师:同学们,大家好,欢迎来到数学课堂。很高兴和大家一起学习北师大版九年级上册第六章第二节《反比例函数的图像与性质》的第一课时内容。八年级时,我们已经学习了一次函数,研究了它的定义、图像性质及应用。今天,我们将用类比的方法,在学习反比例函数定义的基础上,继续研究反比例函数的图像与性质。
首先,我们来回顾上一节课的内容——反比例函数的定义。一般地,形如(y=\frac{k}{x})((k)为常数且(k\neq0))的函数叫做反比例函数。那么,反比例函数的定义中需要注意什么呢?需要注意两点:一是(k)是非零常数;二是自变量(x\neq0)。反比例函数有三种表达形式,分别是(y=\frac{k}{x})、(x\cdot y = k)、(y = kx^{-1})。
根据函数的研究过程,这节课我们就来研究反比例函数的图像与性质。我们先来回忆正比例函数(y = kx)的图像与性质。正比例函数的图像是一条过原点的直线。当(k\gt0)时,图像位于一、三象限,(y)随(x)的增大而增大;当(k\lt0)时,图像位于二、四象限,(y)随(x)的增大而减小。
那么,反比例函数(y = \frac{k}{x})的图像会是什么样的呢?它又有哪些性质呢?我们先从一个具体的反比例函数(y = \frac{4}{x})来研究。我们先来思考几个问题:
第一个问题,这个函数的自变量(x)的取值范围是什么?因为(x)在分母上,所以(x)为不等于(0)的实数。
第二个问题,你们猜想这个函数图像是否经过原点,与(x)轴、(y)轴会有交点吗?为什么?因为自变量(x\neq0),所以猜测图像不经过原点,也不与(y)轴相交。又因为(x\cdot y = 4),所以(y)也不等于(0),因此猜测它的图像与(x)轴也无交点。
第三个问题,你能想象一下(y = \frac{4}{x})的图像会分布在哪些象限吗?因为(x\cdot y = 4\gt0),所以(x)、(y)同号。因此猜测函数(y = \frac{4}{x})的图像分布在第一、三象限。
下面我们就来动手画一画反比例函数(y = \frac{4}{x})的图像,从而验证与我们的猜想是否一致。现在请你们回顾画一次函数图像的步骤是什么?共分为三步:列表、描点、连线。
接下来按上述步骤画出函数(y = \frac{4}{x})的图像。第一步列表,因为自变量(x\neq0),又为了更方便地画出函数图像,所以取(x)为(-8)、(-4)、(-3)、(-2)、(-1)、(-\frac{1}{2})、(\frac{1}{2})、(1)、(2)、(3)、(4)、(8)。现在,请你们把这些(x)的值依次代入表达式(y = \frac{4}{x}),求出对应的(y)值,你们求对了吗?
第二步描点,在平面直角坐标系中按自变量从小到大的顺序依次描点。
第三步连线,依次用光滑的曲线连接各点。同学们观察此函数图像,它与我们的猜想一样吗?是一样的,图像不与坐标轴相交,位于一、三象限。
你们知道在画反比例函数图像的时候,我们要注意哪些问题吗?要注意以下问题:
一、列表时自变量的值可以选取一些互为相反数,这样既可简化计算,又便于对称性描点。
二、列表时应尽量多取一些数值,多描一些点,这样可以方便连线。
三、连线时最好按自变量从小到大的顺序依次用光滑的曲线连接,从中体会函数的增减性。
四、图像是连续延伸的,连线时必须用光滑的曲线连接各点,不能用折线连接,还要注意不要画成有明确端点。比如这样连接是正确的,这样是错误的。
五、曲线的发展趋势是无限靠近坐标轴,但不能和坐标轴相交,这是正确的画法,而这是错误的。
有了上面的操作经验,请同学们画出反比例函数(y = -\frac{4}{x})的图像。第一步列表,(x)也取(-8)、(-4)、(-3)、(-2)、(-1)、(-\frac{1}{2})、(\frac{1}{2})、(1)、(2)、(3)、(4)、(8),代入函数表达式依次得到对应的(y)值。第二步描点,按自变量从小到大的顺序。第三步连线,用光滑的曲线依次连接各点。
同学们,通过以上操作,我们得到了反比例函数(y = \frac{4}{x})与(y = -\frac{4}{x})的图像。请你们观察图像,说一说这两个函数图像有什么相同点和不同点。
通过观察我们会发现这两个函数图像具有以下相同点:
一、图像分别都是由两支曲线组成的,可以看作是双曲线。
二、它们都不与坐标轴相交。你们知道反比例函数图像为什么不与坐标轴相交吗?因为自变量(x)不能等于(0)。
它们的不同点是图像所在象限不同,反比例函数(y = \frac{4}{x})的图像位于一、三象限,(y = -\frac{4}{x})的图像位于二、四象限。也就是说,当(k\gt0)时,图像位于一、三象限;(k\lt0)时,图像位于二、四象限。
由上面的分析,我们得出了关于反比例函数图像的以下结论:反比例函数的图像是由两支曲线组成的,因此称反比例函数图像为双曲线。反比例函数图像的位置由(k)决定,当(k\gt0)时,两支曲线分别位于一、三象限内;当(k\lt0)时,两支曲线分别位于二、四象限内。
