内容正文:
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第四节 反比例函数的综合应用
第一、二章
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目
录
难点分层透解
好题随堂演练
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命题点1 反比例函数与一次函数结合
【母题1】 如图,已知直线y=x+b与反比例函数y=(k≠0)的图象交于
点A,B,点A的横坐标为-4,点B的横坐标为2。
(1)求k和b的值。
(2)观察图象,直接写出x+b≥的取值范围。
(3)连接OA,OB,求△AOB的面积。
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解:(1)设点A的坐标为(-4,t),代入反比例函数的表达式y=(k≠0)得k=-4t。
∵点B在反比例函数y=的图象上,
∴点B的坐标为(2,-2t)。
将点A,B的坐标分别代入y=x+b得
解得
∴k=-4t=12。综上所述,b=3,k=12。
(2)-4≤x<0或x≥2。
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(3)如图,设直线与y轴交点为C。
由(1)易知直线的表达式为y=x+3。
当x=0时,y=3,∴C(0,3),
∴S△AOB=S△AOC+S△BOC=×3×4+×3×2=9。
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【解题模板】
解题方法 图形 面积
和差法 S△ABC+S△ACD=S△ABD+S△BCD
铅垂法 S△ABC=S△ABD+S△BCD=BD·h1+
BD·h2=BD·(h1+h2),
即S△ABC=×水平宽×铅垂高
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解题方法 图形 面积
等底等高法 过△PBC的顶点P作所对的边BC的平行线l,则直线l上任一点P'与BC组成的三角形的面积等于△PBC的面积
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【变式1】 求线段和最值
若直线x=4上有一动点N,求当NA+NB的值最小时点N的坐标。
解:由题意知B(2,6),A(-4,-3)。如图,作点B(2,6)关于直线x=4的对称点B'(6,6),连接AB',交直线x=4于点N,连接BN,
此时NA+NB=NA+NB'=AB',NA+NB的值最小,最小值为AB'的长。
∵A(-4,-3),B'(6,6),
∴易得直线AB'的表达式为y=x+,
∴当x=4时,y=×4+=,∴点N的坐标为(4,)。
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【变式2】 由面积比值求点坐标
若点E在线段AB上,且S△AOE∶S△EOB=2∶3,求点E的坐标。
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解:如图,过点B作x轴的垂线,过点A作y轴的垂线,两垂线交于点G,过点E作EF⊥AG于点F。
∵S△AOE∶S△EOB=2∶3,
∴=,
∴=。
∵A(-4,-3),B(2,6),
∴G(2,-3)。
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易知△AEF∽△ABG,
∴===,
即==,
∴AF=,EF=,
∴点E的坐标为(-,)。
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【变式3】 由图形面积的值求点坐标
点Q在第一象限反比例函数的图象上,且点Q在点B左侧。 若△ABQ的面积为,求点Q的横坐标。
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解:如图,过点Q作QH∥y轴交AB于点H。
设Q(m,),则H(m,m+3),
则QH=-(m+3)=-m-3。
∵S△ABQ=S△AQH+S△BQH=×6×(-m-3)=3(-m-3)=,
∴化简得3m2+11m-24=0,
解得m1=,m2=(舍去),
∴点Q的横坐标为。
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【变式4】 由线段关系求点坐标
若点K在反比例函数y=(k≠0)第一象限内的图象上,直线OK与直线AB交于点M,且BM=4AM,求点K的坐标。
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解:易知直线AB的函数表达式为y=x+3。
∵直线OK与直线AB交于点M,
∴点M在直线AB上。
设M(m,m+3)。
①如图1,当点M在线段AB上时,分别过点A,B作x轴和y轴的平行线,交于点N,过点M作MD⊥AN于点D,
∴MD∥BN,AD=m+4,AN=6。
∵BM=4AM,
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∴=。
∵MD∥BN,
∴===,
解得m=-,
∴点M的坐标为(-,-)。
设直线KM的函数表达式为 y=k1x,
∴-=-k1,解得k1=,
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∴直线KM的函数表达式为y=x。
联立解得(负值已舍去)
∴点K的坐标为(2,)。
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②如图2,当点M在线段BA的延长线上时。
∵BM=4AM,∴=。
由①同理可得=,
解得m=-6,
∴点M的坐标为(-6,-6),
∴直线KM的表达式为y=x。
联立解得(负值已舍去)
∴点K的坐标为(2,2)。
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③由BM=4AM,知BM>AM,则点M不在线段AB的延长线上。
综上所述,点K的坐标为(2,)或(2,2)。
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【变式5】 根据交点个数求平移距离
已知点C为直线AB与y轴的交点,点E(1,0),作直线CE,将直线CE向下平移n(n>0)个单位长度后,与双曲线y=有唯一交点,求n的值。
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解:∵C(0,3),E(1,0),
∴易知直线CE的表达式为y=-3x+3。
∵将直线CE向下平移n(n>0)个单位长度,
∴平移后的直线表达式为y=-3x+3-n。
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联立
得3x2+(n-3)x+12=0。
∵平移后的直线与双曲线y=有唯一交点,
∴Δ=(n-3)2-4×3×12=0,
解得n1=15,n2=-9(舍去),∴n=15。
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命题点2 反比例函数与几何图形结合
【母题2】 如图,在平面直角坐标系xOy中,▱OABC的边OC在x轴上,
点B的坐标为(9,3),点C的坐标为(5,0),反比例函数y=(k≠0,x>0)
的图象经过点A,与OB交于点E。
(1)求该反比例函数的解析式。
(2)将▱OABC向右平移,使它的对角线的交点M在
反比例函数的图象上,求平移的距离。
(3)反比例函数y=(x>0)的图象与线段OB交于点E,
点G是y轴上的动点,连接GA,GE,求GA+GE的最小值。
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解:(1)如图,过点B作BH⊥x轴于点H,过点A作AD⊥x轴于点D。
∵▱OABC的边OC在x轴上,点B的坐标为(9,3),
∴OH=9,BH=3。
∵点C的坐标为(5,0),
∴OC=5,
∴CH=OH-OC=4,
∴BC===5,
∴OC=BC=5,∴▱OABC是菱形,
∴OA=AB=OC=BC=5。
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∵BH⊥x轴,AD⊥x轴,∴AD=BH=3,
∴OD=4,∴A(4,3)。
∵反比例函数y=(k≠0,x>0)的图象经过点A(4,3),
∴k=4×3=12,
∴反比例函数的表达式为y=(x>0)。
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(2)∵O(0,0),B(9,3),
∴M(,)。
设▱OABC向右平移m个单位长度,
∴平移后点M的坐标为(+m,)。
∵平移后点M在反比例函数的图象上,
∴(+m)×=12,
解得m=,∴平移的距离为。
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(3)如图,作点A关于y轴的对称点A',连接A'E交y轴于点G,此时GA+GE的值最小,最小值为A'E的长。
∵点B的坐标为(9,3),
∴直线OB的表达式为y=x。
∵反比例函数y=(x>0)的图象与OB交于点E,
∴x=,
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∴x=6或x=-6(舍去),
∴E(6,2)。
∵A(4,3),∴A'(-4,3),
∴A'E==,
∴GA+GE的最小值为。
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【变式1】 由面积倍数关系求点坐标
若坐标轴上有一点N,满足△OCN的面积是▱OABC的面积的2倍,求点N的坐标。
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解:∵A(4,3),C(5,0),
∴S▱OABC=5×3=15。
∵△OCN的面积是▱OABC的面积的2倍,
∴S△OCN=15×2=30。
∵点C位于x轴上,∴点N只能位于y轴上,
∴×5×|yN|=30,∴yN=±12,
∴点N的坐标为(0,12)或(0,-12)。
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【变式2】 由面积相等求点坐标
连接AE,在反比例函数图象上是否存在点P(点P与点E不重合),使得S△OAP=S△OAE?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由。
解:反比例函数图象上存在点P(点P与点E不重合),使得S△OAP=S△OAE。
如图,过点E作EF⊥x轴于点F,过点A作AD⊥x轴于点D,过点P作PG⊥x轴于点G,
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∴EF=2,OF=6,AD=3,OD=4,∴DF=OF-OD=2。
设P(n,),
∴S△OAP=S梯形ADGP+S△POG-S△AOD=×(3+)(4-n)+n·-×4×3=-n+。
∵S△OAE=S梯形ADFE+S△AOD-S△EOF=×(2+3)×2+×4×3-×6×2=5+6-6=5,∴S△OAP=-n+=5,
整理得3n2+10n-48=0,
∴n=或n=-6(不符合题意,舍去),
∴点P的坐标为(,)。
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【变式3】 由特殊三角形存在性求点坐标
在x轴上是否存在点Q,使得△OAQ是直角三角形?若存在,求出点Q的坐标;若不存在,请说明理由。
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解:设点Q的坐标为(q,0),易知∠AOQ≠90°。
∵点A的坐标为(4,3),点O的坐标为(0,0),∴OA2=25,OQ2=q2,AQ2=(4-q)2+9。
①当∠OAQ=90°时,OA2+AQ2=OQ2,即25+(4-q)2+9=q2,
解得q=;
②当∠OQA=90°时,OQ2+AQ2=OA2,即q2+(4-q)2+9=25,
解得q1=0(不符合题意,舍去),q2=4。
综上所述,点Q的坐标为(,0)或(4,0)。
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1. (2025·山东期末)在平面直角坐标系xOy中,已知四边形OABC为矩形,其中A(4,0),C(0,3)。
(1)当反比例函数y=(x>0)的图象和矩形OABC有交点时,k的最大值为________。 (请直接写出结果)
(2)如图,反比例函数y=(x>0)的图象与AB,BC分别交于点D,E,连接DE。
①当k=6时,求△ODE的面积;
②连接AC,判断DE与AC是否平行,并说明理由。
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题序
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解:(1)12
提示:
由反比例函数y=(x>0),得k=xy。
当反比例函数y=(x>0)的图象和矩形OABC有交点时,得0≤x≤4,0≤y≤3,
∴当x=4,y=3时,k有最大值3×4=12。
(2)在平面直角坐标系xOy中,已知四边形OABC为矩形,其中A(4,0),C(0,3),
∴B(4,3),∴AB=OC=3,BC=AO=4。
∵反比例函数y=的图象与AB,BC分别交于点D,E, ∴D(4,),E(,3)。
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题序
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①如图1。
∵k=6,∴D(4,),E(2,3),
∴AD=,CE=2,∴BD=3-=,BE=4-2=2。
∴=---
=3×4-×3×2-×4×-×2×
=12-3-3- =。
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题序
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②DE与AC相互平行。理由如下:
如图2。
设直线AC的表达式为y=mx+n,将A(4,0),C(0,3)分别代入得解得
∴直线AC的表达式为y=-x+3。
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题序
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设直线DE的表达式为y=px+q,将D(4,),E(,3)分别代入得解得
∴直线DE的表达式为y=-x+。
易知≠3,∴DE∥AC。
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题序
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2.(2025·淄博)如图,反比例函数y=-(x<0)和y=(x>0)的图象分别与直线y=kx+b依次相交于A(m,1),B,C(3,n)三点。
(1)求出直线AC对应的函数表达式。
(2)分别以点A,C为圆心,以大于AC的长度为半径作弧,两弧相交于点E和点F。直线EF交y轴于点D,连接AD,CD。试判断△ACD的形状,并说明理由。
(3)请直接写出关于x的不等式kx+b<-的解集。
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题序
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解:(1)把A(m,1)代入反比例函数y=-(x<0)得m=-6,
∴点A的坐标为(-6,1)。
把C(3,n)代入反比例函数y=(x>0)得n=4,
∴点C的坐标为(3,4)。
把(-6,1)和(3,4)代入y=kx+b得解得
∴直线AC对应的函数表达式为y=x+3。
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题序
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(2)△ACD是等腰直角三角形。
理由如下:由作图可得DA=DC,即DA2=DC2。
设点D的坐标为(0,d),
则62+(1-d)2=32+(4-d)2,
解得d=-2,
∴DA2=DC2=62+(1+2)2=45,
AC2=(3+6)2+(4-1)2=90,
∴DA2+DC2=AC2,∴△ACD是等腰直角三角形。
(3)x<-6或-3<x<0。
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题序
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