师:各位同学,大家好,欢迎进入今天的数学课堂。前面我们已经学过人教版数学九年级下册第26章反比例函数的相关知识,本节课我们将对这一章进行复习与小结。首先,我们来看本章知识结构图,它呈现了所学知识的内在联系。数学源于生活且应用于生活,现实世界存在诸多反比例关系,我们将其归纳抽象为反比例函数(y = \frac{k}{x}),进而研究它的图像和性质,最终应用于实际,解决现实中反比例关系的问题。
接下来,我们梳理本章知识要点。同学们还记得反比例函数的概念吗?一般地,形如(y = \frac{k}{x})((k)为常数,(k \neq 0))的函数叫做反比例函数,其中(x)是自变量,(y)是函数。这里要注意两点:一是自变量(x)的取值范围是不等于(0)的一切实数;二是反比例函数还有其他形式,比如(y = k \cdot x^{-1}),以及(xy = k)((k \neq 0))。我们知道反比例函数的图像是双曲线,那它有哪些性质呢?下面我们一起来填表。
反比例函数的解析式为(y = \frac{k}{x}),我们分(k > 0)和(k < 0)两种情况。当(k > 0)时,大致图像位于第一、三象限,在每个象限内(y)随(x)的增大而减小;当(k < 0)时,大致图像位于第二、四象限,在每个象限内(y)随(x)的增大而增大。同学们都记住了吗?
反比例函数的图像对称吗?通过前面的学习,我们知道它既是轴对称图形,又是中心对称图形。它有两条对称轴,分别是直线(y = x)和直线(y = -x),对称中心是原点。
反比例函数(y = \frac{k}{x})解析式中的(k)叫做比例系数,这个(k)与几何图形的面积密切相关。下面我们复习(k)的几何意义。过双曲线(y = \frac{k}{x})((k \neq 0))上一点(P(m,n)),分别作(x)轴、(y)轴的垂线,垂足分别为(A)、(B)。则矩形(OAPB)的面积等于(|OA| \times |AP| = |m| \times |n| = |k|)。
设(P(m,n))是双曲线(y = \frac{k}{x})((k \neq 0))上任意一点,过(P)点作(x)轴或(y)轴的垂线,垂足为(A)。则(\triangle OAP)的面积等于(\frac{1}{2}|OA| \times |AP| = \frac{1}{2}|m| \times |n| = \frac{1}{2}|k|)。
接下来,我们运用刚才复习的知识点来解决几个例题。
例一:若(y = -3x^{a + 1})是(x)的反比例函数,求(a)的值。
根据反比例函数的其他形式(y = k \cdot x^{-1}),我们知道本题中(a + 1)应等于(-1),从而解得(a = -2)。
例二:如图,过反比例函数(y = \frac{k}{x})图像上一点(P)作(PA)垂直(x)轴于点(A),若(\triangle POA)的面积为(6),求(k)的值。
根据(k)的几何意义,我们知道(\triangle POA)的面积等于(\frac{1}{2}|k| = 6),所以(|k| = 12)。要注意,当反比例函数的图像在第二、四象限时,(k)应小于(0),所以本题中(k = -12)。
例三:函数(y = kx - k)与(y = \frac{k}{x})((k \neq 0))的图像大致是下面哪个选项?
由于两个函数解析式都含有相同的系数(k),我们可以对(k)的正负性进行分类讨论,从而得出符合题意的答案。
先看(A)选项,该选项中的一次函数经过一、二、四象限,所以对应的(k)应小于(0);反比例函数图像位于第一、三象限,所以(k)应大于(0),相互矛盾,所以(A)选项错误。
(B)选项,一次函数图像经过一、三、四象限,所以(k)大于(0),但反比例函数图像位于第二、四象限,所以(k)小于(0),矛盾,所以(B)选项也错误。
(C)选项,由一次函数的增减性可知(k)大于(0),一次函数与(y)轴的交点位于(y)轴正半轴,从而得出(-k)应大于(0),则(k)小于(0),矛盾,所以(C)选项也错误。
所以本题正确的选项应为(D)。
例四:在反比例函数(y = \frac{k - 1}{x})的图像的每一支上,(y)都随(x)的增大而减小。图像上有三点(( - 4,y_1)),(( - 1,y_2)),((3,y_3)),求函数值的大小关系。
我们可以先在图像中描出这三点。由图像可知,(( - 4,y_1))和(( - 1,y_2))在第三象限,则(y_1 < 0),(y_2 < 0)。根据函数性质可知(y_2 < y_1)。((3,y_3))在第一象限,则(y_3 > 0)。所以函数值的大小关系为(y_2 < y_1 < y_3)。同学们,以后遇到比较函数值大小关系的问题,如果它们位于同象限,我们可以根据函数的增减性来判断;如果它们位于不同象限,我们可以根据函数值的符号来确定。
例五:已知反比例函数(Y_1 = \frac{k}{x})的图像与一次函数(Y_2 = ax + b)的图像交于点(A(1,4))和点(B(m, - 2))。
第一小问:求这两个函数的关系式。请同学们按下暂停键完成第一小题。
欢迎回来,我们继续讲解例五。想要求函数的解析式,我们要用到待定系数法。求反比例函数(Y_1)的解析式,只需代入已知点(A)即可;求一次函数(Y_2)的解析式,则需要代入(A)、(B)两点的坐标。本题中(B)点坐标未知,所以要先将(B)点代入反比例函数解析式中,求出其坐标,再代入(Y_2)的解析式。下面我们来看解题过程。
把(A(1,4))代入(Y_1 = \frac{k}{x})得(4 = \frac{k}{1}),解得(k = 4),所以(Y_1 = \frac{4}{x})。把(B(m, - 2))代入(Y_1 = \frac{4}{x})中,解得(m = - 2),所以点(B)的坐标为(( - 2, - 2))。再把(A(1,4))和(B( - 2, - 2))代入(Y_2 = ax + b),得到关于(a)、(b)的二元一次方程组,从而解得(a = 2),(b = 2),所以(Y_2 = 2x + 2)。同学们,你做对了吗?
第二小问:观察图像,写出使得(Y_1 > Y_2)成立的自变量(x)的取值范围。
我们知道(Y_1 > Y_2)对应着反比例函数图像在一次函数图像上方部分对应的自变量(x)的取值范围。从图中可知,一次函数与反比例函数在第三象限相交于点(B( - 2, - 2)),在点(B)左侧区域,反比例函数图像都位于一次函数图像上方,对应的(x)应小于(- 2);一次函数与反比例函数在第一象限中交于点(A(1,4)),在点(A)左侧,(y)轴右侧,反比例函数图像也位于一次函数图像上方,对应的(x)大于(0)小于(1)。所以本题自变量(x)的取值范围为(x < - 2)或(0 < x < 1)。
第三小问:求(\triangle ABO)的面积。
我们首先连接(AO)、(BO)形成(\triangle ABO)。根据三角形面积公式(S = \frac{1}{2} \times)底(\times)高,通过观察发现,无论选择(\triangle ABO)的哪一条边作为底,都不太容易求出面积,所以我们要用割补法来求。我们发现一次函数与(x)轴相交于一个点,记为点(D),其坐标未知。(OD)将(\triangle ABO)分成了两个三角形,所以(\triangle ABO)的面积可以表示成(\triangle AOD)的面积加上(\triangle BOD)的面积。这两个三角形我们都可以选择(OD)作为底,根据(A)、(B)两点的坐标表示出它们的高。关键是要求出点(D)的坐标,下面我们来看解题过程。
把(y = 0)代入(Y_2 = 2x + 2),得(2x + 2 = 0),解得(x = - 1)。所以点(D)的坐标为(( - 1,0))。那么(\triangle ABO)的面积等于(S_{\triangle AOD} + S_{\triangle BOD})。选择(OD)作为底为(1),(\triangle AOD)的高是(A)点纵坐标的绝对值(4),(\triangle BOD)的高为点(B)纵坐标的绝对值(2),所以等于(\frac{1}{2}×1×4 + \frac{1}{2}×1×2 = 3)。
同学们,你们听明白了吗?最后,我们回顾一下本节课的所学内容:反比例函数的概念及其他形式;反比例函数的图像和性质;反比例函数的对称性;反比例函数中(k)的几何意义;利用反比例函数的图像和性质解决数学问题和实际问题。
最后是今天的作业,请同学们完成复习题26的第2、11两小题。今天的课程到此结束,谢谢大家。再见。
