与反比例函数有关的面积问题,本文主要内容关键词为:反比例论文,函数论文,面积论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。
我们知道,过反比例函数(K≠0)图象上的任一点分别向两坐标轴作垂线,则两垂线与坐标轴所围成的矩形的面积不变,等于│k│。这个结论很容易证明。
如图1,点P(a,b)是反比例函数(k≠0)图象上的一点,则有a·b=k。过点P作PA⊥x轴于A,作PB⊥y轴于点B,则
PA=│b│,PB=│a│。
所以
图1
这是苏科版《数学》八年级下册的一个探究问题,也是反比例函数中的一个重要结论,由此进行变式拓展,具有很大的命题效益。下面以2009年各地中考试题为例作如下剖析。
一、直接应用
例1 (2009年湖南常德)如图2,已知点C为反比例函数上的一点,过点C向坐标轴引垂线,垂足分别为A、B,那么四边形AOBC的面积为__。
图2
分析 本题直接应用上述结论,得四边形AOBC的面积=│k│=│-6│=6。
例2 (2009年黑龙江牡丹江)如图3,点A、B是双曲线上的点,分别经过A、B两点向x轴、y轴作垂线段,若,则=__。
图3
分析 所以,
例3 (2009年甘肃兰州)如图4,若正方形OABC的顶点B和正方形ADEF的顶点E都在函数(x>0)的图象上,则点E的坐标是(__,__)。
图4
分析 由,可得正方形OABC的边长为1,从而求出点B的坐标为(1,1),设正方形ADEF的边长为a,则点E的坐标为(1+a,a),把点E的坐标代入得
解这个方程得。
又因为a>0,所以,所以点E的坐标是。
二、化归应用
例4 (2009年福建莆田)如下页图5,在x轴的正半轴上依次截取,
图5
图6
图7
图8
四、综合应用
例8 (2009年福建福州)已知A、B、C、D、E是反比例函数的图象上五个整数点(横、纵坐标均为整数),分别以这些点向横轴或纵轴作垂线段,由垂线段所在的正方形边长为半径作四分之一圆周的两条弧,组成如图9(下页)所示的五个橄榄形(阴影部分),则这五个橄榄形的面积总和是__。(用含π的代数式表示)
分析 本题是求不规则的面积问题。通过观察发现,每个橄榄形的面积,等于两个圆心角为90°的扇形的面积和减去一个正方形的面积,因此只要求出每个正方形的边长即可。根据整数的分解,
图9
16=1×16=2×8=4×4。
所以图9中以A、B、C、D、E为顶点的正方形的边长分别为1,2,4,2,1。
所以,这五个橄榄形的面积总和
例9 (2009年山东济南)已知:如图10,正比例函数y=ax的图象与反比例函数的图象交于点A(3,2)。
(1)试确定上述正比例函数和反比例函数的表达式;
(2)根据图象回答,在第一象限内,当x取何值时,反比例函数的值大于正比例函数的值?
(3)M(m,n)是反比例函数图象上的一动点,其中0<m<3,过点M作直线BM∥x轴,交y轴于点B;过点A作直线AC∥y轴交x轴于点C,交直线MB于点D。当四边形OADM的面积为6时,请判断线段BM与DM的大小关系,并说明理由。
图10
分析 (1)把A(3,2)分别代入,y=ax中,即可求出反比例函数的表达式为:
正比例函数的表达式为
(2)观察图象,得在第一象限内,当0<x<3时,反比例函数的值大于正比例函数的值;
=3+3+6=12。
即OC·OB=12。
因为OC=3。
所以OB=4,即n=4。
所以MB=MD。
例10 (2009年山东威海)一次函数y=ax+b的图象分别与x轴、y轴交于点M、N,与反比例函数的图象相交于点A、B。过点A分别作A⊥x轴,AE⊥y轴,垂足分别为C,E;过点B分别作BF⊥x轴,BD⊥y轴,垂足分别为F、D,AC与BD交于点K,连接CD。
(1)若点A、B在反比例函数的图象的同一分支上,如图11,试证明:
②AN=BM,
(2)若点A、B分别在反比例函数的图象的不同分支上,如图12,则AN与BM还相等吗?试证明你的结论。
图11
所以∠AKB=∠CKD=90°,
所以△AKB∽△CKD,
所以∠CDK=∠ABK,
所以AB∥CD。
因为AC∥y轴,
所以四边形ACDN是平行四边形,
所以AN=CD。
同理BM=CD,所以AN=BM,
(2)本题是在第(1)题证明的基础上,改变条件
继续探究。
如图12。
图12
同(1)可证,AN与BM仍然相等。
以上这些中考题都是由本文前面提到的结论拓展而来的,同时又高于这个结论。因此,我们在平时学习时,要注意对典型问题进行挖掘和拓展,更深层次地了解问题的实质,从而增强举一反三、触类旁通的能力,提高思维的广度和深度,培养创新精神。
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