﹣1,2),反比例函数y=(k≠0)(k≠0)的图象经过点B,则求反比例函数的表达式为 .
【答案】y=
【解析】解:设BC与y轴的交点为F,过点B作BE⊥x轴于E,如图.
∵▱ABCO的顶点A、C的坐标分别为A(2,0)、C(﹣1,2),
∴CF=1,OF=2,OA=2,OC=BA,∠C=∠EAB,∠CFO=∠AEB=90°.
在△CFO和△AEB中,
,
∴△CFO≌△AEB(AAS),
∴CF=AE=1,OF=BE=1,
∴OE=OA﹣AE=2﹣1=1,
∴点B的坐标为(1,2).
∵反比例函数y=(k≠0)的图象经过点B,
∴k=1×2=2,
∴反比例函数的表达式为y=.
故答案是:y=.
【方法总结】
反比例函数解析式注意,x的次数为-1,求解析式时可用k=xy.
【随堂练习】
1.下列函数中,y关于x的反比例函数是( )
A.x(y+2)=1 B.y= C.y= D.y=﹣
【解答】解:A、由x(y+2)=1得到:y=﹣2,y与x不是反比例函数关系,故本选项错误;
B、y=是y关于(x+1)的反比例函数,故本选项错误;
C、y=是y关于x2的反比例函数,故本选项错误;
D、y=﹣是y关于x的反比例函数,故本选项正确.
故选:D.
2.函数y=(m+1)x是y关于x的反比例函数,则m=___.
【解答】解:∵函数y=(m+1)x是y关于x的反比例函数,
∴m2﹣2m﹣4=﹣1且m+1≠0,
解得m=3.
故答案是:3.
知识点2反比例函数的图象及其性质
(1)反比例函数的图象
反比例函数的图象是双曲线,有两个分支,这两个分支分别位于第一、三象限,或第二、四象限,它们关于原点对称。由于反比例函数中自变量x0,函数y0,所以,它的图象与x轴、y轴都没有交点,即双曲线的两个分支无限接近坐标轴,但永远达不到坐标轴。
(2)反比例函数的性质
【典例】
1.对于反比例函数y=﹣,下列说法不正确的是( )
A. 图象分布在第二、四象限 B. 当x>0时,y随x的增大而增大
C. 图象经过点(1,﹣2)
D. 若点A(x1,y1),B(x2,y2)都在图象上,且x1<x2,则y1<y2
【答案】D.
【解析】解:A、k=﹣2<0,∴它的图象在第二、四象限,故本选项正确;
B、k=﹣2<0,当x>0时,y随x的增大而增大,故本选项正确;
C、∵﹣=﹣2,∴点(1,﹣2)在它的图象上,故本选项正确;
D、点A(x1,y1)、B(x2、y2)都在反比例函数y=﹣的图象上,若x1<x2<0,则y1<y2,故本选项错误.
故选:D.
2.已知a>﹣,若当1≤x≤2时,函数y=(a≠0)的最大值与最小值之差是1,则a的值为( )
A. ﹣1 B. 1 C. 2 D. 3
【答案】C.
【解析】解:当<a<0时,
函数y=(a≠0)中在每个象限内,y随x的增大而增大,
∵当1≤x≤2时,函数y=(a≠0)的最大值与最小值之差是1,
∴=1,得a=﹣2(舍去),
当a>0时,
函数y=(a≠0)中在每个象限内,y随x的增大而减小,
∵当1≤x≤2时,函数y=(a≠0)的最大值与最小值之差是1,
∴=1,得a=2,
故选:C.
3.已知关于x的方程(k﹣2)2x2+(2k+1)x+1=0有实数解,且反比例函数y=的图象经过第二、四象限,若k是整数,则k的值为______
【答案】1
【解析】解:∵关于x的方程(k﹣2)2x2+(2k+1)x+1=0有实数解,
∴△≥0,即(2k+1)2﹣4(k﹣2)2≥0,解得k≥;
∵反比例函数y=的图象经过第二、四象限,
∴2k﹣3<0,即k<,
∴≤k<,
∴整数K为1
【方法总结】
1.双曲线的两个分支是断开的,研究反比例函数的增减性时,要将两个分支分别讨论,不能一概而论.
2.选择题考对称性时酌情考虑用特殊点排除不正确的答案.
【随堂练习】
1.如图,是反比例函数y=(x>0)图象,阴影部分表示它与横纵坐标轴正半轴围成的区域,在该区域内(不包括边界)的整数点个数是k,则抛物线y=﹣(x﹣2)2﹣2向上平移k个单位后形成的图象是( )
A. B. C. D.
【解答】解:如图,反比例函数y=(x>0)图象与坐标轴围成的区域内(不包括边界)的整数点个数是5个,即k=5,
∴抛物线y=﹣(x﹣2)2﹣2向上平移5个单位后可得:y=﹣(x﹣2)2+3,即y=﹣x2+4x﹣1,
∴形成的图象是A选项.
故选:A.
2.若,,则x的取值范围( )
A. B.或
C.或 D.以上答案都不对
【解答】解:作出函数y=与y=2、y=﹣3的图象,
由图象可知交点为(,2),(﹣,﹣3),
∴当或时,有,.
故选:C.
3.在平面直角坐标系中,我们把横、纵坐标均为整数的点叫做整点.已知反比例函数y=(m<0)与y=x2﹣4在第四象限内围成的封闭图形(包括边界)内的整点的个数为2,则实数m的取值范围为______.
【解答】解:∵y=x2﹣4,
∴当x=0时,y=﹣4,当y=0时,x=±2,当x=1时,y=﹣3,
∴抛物线y=x2﹣4在第四象限内的部分是(0,﹣4)到(2,0)这一段曲线部分,
∵反比例函数y=(m<0)与y=x2﹣4在第四象限内围成的封闭图形(包括边界)内的整点的个数为2,
∴,
解得,﹣2≤m<﹣1.
4.如图,在△ABO中,∠ABO=90°,点A的坐标为(3,4).写出一个反比例函数y=(k≠0),使它的图象与△ABO有两个不同的交点,这个函数的表达式为_______.
【解答】解:∵∠ABO=90°,点A的坐标为(3,4),反比例函数y=(k≠0),使它的图象与△ABO有两个不同的交点,
∴这个函数的表达式为:y=(答案不唯一).
故答案为:y=(答案不唯一).
知识点3系数K的几何意义
①过双曲线(k≠0) 上任意一点作x轴、y轴的垂线段,所得矩形(如图)面积为。
②过双曲线(k≠0) 上任意一点作任一坐标轴的垂线段,连接该点和原点,所得三角形(如图)的面积为.
③双曲线(k≠0) 同一支上任意两点、与原点组成的 三角形(如图)的面积=直角梯形的面积.
【典例】
1.函数y=和y=在第一象限内的图象如图,点P是y=的图象上一动点,PC⊥x轴于点C,交y=的图象于点B.给出如下结论:①△ODB与△OCA的面积相等;②PA与PB始终相等;③四边形PAOB的面积大小不会发生变化;④CA=AP.其中所有正确结论的序号是( )
A. ①②③
B. ②③④
C. ①③④
D. ①②④
【答案】C.
【解析】解:∵A、B是反比函数y=上的点,
∴S△OBD=S△OAC=,故①正确;
当P的横纵坐标相等时PA=PB,故②错误;
∵P是y=的图象上一动点,
∴S矩形PDOC=4,
∴S四边形PAOB=S矩形PDOC﹣S△ODB﹣﹣S△OAC=4﹣﹣=3,故③正确;
连接OP,
===4,
∴AC=PC,PA=PC,
∴=3,
∴AC=AP;故④正确;
综上所述,正确的结论有①③④.
故选:C.
2.如图,点A与点B分别在函数y=与y=的图象上,线段AB的中点M在y轴上.若△AOB的面积为2,则k1﹣k2的值是________
【答案】4
【解析】解:作AC⊥x轴于C,BD⊥x轴于D,
∴AC∥BD∥y轴,
∵M是AB的中点,
∴OC=OD,
设A(a,b),B(﹣a,d),
代入得:k1=ab,k2=﹣ad,
∵S△AOB=2,
∴(b+d)•2a﹣ab﹣ad=2,
∴ab+ad=4,
∴k1﹣k2=4,
3.如图,在以O为原点的直角坐标系中,矩形OABC的两边OC、OA分别在x轴、y轴的正半轴上,反比例函数(x>0)与AB相交于点D,与BC相交于点E,若BD=3AD,且△ODE的面积是12,则k=______
【答案】
【解析】解:∵四边形OCBA是矩形,
∴AB=OC,OA=BC,
设B点的坐标为(a,b),
∵BD=3AD,
∴D(,b)
∵D、E在反比例函数的图象上,
∴=k,
设E的坐标为(a,y),
∴ay=k
∴E(a,),
∵S△ODE=S矩形OCBA﹣S△AOD﹣S△OCE﹣S△BDE=ab﹣k﹣k﹣••(b﹣)=12,
∴4k﹣k﹣+=12
k=
【方法总结】
反比例函数的比例系数k具有一定的几何意义,|k|等于反比例函数图象上任意一点向两坐标轴所作垂线段与两坐标轴所围成的矩形的面积.在反比例函数的图象中,涉及三角形或矩形的面积时,常用比例系数k的几何意义解决问题.
【随堂练习】
1.如图,A、B是双曲线y=(k>0)上的点,A、B两点的横坐标分别是a、3a,线段AB的延长线交x轴于点C,若S△AOC=3.则k的值为( )
A.2 B.1.5 C.4 D.6
【解答】解:如图,分别过点A、B作AF⊥y轴于点F,AD⊥x轴于点D,BG⊥y轴于点G,BE⊥x轴于点E,
∵k>0,点A是反比例函数图象上的点,
∴S△AOD=S△AOF=|k|,
∵A、B两点的横坐标分别是a、3a,
∴AD=3BE,
∴点B是AC的三等分点,
∴DE=2a,CE=a,
∴S△AOC=S梯形ACOF﹣S△AOF=(OE+CE+AF)×OF﹣|k|=×5a×﹣|k|=3,
解得k=1.5.
故选:B.
2.如图所示,四边形ABCD的顶点都在坐标轴上,若AD∥BC,△ACD与△BCD的面积分别为20和40,若双曲线y=恰好经过边AB的四等分点E(BE<AE),则k的值为 _____.
【解答】解:∵AD∥BC,
∴S△BCD=S△BCA,S△ACD=S△ABD.
∵△ACD与△BCD的面积分别为20和40,
∴△ABD和△BCD面积比为1:2,
∴根据同底得:AO:OC=DO:OB=1:2,
∴S△AOB=S△ABD=.
∵双曲线y=恰好经过边AB的四等分点E(BE<AE),
∴S△AOB+|k|+S△AOB=S△AOB,
∴|k|=S△AOB=×=5,
∵双曲线经过第二象限,k<0,
∴k=﹣5.
故答案为﹣5.
综合运用:反比例函数图象及其性质
1.m为何值时,下列函数是反比例函数?
(1)y=(m﹣1);
(2)y=.
【解析】解:(1)由题意得:m2﹣2=﹣1,且m﹣1≠0,
解得:m=﹣1;
(2)由题意得:m+2≠0,|m|﹣1=1,
解得:m=2.
2.【探究函数y=x+的图象与性质】
(1)函数y=x+的自变量x的取值范围是 ;
(2)下列四个函数图象中,函数y=x+的图象大致是 ;
(3)对于函数y=x+,求当x>0时,y的取值范围.请将下列的求解过程补充完整.
解:∵x>0,∴y=x+=()2+()2=(﹣)2+ .
∵(﹣)2≥0,∴y≥ .
【拓展说明】
(4)若函数y=(x>0),求y的取值范围.
【解析】解:(1)∵y=x+,
∴x的取值范围是x≠0,
故答案为:x≠0;
(2)∵函数y=x+,
∴当x>0时,y>0,当x<0时,y<0,
故选:C;
(3)∵x>0,
∴y=x+=()2+()2=(﹣)2+2.
∵(﹣)2≥0,
∴y≥2,
故答案为:2、2;
(4)∵x>0,
∴y==x﹣5+=(x﹣4+)﹣1=()2﹣1≥﹣1,
即y的取值范围是y≥﹣1.
3.小张同学尝试运用课堂上学到的方法,自主研究函数y=的图象与性质.下面是小张同学在研究过程中遇到的几个问题,现由你来完成:
(1)函数y=的定义域是 ;
(2)下表列出了y与x的几组对应值:
表中m的值是 ;
(3)如图,在平面直角坐标系xOy中,描出以表中各组对应值为坐标的点,试由描出的点画出该函数的图象;
(4)结合函数y=的图象,写出这个函数的性质: .(只需写一个)
【解析】解:(1)函数y=的定义域是x≠0,
故答案为:x≠0;
(2)当y=1时,=1,
解得:x=1或x=﹣1,
∴m=﹣1,
故答案为:﹣1;
(3)如图所示:
(4)图象关于y轴对称,
故答案为:图象关于y轴对称.
4.如图,已知反比例函数的图象的一支位于第一象限.
(1)该函数图象的另一分支位于第 象限,m的取值范围是 ;
(2)已知点A在反比例函数图象上,AB⊥x轴于点B,△AOB的面积为3,求m的值.
【解析】解:(1)根据反比例函数的图象关于原点对称知,该函数图象的另一支在第三象限,且m﹣7>0,则m>7;
故答案是:三,m>7;
(2)∵点A在第一象限,
∴AB⊥x轴,
∴S△OAB=,
∴m﹣7=6,
解得m=13.
5.如图,在平面直角坐标系中,O为坐标原点.已知反比例函数y=(k>0)的图象经过点A(2,m),过点A作AB⊥x轴于点B,且△AOB的面积为5.
(1)求k和m的值;
(2)当x≥8时,求函数值y的取值范围.
【解析】解:(1)∵A(2,m),
∴OB=2,AB=m,
∴S△AOB=•OB•AB=×2×m=5,
∴m=5,
∴点A的坐标为(2,5),
把A(2,5)代入y=,得k=10;
(2)∵当x=8时,y=,
又∵反比例函数y=在x>0时,y随x的增大而减小,
∴当x≥8时,y的取值范围为0<y≤.
6.(1)点(3,6)关于y轴对称的点的坐标是 .
(2)反比例函数关于y轴对称的函数的解析式为 .
(3)求反比例函数(k≠0)关于x轴对称的函数的解析式.
【解析】解:(1)由于两点关于y轴对称,纵坐标不变,横坐标互为相反数;
则点(3,6)关于y轴对称的点的坐标是(﹣3,6);
(2)由于两反比例函数关于y轴对称,比例系数k互为相反数;
则k=﹣3,
即反比例函数关于y轴对称的函数的解析式为y=﹣;
(3)由于两反比例函数关于x轴对称,比例系数k互为相反数;
则反比例函数(k≠0)关于x轴对称的函数的解析式为:y=﹣.
故答案为:(﹣3,6)、y=﹣.
7.如图,某反比例函数图象的一支经过点A(2,3)和点B(点B在点A的右侧),作BC⊥y轴,垂足为点C,连结AB,AC.
(1)求该反比例函数的解析式;
(2)若△ABC的面积为6,求直线AB的表达式.
【解析】解:(1)由题意得,k=xy=2×3=6
∴反比例函数的解析式为y=.
(2)设B点坐标为(a,b),如图,
作AD⊥BC于D,则D(2,b)
∵反比例函数y=的图象经过点B(a,b)
∴b=
∴AD=3﹣.
∴S△ABC=BC•AD
=a(3﹣)=6
解得a=6
∴b==1
∴B(6,1).
设AB的解析式为y=kx+b,
将A(2,3),B(6,1)代入函数解析式,得
,
解得,
直线AB的解析式为y=﹣x+4.
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