内容正文:
第二十七章 反比例函数 知识清单
一、核心知识总结(必背・单元重点)
1. 反比例函数
1.1 反比例函数的定义
一般地,如果变量 和变量 之间的函数关系可以表示成 ( 为常数,且 )的形式,那么称 为 的反比例函数, 称为比例系数。
示例: 是反比例函数,比例系数 ; 是反比例函数,比例系数 。
1.2 反比例函数自变量的取值范围
在反比例函数 中,自变量 的取值范围是不等于 的实数。
示例: 中 ,故点 不可能在其图象上。
1.3 用待定系数法求反比例函数的表达式
求反比例函数的表达式,主要有两条途径:根据问题中两个变量间的数量关系直接写出;运用待定系数法求出。
示例:已知 是 的反比例函数,当 时,。设 ,把 , 代入得 ,所以这个反比例函数的表达式为 。
2. 反比例函数的图象和性质
2.1 反比例函数的图象
反比例函数 ( 为常数,且 )的图象由两条分别位于两个象限内的曲线组成,这样的曲线叫作双曲线。
示例: 的图象是双曲线,两支分别位于第一、三象限; 的图象是双曲线,两支分别位于第二、四象限。
注意:在反比例函数 中, 与 的取值均不能为 。因此,反比例函数的图象与坐标轴没有交点。 示例:双曲线两支都无限接近坐标轴,但永远不与 轴、 轴相交。
2.2 反比例函数的性质
对于反比例函数 :
的符号
图象所在的象限
增减性
第一、三象限
在每个象限内, 的值随 的值的增大而减小
第二、四象限
在每个象限内, 的值随 的值的增大而增大
示例: 中 ,图象在第一、三象限,在每个象限内 随 的增大而减小; 中 ,图象在第二、四象限,在每个象限内 随 的增大而增大。
2.3 反比例函数图象的对称性
反比例函数的图象为中心对称图形,原点为它的对称中心。因此,在画反比例函数的图象时,也可以先画出它的一支,再根据它的中心对称性画出另一支。
示例:点 在 的图象上,则其关于原点的对称点 也在该图象上。
注意:在实际问题中,反比例函数的自变量取值范围常常是大于 的,因此它的图象仅是双曲线在第一象限内的一个分支或其中一部分。 示例:气体密度 ()的图象只是双曲线在第一象限内的一支。
二、二级结论与方法技巧
1. 常用二级推论
1.1 反比例函数的三种等价形式
、、( 为常数,且 )是反比例函数的三种等价形式。若点 在 的图象上,则 ;反之,若 (),则点 在该函数的图象上。
示例: 即 ,是反比例函数,。
1.2 的几何意义
过双曲线上任意一点分别作 轴、 轴的垂线,与两坐标轴围成的矩形面积为 ;以该点、垂足、原点为顶点的直角三角形面积为 。
【使用提醒】面积只能确定 , 的符号须由图象所在象限确定。
1.3 反比例函数图象的轴对称性
反比例函数的图象既是中心对称图形(对称中心为原点),又是轴对称图形,对称轴是直线 和直线 。
2. 解题方法与操作步骤
2.1 判断一个函数是否为反比例函数
先变形为 或 ()的形式,再看是否同时满足 为常数且 、自变量 在分母位置。如 可化为 ,是反比例函数,;、 都不能化成 ,不是反比例函数。
2.2 比较反比例函数值的大小
常用三种方法:①同象限利用增减性直接比较;②把 值代入解析式求出 再比较;③画图象看高低。跨象限时不宜用增减性(此时整体不单调),应选②或③。如 时,、 同在第三象限,由 得 。
3. 大小比较 / 化简 / 运算小技巧
技巧
要点
示例
判点在图象上
算 是否等于 :等于就在,不等就不在
,点 :,在图象上
由点快速求
图象过点 ,则
过点 ,则 ,即
判 的符号
看图象所在象限:一、三象限则 ,二、四象限则
图象在一、三象限,则
4. 常见考试模型
4.1 行程模型(路程一定)
公式:( 一定),即速度 与时间 成反比例,可写成 。
限定:,。
示例:如汽车行驶 的公路:,用 通过时 。
4.2 压强、电流、密度等物理模型
公式:压强 、电流 、密度 等,均为反比例函数。
限定:物理量均取正值。
示例:如质量 的气体注入容积为 的储气罐,密度 。
4.3 面积模型( 的几何意义)
公式:过双曲线上一点作两坐标轴的垂线围成矩形面积 ,直角三角形面积 。
限定:面积恒为正,用 。
示例:如 ()过点 , 面积为 ,则 ,得 ,。
三、章节高频易错点 + 错解 / 正解对比
易错点 1:忽视比例系数 这个前提
典例:若函数 是反比例函数,求 的值。
错解:由 得 ,所以 。
正解:由题意得 且 。由 得 ,又 ,所以 。
原因:概念理解不完整。反比例函数 需要两个缺一不可的条件: 的指数为 ,且比例系数 。学生只盯着”指数”这个显性条件,忘记 时比例系数 ,函数退化为 ,不再是反比例函数。凡由定义反求参数,都要回代检查比例系数是否为 。
易错点 2:判断反比例函数时形式识别出错
典例:下列函数中,哪些是反比例函数?;;。
错解: 和 都是反比例函数。
正解: 可化为 ,是反比例函数,; 多一个常数项,不能化成 的形式,不是反比例函数; 中 在分子,是正比例函数,不是反比例函数。
原因:形式识别的思维误区。学生看到” 在分母”就误判为反比例函数,忽略反比例函数必须能化成 ()的完整形式—— 与 之间是纯粹的商的关系,多一个常数项或 跑到分子都不行。判断前要先把式子变形到最简形式。
易错点 3:增减性表述漏掉”在每个象限内”这一限制
典例:已知反比例函数 ,当 增大时, 怎样变化?
错解:因为 ,所以 随 的增大而减小。
正解:在每个象限内, 的值随 的值的增大而减小。不能笼统说” 随 的增大而减小”:如 时 , 时 , 但 ,并不满足”减小”。
原因:忽略隐含条件。反比例函数的增减性是”分区间”的:两支曲线各自在一个象限内递减(或递增),但跨象限并不单调。学生把一次函数”整体单调”的经验直接套用到反比例函数上,漏掉”在每个象限内”这个关键限定。
易错点 4:由面积求 时忽略符号
典例:反比例函数 的图象在第二、四象限,过图象上一点作两坐标轴的垂线围成矩形的面积为 ,求 的值。
错解:矩形面积为 ,所以 。
正解:矩形面积为 ,得 ,即 。又图象在第二、四象限,故 ,所以 。
原因:符号处理失误。 的几何意义中面积对应的是 ,面积只能推出 , 的符号还必须由图象所在象限确定。学生把”面积等于 “直接写成”“,忘记 可以取负值;反之,求面积时也要用 而不能把负的 直接代入算面积。
易错点 5:画图象时用线段连接,或画成与坐标轴相交
典例:画反比例函数 的图象。
错解:把列表得到的点用直线段顺次连接,并把曲线画到与 轴、 轴相交。
正解:反比例函数的图象是双曲线,两支分别位于两个象限内,用平滑的曲线连接各点;且曲线无限接近坐标轴但永远不与坐标轴相交(因为 ,)。
原因:图象特征理解不清。学生沿袭画一次函数图象”两点连线”的习惯,用线段连接各点;也不理解”、 均不为 “意味着双曲线只能无限逼近坐标轴而不能相交。反比例函数图象必须用平滑曲线,且要注意”渐近但不相交”。
易错点 6:实际问题中忽视自变量的取值范围
典例:在一段长为 的公路上,规定小汽车速度最低为 、最高为 ,写出速度 与时间 的函数关系式及 的取值范围。
错解:, 为任意正实数。
正解:,由 得 ,解得 。所以 的取值范围是 。
原因:忽略实际问题对自变量的限制。反比例函数中 只是理论范围,实际问题中 还要受”速度最低 、最高 “的限制。学生只写出函数关系式就结束,忘记根据题目条件进一步确定自变量的取值区间。
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