反比例函数
反比例函数的图像属于以原点为对称中心的中心对称的两条曲线,反比例函数图象中每一象限的每一条曲线会无限接近X轴Y轴但不会与坐标轴相交(y≠0)。
一般地,如果两个变量x、y之间的关系可以表示成y=k/x (k为常数,k≠0)的形式,那么称y是x的反比例函数。因为y=k/x是一个分式,所以自变量X的取值范围是X≠0。而y=k/x有时也被写成xy=k或y=k·x^(-1)。表达式为:x是自变量,y是因变量,y是x的函数。
中文名
反比例函数
外文名
inverse proportional function
公式
y=k/x,其中k∈(-∞,0)∪(0,+∞)
定义域
{x|x≠0}
值域
(-∞,0)∪(0,+∞)
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表达式函数图象函数性质应用举例知识与概念延伸
定义
一般的,如果两个变量x,y之间的关系可以表示成
(k为常数,k≠0,x≠0)[1],其中k叫做反比例系数,x是自变量,y是x的函数,x的取值范围是不等于0的一切实数,且y也不能等于0。k>0时,图象在一、三象限。k<0时,图象在二、四象限。k的绝对值表示的是x与y的坐标形成的矩形的面积。
表达式
x是自变量,y是因变量,y是x的函数
(即:y=kx^-1)
(k为常数且k≠0,x≠0)
若此时比例系数为:
自变量的取值范围
① 在一般的情况下 , 自变量 x 的取值范围可以是不等于0的任意实数。
合并图册
② 函数 y 的取值范围也是任意非零实数。
解析式
其中x是自变量,y是x的函数,其定义域是不等于0的一切实数,
即 {x|x≠0,x属于R这个范围。R是实数范围。也就是x是实数}。
下面是一些常见的形式:y*x=-1,y=x^(-1)*k(k为常数(k≠0),x不等于0)
因为在反比例函数的解析式y=k/x(k≠0)中,只有一个待定系数k,确定了k的值,也就确定了反比例函数的解析式。因而一般只要给出一组x或者y的值或图像上任意一点的坐标,然后代入y=k/x中即可求出k的值,进而确定反比例函数的解析式。
函数图象
当k>0时,两支曲线分别位于第一、三象限内;当k<0时,两支曲线分别位于第二、四象限内,两个分支无限接近x和y轴,但永远不会与x轴和y轴相交.
图象画法
1)列表
x
...
-3
-2
-1
1
2
3
4
...
y
...
-4
-6
-12
12
6
4
3
...
2)在平面直角坐标系中标出点(一般标5个点,称为5点作图法)。
3)用平滑的曲线连接点。
当K>0时,在图象所在的每一象限内,Y随X的增大而减小。
当K<0时,在图象所在的每一象限内,Y随X的增大而增大。
当两个数相等时那么曲线呈弯月型。
k的意义及应用
过反比例函数
(
)图象上任意一点P(x,y),作两坐标轴的垂线,两垂足、原点、P点组成一个矩形,矩形的面积为
。过反比例函数图象一点,作任一坐标轴的垂线,并连接原点,围成的三角形的面积为
。
研究函数问题要透视函数的本质特征。反比例函数中,比例系数k有一个很重要的几何意义,那就是:过反比例函数图象上任一点P作x轴、y轴的垂线PM、PN,垂足为M、N则矩形PMON的面积为
。
所以,对双曲线上任意一点作x轴、y轴的垂线,它们与x轴、y轴所围成的矩形面积为常数。这个常数是k的绝对值。在解有关反比例函数的问题时,若能灵活运用反比例函数中k的几何意义,会给解题带来很多方便。
函数性质
单调性
当k>0时,图象分别位于第一、三象限,每一个象限内,从左往右,y随x的增大而减小;
当k<0时,图象分别位于第二、四象限,每一个象限内,从左往右,y随x的增大而增大。
k>0时,函数在x<0上为减函数、在x>0上同为减函数;k<0时,函数在x<0上为增函数、在x>0上同为增函数。
相交性
因为在
(k≠0)中,x不能为0,y也不能为0,所以反比例函数的图象不可能与x轴相交,也不可能与y轴相交,只能无限接近x轴,y轴。
合并图册
面积
在一个反比例函数图像上任取两点,过点分别作x轴,y轴的平行线,与坐标轴围成的矩形面积为|k|,
反比例函数上一点 向x 、y 轴分别作垂线,分别交于y轴和x轴,则QOWM的面积为|k|,则连接该矩形的对角线即连接OM,则RT△OMQ的面积=½|k|。
图像表达
反比例函数图象不与x轴和y轴相交的渐近线为:x轴与y轴。
k值相等的反比例函数图象重合,k值不相等的反比例函数图象永不相交。
|k|越大,反比例函数的图象离坐标轴的距离越远。
对称性
反比例函数图象是中心对称图形,对称中心是原点;反比例函数的图象也是轴对称图形,其对称轴为y=x或y=-x;反比例函数图象上的点关于坐标原点对称。
反比例函数的对称性
图象关于原点对称。若设正比例函数y=mx与反比例函数 交于A、B两点(m、n同号),那么A B两点关于原点对称。
反比例函数关于正比例函数y=±x轴对称,并且关于原点中心对称。
应用举例
例1
反比例函数图象上有一点P(m, n)其坐标是关于t的一元二次方程 t^2+3t+k=0的两根,且P到原点的距离为根号13,求该反比例函数的解析式.
分析:
要求反比例函数解析式,就是要求出k,为此我们就需要列出一个关于k的方程.
解:∵ m, n是关于t的方程 的两根
∴ m+n=-3,mn=k,
又∵P到原点的距离为根号13
m^2+n^2=13, m+n=-3;
∴ (m+n)^2-2mn=13, m+n=-3;
∴ 9-2k=13
∴ k=-2
∴该反比例函数的解析式为y=-2/x.
例2
直线与位于第二象限的双曲线 相交于A、A1两点,过其中一点A向x、y轴作垂线,垂足分别为B、C,矩形ABOC的面积为6,求:
(1)求双曲线的解析式
分析:矩形aboc的边AB和AC分别是A点到x轴和y轴的垂线段,设A点坐标为(m,n),则AB=|n|, AC=|m|,
根据矩形的面积公式知|m·n|=6.
由已知条件知,该双曲线位于第二、四象限,因此,A点坐标值异号,
即双曲线的解析式为xy=-6.例3
已知一次函数y=-x+6和反比例函数 y=x/k(k≠0)
(2)k满足什么条件时,这两个函数在同一坐标系中的图像有两个交点?
(3)当图像有两个交点时(设为A和B),判断∠AOB是锐角、钝角还是直角?说明理由。解(1)一次函数y=-x+6和反比例函数y=x/k(k不等于零)有两个交点,即
化简的有两个交点 则方程有两个不同的解
即所以k<9且k不等于0
(2)当0<k<9时 两交点在第一象限所以∠AOB是锐角 当k<0时 两交点分别在第二和第四象限所以∠AOB是钝角
例3
已知函数.
(1)当m为何值时,y是x的正比例函数?
(2)当m为何值时,y是x 的反比例函数?
解(1)正比例函数则x次数是1
(m-2)(m+1)=0
m=2,m=-1
系数不等于0
m-1≠0
所以m=2,m=-1
(2)反比例函数则x次数是-1
m(m-1)=0
m=0,m=1
系数不等于0
m-1≠0
所以舍去m=1
因此m=0
例4
一矩形的面积为24,则该矩形的长x cm与宽y cm之间的关系是什么?请写出函数表达式,若要求矩形的各边长均为整数,请画出所有可能的的矩形。
解 面积xy=24
函数表达式(x>0)
矩形的各边长均为整数
可以取x=1,2,3,4,6,8,12,24
知识与概念
概念理解
形如
(k为常数且k≠0)的函数,叫做反比例函数。
自变量x的取值范围是不等于0的一切实数。
反比例函数图象性质:反比例函数的图象为双曲线。
由于反比例函数属于奇函数,有对称中心,图象关于原点对称。
另外,从反比例函数的解析式可以得出,在反比例函数的图象上任取一点,向两个坐标轴作垂线,这点、两个垂足及原点所围成的矩形面积是定值,为∣k∣。
如图,上面给出了k分别为正和负(2和-2)时的函数图象。
当K>0时,反比例函数图象经过一,三象限,是减函数
当K<0时,反比例函数图象经过二,四象限,是增函数
反比例函数图象只能无限趋向于坐标轴,无法和坐标轴相交。[1]
重点知识
过反比例函数图象上任意一点作两坐标轴的垂线段,这两条垂线段与坐标轴围成的矩形的面积为|k|。
对于双曲线,若在分母上加减任意一个实数m(m为常数),就相当于将双曲线图象向左或右平移m个单位。(加一个数时向左平移,减一个数时向右平移)[1]
延伸
设n为正整数,则n的所有取值所对应的函数
交于(1,1)和(-1,-1),且当n越大并且x>1时,,图像离坐标轴近;当n越大并且0<x<1时,图像离坐标轴远;当n越大并且-1<x<0时,图像离坐标轴远;当n越大并且-1>x时,图像离坐标轴近。
设n为正整数,则n的所有取值所对应的函数
交于(-1,1)和(1,1),且当n越大并且x>1时,,图像离坐标轴近;当n越大并且0<x<1时,图像离坐标轴远;当n越大并且-1<x<0时,图像离坐标轴远;当n越大并且-1>x时,图像离坐标轴近。
设n为正整数,则n的所有取值所对应的函数和交于(1,1)。[1]
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参考资料
[1] 首页>>初中数学>>教师中心>>同步教学资源>>教师用书>>八年级下册.人民教育出版社 [引用日期2014-02-10]
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