内容正文:
27.2.2 反比例函数的图象和性质(2)
课题名称
27.2.2 反比例函数的图象和性质(2)
课型
新授课
教学资源
课件、坐标系(方格纸)
教学内容解析
内容
反比例函数的图象和性质(第二课时)
内容解析
本课时是在学生已经会用描点法画出反比例函数 的图象、知道图象是双曲线、掌握 k 的符号决定图象所在象限及每个象限内增减性的基础上,进一步研究反比例函数图象的两个重要特征:一是图象关于原点成中心对称;二是比例系数 k 的几何意义——图象上任意一点向两坐标轴作垂线,与坐标轴围成的矩形面积恒等于 |k|,所围直角三角形的面积恒等于 |k|。
这些内容是上一课时"位置与增减性"的自然延伸,也是数形结合思想的集中体现。k 的几何意义沟通了"数(k)"与"形(面积)",是中考的常考点;中心对称性则为后续求两个函数图象的交点、整体把握双曲线提供了依据。它既深化了学生对反比例函数图象的认识,也为下一节建立反比例函数模型解决实际问题做好方法上的准备。
目标与目标解析
单元整体目标
本章按照"画图象—探究性质—解决实际问题"的路径展开。第一课时已完成画图、位置与增减性的探究,本课时继续探究图象的对称性与 k 的几何意义。
对应课标:
① 能画出反比例函数的图象,根据图象和解析式 (k 为常数,k≠0)探索并理解其更多性质;
② 能利用反比例函数的图象与性质解决简单问题;
③ 在观察、归纳、几何直观等活动中,发展数形结合、几何直观与推理能力。
课时目标
1. 知道反比例函数的图象关于原点成中心对称,能利用对称性由图象上一点的坐标写出其对称点的坐标,并判断该点是否仍在图象上,发展几何直观。
2. 理解并掌握 k 的几何意义:图象上任意一点向两坐标轴作垂线,与坐标轴围成的矩形面积为 |k|,所围直角三角形的面积为 |k|;能由面积求 k、由 k 求面积,发展数形结合与数学运算能力。
3. 能综合运用反比例函数的图象与性质(位置、增减性、对称性)解决比较函数值、求交点等简单问题,发展推理能力。
课时目标解析
达成目标1的标志:学生能说出反比例函数图象关于原点对称,能由点 P(a,b) 写出对称点 P′(-a,-b),并由 (-a)·(-b)=ab=k 判断 P′ 仍在图象上。
达成目标2的标志:学生能根据图形说出矩形面积 S=|xy|=|k|、三角形面积 S=|xy|=|k|;已知矩形或三角形面积能正确求出 |k|,并结合图象所在象限确定 k 的符号。
达成目标3的标志:学生能在同一坐标系中比较同一象限内两点的函数值,能利用对称性求出正比例(或一次)函数与反比例函数图象的交点。
学情分析
已有的知识、认知水平
通过上一课时的学习,学生已经会画反比例函数的图象,知道双曲线的位置由 k 的符号决定、每个象限内具有增减性;在一次函数、二次函数的学习中,也积累了从图象中进一步发现特征、并由数与形对照解释特征的经验。这些都为本课时发现对称性、探究 k 的几何意义奠定了基础。
困惑点或探索点
① 探究 k 的几何意义时,容易忽略面积是 |k|(而非 k),忘记结合图象所在象限判断 k 的正负;② 对"图象上任意一点围成的矩形面积都相等"这一不变性理解不深,不会主动用它求 k;③ 利用对称性求交点时,容易只求出一个交点而漏掉另一个关于原点对称的交点。
教学重难点
教学重点
反比例函数图象的中心对称性;k 的几何意义(矩形面积为 |k|、三角形面积为 |k|/2)。
教学难点
结合图象所在象限由面积确定 k 的符号,以及灵活运用对称性和 k 的几何意义解决问题。
教学策略分析
(为什么学、学什么、怎么学)
为什么学:对称性与 k 的几何意义是反比例函数图象的本质特征,前者沟通了两支曲线之间的关系,后者把 k 这个"数"与矩形、三角形的"面积"直接联系起来,是数形结合思想的典型载体,也是中考常考点。
学什么:反比例函数图象关于原点中心对称;k 的几何意义(矩形面积 |k|、三角形面积 |k|/2);综合运用图象与性质解决问题。
怎么学:以 的图象为载体,先取特殊点观察关于原点的对称性并验证,再让学生任取一点作垂线、计算面积,在"变中找不变"中归纳 k 的几何意义;借助图形与例题,由面积到 k、由 k 到面积双向训练,突破"符号确定"这一难点。
教学过程
教学环节
学习任务设计
师生活动
评价要点
设计意图
新知导入
复习回顾
引入新课
1、 复习引入
师:上节课我们认识了反比例函数的图象。谁来说说,k>0 和 k<0 时图象分别在哪些象限?增减性如何?
生:k>0 时图象在第一、三象限,在每个象限内 y 随 x 的增大而减小;k<0 时图象在第二、四象限,在每个象限内 y 随 x 的增大而增大。
师:双曲线除了位置和增减性,还有没有其他值得注意的特征?今天我们继续研究 的图象。
学生能正确说出 k 的符号与图象位置、增减性的关系;
明确本节课要进一步发现图象的新特征。
复习上一课时结论,为在同一坐标系上进一步观察对称性与面积不变性做铺垫,实现内容的自然延伸。
概念探究
探究对称性与 k 的几何意义
探究一:图象的对称性
师:在 的图象上取一点 P(1,6),点 P 关于原点对称的点 P′ 的坐标是什么?
生:关于原点对称,横、纵坐标都变号,所以 P′(-1,-6)。
师:P′ 在 的图象上吗?怎样验证?
生:∵ (-1)×(-6)=6=k,∴ P′ 也在图象上。
师:再取点 (2,3),它关于原点的对称点 (-2,-3) 在图象上吗?
生:∵ (-2)×(-3)=6,也在图象上。
师:这说明双曲线有什么特征?
生:反比例函数的图象关于原点成中心对称。
探究二:k 的几何意义
师:如图,在 第一象限的图象上任取一点 P(2,3),过 P 作 PA⊥x 轴于 A,作 PB⊥y 轴于 B。矩形 OAPB 的面积是多少?
生:S矩形=OA·AP=|x|·|y|=|xy|=|k|=6。
师:连接 OP,三角形 OPA 的面积呢?
生:S三角形=·|x|·|y|=|k|=3。
师:如果改取图象上其他位置的点(例如 P(3,2) 或第三象限的点),这些面积会改变吗?
生:不会。因为对任意一点 (x,y) 都有 xy=k,所以矩形面积恒为 |k|,三角形面积恒为 |k|。
师:(归纳)这就是 k 的几何意义:过反比例函数图象上任意一点作两坐标轴的垂线,与坐标轴围成的矩形面积等于 |k|,所围直角三角形的面积等于 |k|。注意面积是 |k|,k 的正负要由图象所在象限确定。
例1 反比例函数 的图象上一点到两坐标轴的垂线所围成矩形的面积为 3,且图象位于第二、四象限,求 k。
生:由矩形面积 |k|=3,得 k=±3;又图象在第二、四象限,k<0,∴ k=-3。
例2 如图,点 A 在反比例函数 的图象上,AB⊥x 轴于 B,若 S三角形AOB=2,求 k。
生:由 S三角形=|k|=2,得 |k|=4,k=±4;由图知图象在第一、三象限(k>0),∴ k=4。
能由点 P(a,b) 写出对称点 P′(-a,-b) 并验证其在图象上;
能说出矩形面积为 |k|、三角形面积为 |k|/2;
能由面积求 |k|,并结合图象所在象限正确确定 k 的符号。
从特殊点入手发现中心对称,再由"任取一点"验证,体现由特殊到一般;通过作垂线、算面积,在变化中发现面积不变,把 k 与面积直观联系起来,落实数形结合与几何直观;例题强调"先求 |k| 再定符号",突破难点。
课堂练习
知识巩固
练习1 若点 P(m,n) 在反比例函数 的图象上,则 P 关于原点对称的点 P′ 的坐标为____,P′____(填"在"或"不在")该图象上。
生:P′(-m,-n);∵ (-m)(-n)=mn=6=k,∴ P′ 在图象上。
练习2 点 P 是反比例函数 第一象限图象上任意一点,作 PA⊥x 轴于 A,则 S三角形POA=____。
生:S=|k|==2。
练习3 反比例函数 的图象上任意一点到两坐标轴垂线所围成的矩形面积为 5,且图象位于第一、三象限,则 k=____。
生:|k|=5,k=±5;又 k>0,∴ k=5。
练习4(综合)正比例函数 y=2x 与反比例函数 的图象有几个交点?求交点坐标。
生:联立得 2x=,即 x²=4,x=±2。当 x=2 时 y=4;当 x=-2 时 y=-4。∴ 有两个交点 (2,4) 与 (-2,-4),它们关于原点对称。
练习1 会用对称性写坐标并判断点在图象上;
练习2、3 会由 k 求面积、由面积求 k 并定符号;
练习4 能综合运用对称性求出两个(而非一个)交点。
练习从对称性、k 的几何意义到两函数交点的综合问题,层层递进;练习4刻意让学生体会"交点成对出现、关于原点对称",防止漏解。
反思总结
学生为主体发言总结
师:请同学们一起回顾,本节课你有哪些收获?
生1:反比例函数的图象关于原点成中心对称;
生2:过图象上一点作两坐标轴的垂线,围成的矩形面积等于 |k|,直角三角形面积等于 ;
生3:由面积求 k 时,先求 |k|,再根据图象所在象限确定 k 的正负。
师:本节课还有哪些疑惑?说一说!
学生能主动梳理"对称—面积—定 k"三大要点;
能提出并交流尚存的疑惑。
通过自主小结把图象特征结构化,深化对对称性和 k 的几何意义的理解,培养归纳与反思习惯。
板书设计
27.2.2 反比例函数的图象和性质(2)
1. 对称性:图象关于原点成中心对称。
P(a,b) 在图象上 ⟺ P′(-a,-b) 也在图象上。
2. k 的几何意义:
矩形面积 S=|xy|=|k|;
直角三角形面积 S=。
(先由面积求 |k|,再由图象所在象限定 k 的符号。)
数形结合,提纲挈领,重点突出。
学科网(北京)股份有限公司
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