内容正文:
27.2 反比例函数的图象和性质 知识清单
人教(2024)版 九年级上册 第二十七章 反比例函数
知识地图:从「式」到「图」
上一节(27.1)我们认识了反比例函数,会判断、会求解析式,研究的都是「式」。这一节换一个角度——把式子画成图,再看图读出性质。
本节的线索只有四步(图 1):画图象 → 识图象 → 记性质 → 用性质。画图象用的是描点法;识图象要抓住「双曲线、两支」;记性质要分清 与 ;用性质主要是判断图象位置和比较函数值的大小。
图 1 本节知识地图:用描点法画出双曲线,再由图象归纳出 与 时的象限和增减性,最后用性质判断位置、比较大小
一、学习目标与重难点
1. 学习目标(学完本节,你应该能够)
① 会用描点法画出反比例函数的图象:会列表、描点、连线,知道它由两支曲线组成。
② 知道反比例函数 ()的图象是双曲线,两支分别位于两个象限,与坐标轴不相交。
③ 能说出并运用性质: 时图象在第一、三象限,在每个象限内 随 的增大而减小; 时图象在第二、四象限,在每个象限内 随 的增大而增大。
④ 知道反比例函数的图象既是中心对称图形(对称中心是原点),又是轴对称图形(对称轴是直线 和 )。
⑤ 会用图象和性质判断图象所在象限,并在同一象限内比较函数值的大小。
2. 重点与难点
项目
内容
重点
反比例函数的图象是双曲线; 与 时图象的位置和增减性
难点
「在每个象限内」这句话的理解——离开同一象限,不能说 随 增大而减小
易混点
反比例函数的增减性(只在同一象限内成立)与正比例函数(y = kx)的增减性(在整个自变量取值范围上成立)的区别
二、用描点法画反比例函数的图象
画一个函数的图象,通用的办法是描点法,分三步:列表、描点、连线。反比例函数也用这个办法,只是它有两个特殊之处:自变量不能取 0,图象又分成两支。
1. 第一步:列表
在解析式 里给 取一组值,算出对应的 。为了让计算和描点都方便, 通常取互为相反数的成对的值,例如 、、…、。
2. 第二步:描点
把每一对 、 的值作为点的坐标,在直角坐标系中把相应的点标出来。
3. 第三步:连线
按照横坐标由小到大的顺序,用平滑的曲线把所描的点连接起来,就得到反比例函数的图象。
4. 连线时的三个要点
① 要用平滑曲线,不能画成折线;
② 两支曲线要分开画,不能穿过 轴连成一支——因为 , 轴正是两支的分界线;
③ 曲线两端要自然延伸,体现出「无限接近 轴、 轴,但不相交」的趋势。
图 2 用描点法画反比例函数图象的三步:列表、描点、连线;两支必须分开画,不能连成一支
三、教材例:画 与 的图象
1. 列表
画 的图象时, 取 、、…、、、…、,算出对应的 ,列成下表。
x
−6
−5
−4
−3
−2
−1
1
2
3
4
5
6
−1
−1.2
−1.5
−2
−3
−6
6
3
2
1.5
1.2
1
1
1.2
1.5
2
3
6
−6
−3
−2
−1.5
−1.2
−1
注意:因为 取的是互为相反数的值,算出的 也正好互为相反数,所以表格左右两半是对称的。这也是列表时特意取成对相反数的原因。
2. 描点、连线,得到图象
把表中的每一对值作为点的坐标描出来,再用平滑曲线连接,就得到 的图象(图 3)。它由两条曲线组成:一条在第一象限,一条在第三象限。
图 3 ()的图象:两支分别在第一、三象限,在每个象限内 y 随 x 的增大而减小
用同样的方法画 的图象(图 4):它的两条曲线分别落在第二象限和第四象限。
图 4 ()的图象:两支分别在第二、四象限,在每个象限内 y 随 x 的增大而增大
3. 两个图象对比
这两个图象的形状完全相同,只是位置不同: 的图象在第一、三象限, 的图象在第二、四象限。它们的共同点是——都是双曲线,都由两支组成,都与坐标轴不相交。
四、反比例函数的图象特征
一般地,反比例函数 ()的图象是双曲线。它有三个明显的特征。
1. 是双曲线,由两支组成
图象不是一条完整的曲线,而是分成两支。
2. 两支分别位于两个象限
当 时,两支分别在第一、三象限;当 时,两支分别在第二、四象限。两支关于原点对称(见第六节)。
3. 与坐标轴不相交
因为 、,图象上的点不可能落在坐标轴上,所以双曲线与 轴、 轴都不相交,只能无限接近。
图 5 图象特征对比:无论 还是 ,图象都是两支曲线,分别位于两个象限,无限接近坐标轴但不相交
五、反比例函数的性质:k>0 与 k<0
画出图象之后,就能归纳出反比例函数最重要的性质。
1. 性质归纳
k 的符号
图象所在象限
在每个象限内 y 随 x 的变化
第一、三象限
y 随 x 的增大而减小
第二、四象限
y 随 x 的增大而增大
2. 「在每个象限内」五个字不能少
这句话是性质的灵魂。以 为例:在第一象限里, 越大 越小,这是对的;但如果拿第三象限的点和第一象限的点去比,就不成立了——第三象限的 一直是负数,第一象限的 一直是正数。所以离开「同一象限」,不能笼统地说 随 增大而减小。
★ 一句话记牢:反比例函数的增减性,前面一定要加上「在每个象限内」。少了这五个字,性质就是错的。
★ 两条顺口溜:k>0 记作「一三正,减」,k<0 记作「二四负,增」。
图 6 反比例函数的性质: 一、三象限(减), 二、四象限(增);增减性必带「在每个象限内」
六、反比例函数的对称性(教材探究)
把双曲线放在坐标系里看,它还是一幅很「对称」的图。
1. 中心对称:关于原点对称
对称中心是坐标原点 O。如果点 在图象上,那么它的中心对称点 也一定在图象上。
应用:画图象时,只要列表、算出第一支(如第一象限)上的几个点,利用中心对称就能直接写出关于原点对称的另一支上的对应点,不必重复列表、计算。
2. 轴对称:关于直线 y = x 和 y = −x 对称
图象的两条对称轴是直线 和直线 (分别是第一、三象限和第二、四象限的角平分线)。如果点 在图象上,那么 和 也都在图象上。
图 7 反比例函数图象的对称性:关于原点中心对称,关于直线 y = x、y = −x 轴对称
七、比例系数 k 的几何意义
过双曲线上任意一点 P 分别作 轴、 轴的垂线,两条垂线与两条坐标轴围成一个矩形(图 8)。
因为 在图象上,所以 ;于是矩形面积 。
连接 OP,把矩形分成两个全等的直角三角形,每个直角三角形面积 。
重要结论:矩形面积(或直角三角形面积)只与 的大小有关,与点 P 在图象上的位置无关——无论 P 在哪一支、哪个位置,围成的面积都不变。
以图 8 为例:图中点 P 的坐标为 ,它恰在 上;矩形面积 ;直角三角形面积 。
图 8 比例系数 k 的几何意义:过双曲线上任意一点 作坐标轴的垂线,矩形面积 ,直角三角形面积 ;面积只与 |k| 有关
应用(基础):若已知图象上一点与坐标轴围成的矩形面积为 8,则 = 8( 时 ; 时 )。注意:矩形面积只能确定 ,k 的正负还要看图象所在象限。
★ k 的几何意义:过图象上任意一点作坐标轴的垂线,矩形面积 ,直角三角形面积 。
★ 面积只与 有关:无论点 P 在图象的哪一支、哪个位置,围成的矩形(或直角三角形)面积都不变。
八、易错清单:六个「坑」千万别踩
这一节概念多、容易混淆。下面把六条最常出错的「错误说法」与对应的「正确认识」列出来(图 9)。建议逐条对照,特别留意「在每个象限内」这五个字。
图 9 易错辨析:常见错误说法 vs 正确认识——增减性只在同一象限内成立;双曲线由两支组成、与坐标轴不相交
把这六条「错误说法」反过来读,就是本节的六条正确结论:
① 增减性必须带上「在每个象限内」;
② 双曲线与坐标轴无限接近,但永不相交(不经过原点);
③ 两支分别位于两个象限,不能跨象限连成一支;
④ k>0 时每个象限内 y 随 x 增大而减小(不是增大);
⑤ 比较大小先判断两点是否在同一象限:异号先比正负,同号再按增减性比;
⑥ 图象是双曲线(两支曲线),不是直线,也不是一条连续曲线。
九、方法总结与记忆支架
把整节内容收成「一个画法、两份性质、一类对称」,再配上三个必背(图 10),本节就装进脑子里了。
图 10 本节小结:一个画法(描点法画双曲线)、两份性质(k>0 一三象限减,k<0 二四象限增)、一类对称(关于原点中心对称、关于 y=x 与 y=-x 轴对称)
十、课后巩固
下面 6 道题都在本节范围内:判断位置、求字母范围、求 k、用几何意义、同象限比大小、用对称性写点。做完再看参考答案。
题号
题目
1
已知反比例函数 的图象位于哪些象限?在每个象限内,y 随 x 怎样变化?
2
已知 的图象在第二、四象限,求 m 的取值范围。
3
已知 的图象经过点 ,求 k,并判断图象所在象限。
4
已知 图象上的一点与坐标轴围成的矩形面积为 12,求 。
5
在 上取三点 、、,比较 、、 的大小。
6
已知点 在 上,求 k,并写出图象上另外三个点(利用对称性)。
参考答案
1. → 图象在第一、三象限;在每个象限内 y 随 x 增大而减小。
2. → 。
3. → ,图象在第一、三象限(每个象限内 y 随 x 增大而减小)。
4. = 12,即矩形面积 。
5. 三点都在第一象限(x>0), 时每个象限内 y 随 x 增大而减小,x 越大 y 越小,故 。
6. k = ,图象在第二、四象限;由 P 的对称可得 、、 也在图象上。
十一、技能自查(学完本节,你能做到几条)
□ 能用描点法(列表、描点、连线)画出反比例函数的图象,两支分开画、用平滑曲线。
□ 能说出图象是双曲线、由两支组成、与坐标轴不相交。
□ 能分 k>0 与 k<0 说出图象所在象限与增减性,并且必带「在每个象限内」。
□ 能指出图象关于原点中心对称、关于直线 y=x 与 y=-x 轴对称。
□ 给图象上任意一点,能写出它的中心对称点与轴对称点。
□ 比较函数值大小时,会先判断两点是否在同一象限:异号先比正负,同号再按增减性比。
□ 知道过图象上任意一点作两条坐标轴的垂线,围成的矩形面积等于 ,其中的直角三角形面积等于 (直角三角形面积正好是矩形面积的一半)。
十二、知识追问(想一想,能说清才算懂)
追问 1 为什么图象不能连成一支?
因为 、,当 x 无限接近 0 时, 无限增大——两支曲线分别无限地向上、向下延伸,两侧永远被 y 轴隔开,所以图象天然分成两支,不能跨过 y 轴连成一条。
追问 2 增减性为什么必须说「在每个象限内」?
看反例:在 上取第一象限点 A(1, 6)、第三象限点 B(−1, −6)。若跨象限比较,x 从 −1 增加到 1,y 却从 −6 增加到 6,看上去「y 随 x 增大而增大」——这只是把不同象限的点混在一起造成的假象。在同一象限内,规律才成立。
追问 3 k 的几何意义里,为什么面积只与 |k| 有关?
矩形面积 ;而 P(x, y) 在 上,xy = k,所以 ——整个过程与 P 的具体位置无关,只取决于 |k|。
十三、章内位置与中考对接
27.2 是第二十七章《反比例函数》的第 2 节。27.1 学了「什么是反比例函数、怎样求解析式」,本节学「画出图象、归纳性质」,下一节 27.3 将学习反比例函数在实际问题中的应用。
中考中,本节内容常以小题形式出现:判断图象所在象限、由 k 的符号判断增减性、在同一象限内比较函数值的大小、由图象上一点求 k(或 |k|)、利用对称性写出对称点。它是后续学习的基础,但一般不单独出大题。
★ 本节边界:本节只研究反比例函数的图象与性质本身(画图象、识图象、记性质、用性质)。涉及与其它函数结合、或更复杂的实际应用,会在本章后续内容中出现,本清单暂不纳入。
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