师:同学们,今天我们学习九年级人教版数学第26章反比例函数复习课。本课学习目标是了解本章知识结构,理解并掌握主要知识点及其应用。学习重点是反比例函数的图像和性质,难点是反比例函数的综合应用。我们先来了解本章知识结构图。
本章从现实世界中的反比例关系归纳、抽象出反比例函数解析式$y = \frac{k}{x}$($k\neq0$),然后研究其图像和性质,利用这些解决实际应用问题,最后再回归到现实世界中的反比例关系。
下面我们以问题的形式回顾本章主要知识点。
问题一:举例说明什么是反比例函数?
生:比如当路程确定时,时间$t$是速度$v$的反比例函数;当面积确定时,矩形的长度$a$是宽度$b$的反比例函数;当购物总价确定时,物品的单价$m$是购买数量$n$的反比例函数。工程问题、力学问题、电学问题中也有很多反比例函数的实例。
问题二:反比例函数$y = \frac{k}{x}$的图像是什么样的?有什么性质?
生:反比例函数图像是双曲线。当$k\gt0$时,$x$、$y$同号,图像在一、三象限,在每一象限内,$y$随$x$增大而减小;当$k\lt0$时,$x$、$y$异号,图像在二、四象限,在每个象限内$y$随$x$增大而增大。
问题三:与一次函数相比,反比例函数有哪些特殊之处?
生:反比例函数自变量范围是非零实数,变化不连续;一次函数自变量范围是全体实数,变化连续。反比例函数图像是两条曲线,即双曲线;一次函数图像是一条直线。反比例函数性质为当$k\gt0$时,在每个象限内$y$随$x$增大而减小,$k\lt0$时,在每个象限内$y$随$x$增大而增大;一次函数性质是当$k\gt0$时,$y$随$x$的增大而增大,$k\lt0$时,$y$随$x$的增大而减小。
下面我们以例题的形式来学习重点知识点的应用。
应用一:反比例函数的定义。
例一:若$y = (a + 1)x^{a^2 - 2}$是反比例函数,则常数$a$的值是多少?
师:因为$y = (a + 1)x^{a^2 - 2}$是反比例函数,所以$x$的次数$a^2 - 2 = -1$,解得$a = \pm1$。又因为系数$a + 1\neq0$,所以$a\neq - 1$,所以$a = 1$,答案选A。
应用二:反比例函数的图像和性质。
例2:下列关于反比例函数$y = -\frac{3}{x}$的说法正确的是?
师:我们先来逐项进行分析解答,首先画出$y = -\frac{3}{x}$的图像。
生:A选项,在自变量范围内,反比例函数不具备$y$随$x$的增大而增大,应表述为在每一象限内$y$随$x$的增大而增大;B选项,当$x = 2$时,代入解析式算得$y = -\frac{3}{2}$,所以函数图像不过点$(2,\frac{3}{2})$;C选项,由$k = - 3$可知图像位于第二、四象限;D选项,当$x\gt0$时,据图像在第四象限,$y$随$x$的增大而增大,所以答案选D。
应用三:反比例函数$k$的几何含义。
例3:如图,点$A$为反比例函数$y = -\frac{4}{x}$图像上的一点,过点$A$作$AB$垂直$x$轴于$B$,则$\triangle OAB$的面积是多少?
师:首先我们先来分析题意,已知反比例函数解析式求三角形的面积,我们不妨设$A$点的坐标为$(m,n)$,因为$A$在反比例函数图像上,所以$m\times n = - 4$。又因为$\triangle OAB$的面积等于$\frac{1}{2}OB\times AB$,而$OB$的值等于$\vert m\vert$,$AB$的值等于$\vert n\vert$,所以等于$\frac{1}{2}\vert m\vert\times\vert n\vert = \frac{1}{2}\vert mn\vert = \frac{\vert - 4\vert}{2}$,所以$\triangle OAB$的面积等于$2$。
通过例3的解题过程,我们可以归纳总结出$\triangle OAB$的面积等于$\frac{\vert k\vert}{2}$。
下面我们来看例3的变式,如图,点$A$为反比例函数$y = \frac{k}{x}$图像上的一点,过点$A$作$AB$垂直$x$轴于$B$,若$\triangle OAB$的面积等于$3$,求$k$值。
师:首先我们先来分析题意,已知三角形的面积求$k$值。由刚才的解题过程我们可得出,$\triangle OAB$的面积等于$\frac{\vert k\vert}{2} = 3$,所以$\vert k\vert = 6$。又因为图像在二、四象限,所以$k\lt0$,所以$k = - 6$。
应用四:两个变量的变化及对应。
例4:已知反比例函数$y = \frac{10}{x}$。
问题一:当$1\lt x\lt2$时,$y$的取值范围是多少?
师:首先我们先画出$y = \frac{10}{x}$的图像。结合图像分析,其实就是在求直线$x = 1$和直线$x = 2$所夹部分图像的$y$的取值范围。
生:因为当$1\lt x\lt2$时,$y$随$x$增大而减小,所以当$x = 1$时,$y$最大等于$10$;当$x = 2$时,$y$最小等于$5$。所以当$1\lt x\lt2$时,$5\lt y\lt10$。
问题二:当$x\lt1$时,$y$的取值范围是多少?
师:实质是在求直线$x = 1$左侧部分图像对应的$y$的取值范围,而左侧部分图像分为两部分。
生:第一部分,当$0\lt x\lt1$时,$y$随$x$增大而减小,所以当$x = 1$时,$y$最小等于$10$,所以当$0\lt x\lt1$时,$y\gt10$;第二部分图像,即$x\lt0$时,图像在第三象限,所以$y\lt0$,所以$y\gt10$或者$y\lt0$。
问题三:当$y\lt5$时,$x$的取值范围是多少?
师:实质是在求直线$y = 5$下方部分对应的图像的$x$的取值范围,而下方部分分为两部分。
生:第一部分,当$0\lt y\lt5$时,$y$随$x$增大而减小,所以当$y$取最大$5$时,$x$最小等于$2$;第二部分,当$y\lt0$时,图像在第三象限,$x\lt0$,所以$x\gt2$或者$x\lt0$。
应用五:利用图像和增减性比较函数值的大小。
例5:若点$A$坐标为$(-5,y_1)$,$B$点坐标为$(-2,y_2)$,$C$点坐标为$(1,y_3)$在反比例函数$y = \frac{3}{x}$的图像上,比较$y_1$,$y_2$,$y_3$的大小。
师:首先我们先来分析题意,已知反比例函数的解析式及$A$、$B$、$C$三点的横坐标,要比较纵坐标的大小。
生:可采用方法一:代入法,把$A$、$B$、$C$三点的横坐标分别代入反比例函数解析式求出$y_1 = - 0.6$,$y_2 = - 1.5$,$y_3 = 3$,再比较其大小,可得$y_2\lt y_1\lt y_3$。
师:同时我们也可以采用方法二:利用反比例函数的增减性比较大小。
生:首先画出反比例函数$y = \frac{3}{x}$的图像,因为$k = 3$,图像位于一、三象限。我们在$x$轴上找到横坐标为$-5$、$-2$、$1$对应的点,过点作$x$轴的垂线,与双曲线的交点分别为$A$、$B$、$C$三点。由图像可知,$A$、$B$位于第三象限,$C$位于第一象限,所以$y_1\lt0$,$y_2\lt0$,$y_3\gt0$,所以$y_3$最大。又因为当$k\gt0$时,当$x\lt0$时,$y$随$x$增大而减小,因为$-5\lt - 2$,所以$y_1\gt y_2$,所以$y_2\lt y_1\lt y_3$。
