师:同学们好!前面我们已经学习了反比例函数的相关内容,谁能说一说都学了哪些呢?
生:学习了反比例函数的定义,一般表达式形如(y=\frac{k}{x})((k)为常数且(k\neq0))的函数叫做反比例函数,还学了反比例函数的图像与性质。当(k\gt0)时,图像是位于一三象限的两条曲线,在每个象限内,(y)随(x)的增大而减小;当(k\lt0)时,图像是位于二四象限的两条曲线,在每个象限内,(y)随(x)的增大而增大。
师:非常好!我们知道(k)的值影响着函数图像的形状,那么(k)有怎样的几何意义呢?如果我们把反比例函数的表达式变形为(xy = k),当(x)、(y)、(k)都为正数时,这个式子能想到哪些几何意义?
生:当相邻两条边分别是(x)和(y)的矩形面积,就是(xy = k)。
师:大家看,这是函数(y=\frac{k}{x})((x\gt0))的图像。如果我们在图像上任取一点(P),它的坐标为((x,y)),你能在图中找到面积为(xy)的矩形吗?
生:可以过(P)点分别向(x)轴、(y)轴作垂线段,则(PE)的长等于(y),(PF)的长等于(x)。把矩形(PFOE)的面积记为(S),那么矩形的面积(S)等于长乘以宽,即(S = xy)。
师:如果(P)点在图像上运动,这个结论仍然成立。如果连接(OP),可以得到两个直角三角形,这两个直角三角形的面积与矩形面积有什么关系呢?
生:这两个直角三角形的面积都是矩形面积的一半,所以(\triangle POE)的面积等于(\triangle PFO)的面积等于(\frac{k}{2})。
师:如果(P)点是在第三象限,我们同样过(P)作(x)轴、(y)轴的垂线段。这样矩形(OEPF)相邻的两条边的长分别是(-x)、(-y),此时矩形的面积(S)等于什么呢?
生:(S = (-x)×(-y)=xy = k)。
师:如果图像在第二象限或者第四象限,我们过(P)点向(x)轴和(y)轴分别作垂线段,(FPEO)这个矩形相邻的两条边分别为(-x),(y),这个矩形的面积(S)等于什么呢?
生:(S = (-x)×y=-xy),因为(k\lt0),所以(-k\gt0),这个矩形的面积也等于(-k)。
师:请大家总结一下我们刚才的操作,可以得出哪些结论?
生:过双曲线图像上任意一点(P(x,y))分别向两个坐标轴作垂线段,围成的矩形的面积等于(\vert k\vert)。如果连接(OP)得到两个直角三角形的面积都等于(\frac{\vert k\vert}{2}),这就是(k)的几何意义。
师:下面我们一起来解决几个问题。练习一,如图,(A)、(B)两点在双曲线(y=\frac{4}{x})上,分别过(A)、(B)两点向坐标轴做垂线段,构成图中的三个相邻且不重叠的小矩形。已知(S_{阴影}=1),则(S_1 + S_2)等于多少?
生:从点(A)向坐标轴做垂线段围成的矩形面积应该等于(\vert k\vert = 4),即(S_1 + S_{阴影}=4);从(B)点分别向(x)轴、(y)轴做垂线段围成的矩形面积等于(\vert k\vert = 4),即(S_2 + S_{阴影}=4)。因为(S_{阴影}=1),所以可以求得(S_1 = 3),(S_2 = 3),所以(S_1 + S_2 = 6)。
师:做对了吗?练习二,如图,过反比例函数(y=\frac{k}{x})图像上的一点(P)作(PA)垂直(x)轴于(A)。若(\triangle OPA)的面积为(6),则(k)等于多少?
生:从图像可知(\triangle OPA)的面积应该等于(\frac{\vert k\vert}{2}),所以(\frac{\vert k\vert}{2}=6),(\vert k\vert = 12)。因为这个图像位于二、四象限,所以(k\lt0),则(k = -12)。
师:练习三。如图,点(A)是反比例函数(y=\frac{2}{x})((x\gt0))图像上的任意一点。(AB)平行于(x)轴交反比例函数(y=-\frac{3}{x})((x\lt0))的图像于点(B)。作以(AB)为边的平行四边形(ABCD),其顶点(C)、(D)在(x)轴上,则平行四边形(ABCD)的面积为多少?
生:过点(A)和点(B)分别向(x)轴作垂线段,可以得到一个矩形(ABEF)。把小三角形(BCE)补到三角形(ADF)的位置,矩形(ABEF)的面积和平行四边形(ABCD)的面积一样。左边小矩形的面积,因为点(B)在函数(y=-\frac{3}{x})上,所以(k = -3),这个小矩形面积等于(\vert -3\vert = 3);右边小矩形面积等于(\vert 2\vert = 2)。所以矩形(ABEF)的面积等于(3 + 2 = 5),即平行四边形(ABCD)的面积等于(5)。
师:下面我们一起来看例一。如图,一次函数(y = ax + b)的图像与反比例函数(y=\frac{k}{x})的图像交于(M)、(N)两点。一、求这两个函数的表达式;二、根据图像写出使反比例函数值大于一次函数值时(x)的取值范围;三、求(\triangle OMN)的面积。我们依次解决第一题,求这两个函数的表达式。要想求一次函数的表达式,需要确定哪些字母的值?
