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反比例函数(压轴题专练)题型01:反比例函数与一次函数交点问题1.定义:把横、纵坐标均为整数的点称为整点.如图,反比例函数与正比例函数相交于整点A,与一次函数相交于整点B、C,正比例函数与一次函数相交于点D,线段与线段上的整点个数之比记作.
(1)当时,求D点的坐标和m值.(2)当线段BC上的整点个数为7,时,求t的值.(3)当时,请直接写出t与m之间的关系式.【答案】(1)D(),(2)10(3)当时,;当时,【分析】(1)联立方程组求解可得,根据点为整点,可得,代入,求得,与联立,可求得,再通过联立求解可得,,即可得出答案;(2)根据题意可得,必为整点,即为偶数,由,可得,,进而推出,,建立方程求解即可得出答案;(3)当时,线段上有2个整点:设D(d,d),,,进而得出,建立方程求解即可求得;当时,线段上只有1个整点,设,则线段上有个整点,线段上有个整点,得出,,可推出,再把点的坐标代入,即可得出.【解析】(1),,由,解得:,,点为整点,且点的横坐标是小于2的正整数,点的横坐标为1,,把代入,得,解得:,,联立得,解得:,,,由,解得:,,,线段上整点有1个:,线段上整点有4个:,,,.;(2)线段上的整点个数为7,,必为整点,为偶数,,,,,线段上有3个整点,,,,,解得:;(3)当时,线段AD上整点个数为2,即A、D两点,∴线段BC上整点个数为2m,由对称可知,BD上整点个数为,设D(d,d),则,又∴,∴,∴,∴,∴;当时,线段AD上只有一个整点A,∴线段BC上整点个数为m,由对称BD上整点个数为,设A(a,a),则B,∴,∴,∴,即;综上,当时,;当时,【点睛】本题考查的是反比例函数与一次函数的综合应用,抓住图象中的交点及其他特殊点的坐标和性质是解决问题的关键.2.如图,在平面直角坐标系中,直线与轴交于点,与轴交于点,与双曲线交于点,点是双曲线上的动点,横坐标为,作轴交直线于点,连接、.
(1)求a、b的值;(2)求的面积与的函数关系式,并求的最大值;(3)当四边形为平行四边形时,连接,并将直线向上平移个单位后与反比例函数的图象交于、两点,与直线交于点,设、、三点的横坐标分别为、、,是否存在正实数使得等式成立,如果存在,求出的值,如果不存在,请说明理由.【答案】(1),;(2),有最大值;(3)存在,.【分析】(1)将代入,求出的值,将代入,求的值即可;(2)由题意可得,,可求,则当时,有最大值;(3)由四边形为平行四边形,求出,再由待定系数法求直线的解析式,则平移后的直线解析式为,联立方程组,根据根与系数的关系可得,再联立方程组,可求,则,由题意可得方程,求的值即可.【解析】(1)解:在直线上,,,将点代入,;(2)解:点横坐标为,,轴,,,,当时,有最大值;(3)解:存在正实数使得等式成立,理由如下:四边形为平行四边形,,令,则,,,,解得或,,,,设直线的解析式为,,解得,,平移后的直线解析式为,联立方程组,整理得,,,,,联立方程组,解得,,,,,解得或,是正实数,.【点睛】本题考查反比例函数的图象及性质,解题的关键是熟练掌握反比例函数的图象及性质,平行四边形的性质,一元二次方程根与系数的关系.3.图形的平移变换、对称变换等是研究几何图形常用方法,小明同学用平移变换和对称变换对直线和曲线进行了探究:探究一:如图1,当直线l与曲线c有且只有一个交点时,n的值是多少?探究二:如图2,直线l与曲线c交于A,B两点,当时,x的取值范围是;直线与曲线c和直线l分别交于E,G两点,则与的比值是多少?探究三:如图3,将曲线c沿直线l翻折得另一曲线,直线与两条曲线分别交于E,F两点,若,则n的值是多少?请完成小明提出的以上三个探究,并写出探究过程.
【答案】探究一:;探究二:;探究三:【分析】探究一:联立直线l与曲线c解析式得到对应的一元二次方程,根据只有一个交点得到一元二次方程有两个相等的实数根,据此求解即可;探究二:利用图象法求出A,B的坐标,进而求出n的值,进一步求出E,G的坐标,利用勾股定理求出的长即可得到答案;探究三:如图所示,设直线l分别与x轴,y轴,直线交于H,G,T,求出,进而证明,再证明,得到,即,则E、F关于直线l对称,进而得到,设,推出,,则,即可求出,,再根据,得到,解方程即可得到答案.【解析】解:探究一:联立得:,∵直线l与曲线c有且只有一个交点,∴关于x的方程有两个相等的实数根,∴,解得,当时,原方程为,解得,不符合题意;当时,原方程为,解得,符合题意;∴;探究二:设,由函数图象可知,当直线l的函数图象在曲线c的函数图象上方时,自变量的取值范围为,∵当时,x的取值范围是,∴,联立得:,∵直线l与曲线c交于A,B两点,∴方程的两个实数根分别为,∴,∴直线l的解析式为,∴,∴;联立,解得,∴;联立,解得或,∴,∴,∴;探究三:如图所示,设直线l分别与x轴,y轴,直线交于H,G,T,在中,当时,,当时,,∴,∴,又∵,∴,又∵直线平分,∴,∴,即,∴E、F关于直线l对称,∴,设,联立得:,联立,解得,∴,,∴,∴,,∵,∴,∴,∴,∴,解得(此时直线l与曲线c只有一个交点)(舍去)或.
【点睛】本题主要考查了一次函数与反比例函数综合,勾股定理,解一元二次方程,正确通过联立对应的解析式,从而表示出对应的交点坐标是解题的关键.4.如图,已知线段,,,现将线段沿y轴方向向下平移得到线段.直线过M、N两点,且M、N两点恰好也落在双曲线的一条分支上,
(1)求反比例函数和一次函数的解析式;(2)①直接写出不等式的解集;②若点P是y轴上一点,且的面积为8.5,请直接写出点P的坐标;(3)若点,在双曲线上,试比较和的大小.【答案】(1)y,;(2)①或;②或;(3)当或时,;当时,.【分析】(1)设线段沿y轴方向向下平移t个单位得到线段,则点M、N的坐标分别为、,将点M、N的坐标代入,得:,解得,再将点M、N的坐标代入一次函数表达式,利用待定系数法即可求解;(2)①观察函数图象,结合点M、N的坐标,即可求解;②设直线MN与y轴的交点为C,先求出,再根据,求出的长,即可得到点P的坐标;(3)将点C、D的坐标分别代入反比例函数表达式得:,,则,根据a的取值分情况讨论即可求解.【解析】(1)设线段沿y轴方向向下平移t个单位得到线段,点M、N的坐标分别为、,将点M、N的坐标代入得:,解得:,点M、N的坐标分别为、,,反比例函数的解析式为:y,将点M、N的坐标代入一次函数解析式,得,解得:,一次函数解析式为:;(2)①观察函数图象可知,一次函数图象在反比例函数图象下方部分即为不等式解集,不等式的解集为或;②设直线与y轴的交点为C,令,则,∴如图,当点P在点C上方时,,的面积为8.5,∴解得,;如图,当点在点C下方时,同理可得,,,综上可知,点P的坐标为或;
(3)将点,分别代入反比例函数,得:,,则,当时,即或时,;当时,即时,.【点睛】本题考查了反比例函数与一次函数的图象上点的坐标特征,反比例函数与一次函数的性质等知识点,体现了方程思想,综合性较强,利用数形结合思想解决问题是解题关键.5.如图所示,直线的图像与x轴交于点A,与y轴交于点B,与反比例函数交于的C,且B为线段的中点,向上平移直线与反比例函数的图像相交于点D,点E为x轴负半轴上一点,四边形为平行四边形.
(1)若,则点C的坐标为_______,反比例函数的表达式为_______;(2)在(1)的条件下,求平移后的直线的函数表达式;(3)当平行四边形的面积等于30时,求的值.【答案】(1),(2)(3)【分析】(1)首先根据直线的解析式求出和的坐标,再利用中点坐标公式可得点的坐标,从而求出反比例函数解析式;(2)过点作轴于点,过点作轴于点,利用可得点的坐标,再利用平移知,相同,从而解决问题;(3)根据的面积等于30,得的面积为30,由题意可得,,,再由(2)同理可得点的坐标,从而表示出,进而解决问题.【解析】(1)解:当,时,,当时,,当时,,,,为线段的中点,,反比例函数过点,,,故答案为:,;(2)过点作轴于点,过点作轴于点,则轴,
∴,在平行四边形中,,,∴,∴,又,,∴,,,由(1)知,,,,,,,把代入中,得,,设直线为,直线由直线平移得到,,将代入中,得,,直线的解析式为为;(3)的面积等于30,的面积为15,点是的中点,的面积为30,由可得:,,∵B为线段的中点,∴,将代入中,得:,同(2)可得,,把代入中,得:,,,,的面积为30,,即,.【点睛】本题是反比例函数综合题,主要考查了待定系数法求函数解析式,平行四边形的性质,全等三角形的判定与性质,平移的性质等知识,利用由特殊到一般类比的数学思想是解决问题(3)的关键.题型02:反比例函数与几何-存在性问题6.如图,直线与双曲线交于A,两点,点A的坐标为,点是双曲线第一象限分支上的一点,连结并延长交轴于点,且.
(1)求的值,并直接写出点的坐标;(2)点是轴上的动点,连结,,求的最小值和点坐标;(3)是坐标轴上的点,是平面内一点,是否存在点,,使得四边形是矩形?若存在,请求出所有符合条件的点的坐标;若不存在,请说明理由.【答案】(1)(2),(3)存在,点P的坐标为或【分析】(1)将代入直线解析式,可求出m,即可求出答案;(2)如图1,作轴于点E,轴于点F,则,,利用相似三角形性质即可求得,作点B关于y轴的对称点,连接交y轴于点G,则即为的最小值,运用勾股定理即可求得答案;(3)分两种情况讨论:P在x轴上,P在y轴上,利用相似进行求解即可.【解析】(1)解:将点A的坐标为代入直线中,得,解得:,,,∴反比例函数解析式为,由,解得或,∴点B的坐标为;(2)解:如图,作轴于点E,轴于点F,则,
,,,,,,,,,作点B关于y轴的对称点,连接交y轴于点G,则即为的最小值,,,,设的解析式为,,,解得:,解析式为,当时,,;(3)解:存在.理由如下:当点P在x轴上时,如图,
设点的坐标为,过点B作轴于点M,四边形是矩形,,,,,,,,,,,经检验符合题意,∴点的坐标为;当点P在y轴上时,过点B作轴于点N,如图2,设点的坐标为,四边形是矩形,,,,,,即,,经检验符合题意,∴点的坐标为,综上所述,点P的坐标为或.【点睛】本题是一次函数与反比例函数的综合题,主要考查了待定系数法,轴对称性质,线段和的最小值问题,矩形性质,相似三角形的判定和性质,解题的关键是能利用轴对称解决线段和的最小值问题,能用分类讨论的思想解决问题.7.综合与实践如图,一次函数的图象与x轴交于点A,与y轴交于点B,把线段绕点B逆时针旋转得到,过点C作轴于点D,反比例函数的图象经过点C,与直线交于两点E和F.
(1)求反比例函数的解析式;(2)如图2,若点E的横坐标是1,点F的纵坐标是.①直接写出线段和的数量关系和当时,x的取值范围;②连接和,求的面积;(3)当点M在x轴上运动,点N在反比例函数的图象上运动,以点A,D,M和N为顶点的四边形是平行四边形,直接写出点M的坐标.【答案】(1)(2)①或;②15(3)或或.【分析】(1)证明,得到点,进而求解;(2)①观察函数图象即可求解;②由的面积,即可求解;(3)当是平行四边形的对角线时,由中点坐标公式和列出表达式,即可求解;当是对角线时,同理可解.【解析】(1)对于,令,解得,令,则,即点、的坐标分别为、,,,,,,,,,点,将点的坐标代入反比例函数表达式得:,解得:,故反比例函数表达式得:;(2)当时,,即点,同理可得,点,①由点、、的坐标知,,即,观察函数图象知,当时,的取值范围为:或;②延长交轴于点,设交轴于点,
设直线的表达式为:,将点的坐标代入上式得:,解得:,故直线的表达式为:,即点;同理可得,直线的表达式为:,即点,则,,,则的面积;(3)设、,,当是平行四边形的对角线时,由中点坐标公式和得:,解得;即点;当是对角线时,同理可得:,解得,即点;当是对角线时,同理可得:,解得:,故点;综上,点的坐标为:或或.【点睛】本题考查反比例函数的综合问题,涉及平行四边形的判定与性质,解方程,三角形全等,面积的计算,待定系数法求解析式,综合程度较高,需要学生灵活运用知识.8.如图,在平面直角坐标系中,直线与反比例函数的图象交于点,与y轴交于点,点P是反比例函数的图象上一动点,过点P作直线轴交直线于点Q,设点P的横坐标为t,且,连接(1)求k,b的值.(2)当的面积为3时,求点P的坐标.(3)设的中点为C,点D为x轴上一点,点E为坐标平面内一点,当以B,C,D,E为顶点的四边形为正方形时,求出点P的坐标.【答案】(1)(2)(3)或,【分析】(1)将点B代入求得进而求得将A点坐标代入求得n;(2)表示出的长,根据求得进而得出点P的坐标;(3)分为是边,点D在x轴正半轴上和在负半轴上,以及为对角线.当为边时,点D在x轴正半轴上时,过点C作轴,作,证明,进而得出,从而求得t的值,另外两种情况类似方法求得.【解析】(1)∵直线过点,∴,∴,∵直线过点,∴,∴,∵过点,∴;(2)∵点P的横坐标为t,∴,∴∴,∵,又,∴,∴,∴;(3)如图1,∵,,∴当是边,点D在x轴正半轴上,作于F,作于G,∴,∴,∵,∴,∴,∵,∴,∴,∵,∴,∴,∴(舍去),∴如图2,当点D在x轴的负半轴上时,由上知:,∴,∴,当是对角线时,当是对角线时,点D在x轴负半轴上时,可得:,∴,∴,∴,如图4,,∴,∴,(舍去),当时,,∴,综上所述:或,.【点睛】本题考查了待定系数法求一次函数和反比例函数关系式,等腰三角形的性质,全等三角形的判定和性质等知识,解决问题的关键是正确分类,画出图形,找出列方程的等量关系.9.如图,反比例函数的图象经过点A,点A的横坐标是,点A关于坐标原点O的对称点为点B,作直线.
(1)判断点B是否在反比例函数的图象上,并说明理由;(2)如图1,过坐标原点O作直线交反比例函数的图象于点C和点D,点C的横坐标是4,顺次连接,,和.求证:四边形是矩形;(3)已知点P在x轴的正半轴上运动,点Q在平面内运动,当以点O,B,P和Q为顶点的四边形为菱形时,请直接写出此时点P的坐标.【答案】(1)点B在反比例函数的图象上,理由见解析(2)证明见解析(3)点P的坐标为或或【分析】(1)求出点的坐标,判断即可;(2)证明,,推出四边形是平行四边形,再证明,可得结论;(3)分三种情况:当四边形是菱形时,;当四边形是菱形时,;当四边形是菱形时,.【解析】(1)解:结论:点B在反比例函数的图象上.理由:∵反比例函数的图象经过点A,点A的横坐标是,∴,∵A,B关于原点对称,∴,∵时,,∴点B在反比例函数的图象上;(2)证明:由题意,,,∵C,D关于原点对称,∴,∵A,B关于原点对称,∴,∴四边形是平行四边形,∵,,∴,∴四边形是矩形;(3)解:如图,当四边形是菱形时,.当四边形是菱形时,.当四边形是菱形时,,综上所述,满足条件的点P的坐标为或或.【点睛】本题属于反比例函数综合题,考查了反比例函数的性质,一次函数的性质,矩形的判定和性质,菱形的判定和性质等知识,解题的关键是学会用分类讨论的思想思考问题.题型03:反比例函数与几何-最值问题10.如图所示,在平面直角坐标系中,等腰的边与反比例函数的图象交于点,其中,点A在x轴的正半轴上,点的坐标为,过点C作轴于点H.
(1)已知一次函数的图象过点O,B,求该一次函数的表达式;(2)若点P是线段上的一点,满足,连接,过点作轴于点,记的面积为,设①用t表示T(不需要写出t的取值范围);②当T取最小值时,求m的值.【答案】(1)(2)①;②【分析】(1)设直线的解析式为,待定系数法求出函数解析式即可;(2)①过点B作,根据等腰三角形的性质,平行线的判定和性质,得到,设,易得,解,求出的长,进而求出,的长,解,求出的长,即可得解;②利用二次函数的性质,求出点坐标,即可得解.【解析】(1)解:设直线的解析式为,把,代入,得:,∴,∴.(2)①过点B作,则:,,
∵轴,轴,∴,∴,设,∵,∴,,∴,∵,∴,,∴,,∴,∵,∴,∵,∴,∴;②∵,∴当时,取得最小值,∴,∴,∴.【点睛】本题为反比例函数综合运用题,涉及到等腰三角形性质、解直角三角形、一次函数等知识,其中(2),确定点C的坐标,是本题解题的关键.11.【思路点拨】:如图1,点是点关于直线的对称点,分别过点,作轴,轴的垂线,垂足为,,连结,,.可以利用轴对称图形的性质证明,从而由点的坐标可求点的坐标.【应用拓展】:如图2,若点横坐标为,且在函数的图象上.
(1)求点关于直线的对称点的坐标.(2)若点的坐标为,点是直线.上的任意一点,连结,,求的最小值.【答案】(1)(2)【分析】(1)分别过点,作轴,轴的垂线,垂足为,,连结,,.设交直线于点,作轴于点,由轴对称的性质得,,则,根据等腰直角三角形的判定和性质可得,根据全等三角形的判定和性质可得,,求得点的坐标,即可求解;(2)连结,交直线于点,连结,此时为最小值,分别过点,作轴的垂线,垂足为,,过点作的垂线,垂足为.根据矩形的判定可得四边形是矩形,推得,,根据勾股定理即可得出结论.【解析】(1)解:(1)分别过点,作轴,轴的垂线,垂足为,,连结,,.设交直线于点.作轴于点,如图1:
∵点,关于直线对称,∴直线是线段的中垂线,∴,,∴,∵点在直线上,∴,∴是等腰直角三角形,∴,∴,∴,∴,∴,∵,,,∴,∴,,∵点的横坐标为,且点在函数的图象上,故将代入,解得:,∴点坐标为,∴,.∴点坐标为.(2)解:如图2,连结,交直线于点,连结,此时为最小值,分别过点,作轴的垂线,垂足为,,过点作的垂线,垂足为.
∵由(1)知点坐标为,∴,.∵点的坐标为,∴,∴.∵,∴四边形是矩形.∴,,∴.即的最小值为.【点睛】本题考查了反比例函数的图象和性质,轴对称的性质,全等三角形的判定与性质,等腰三角形的性质,矩形的判定与性质,勾股定理等,熟练掌握反比例函数的图象与性质以及轴对称的性质是解题的关键.题型04:反比例函数与几何-动态几何12.在学习反比例函数后,小华在同一个平面直角坐标系中画出了和的图像,两个函数图像交于两点,在线段上选取一点P,过点P作y轴的平行线交反比例函数图像于点Q(如图1),在点P移动的过程中,发现的长度随着点P的运动而变化.为了进一步研究的长度与点P的横坐标之间的关系,小华提出了下列问题:
(1)设点P的横坐标为x,的长度为y,则y与x之间的函数关系式为______;(2)为了进一步研究(1)中的函数关系,决定运用列表,描点,连线的方法绘制函数的图像:①列表:x123469y0m4n0表中m=______,n=______;②描点:根据上表中的数据,在图2中描出各点;③连线:请在图2中画出该函数的图像.观察函数图像,当______时,y的最大值为______.(3)①已知某矩形的一组邻边长分别为m,n,且该矩形的周长W与n存在函数关系,求m取最大值时矩形的对角线长.②如图3,在平面直角坐标系中,直线与坐标轴分别交于点A、B,点M为反比例函数上的任意一点,过点M作轴于点C,轴于点D.求四边形面积的最小值.【答案】(1)(2)①,;②见解析;③3,4(3)①;②【分析】(1)根据题意,点P的横坐标为x,PQ的长度为y,可得根据的长等于纵坐标之差求解即可;(2)①根据表格数据分别将代入即可求得的值;②根据表格数据描点即可;③根据函数图象直接求解即可(3)由题意可知,,代入得:,即,根据的结论求得最大值,进而求得对角线的长度;②先求出点,点坐标,设点,可求,由四边形面积列式,即可求解.【解析】(1)点P的横坐标为x,PQ的长度为y,可得;
故答案为:(2)①当,当时,故答案为:,;
②如图所示,
③观察函数图象,当时,有最大值为,故答案为:;(3)①根据题意可得代入中,可以得到,即,由可知函数在时,取得最大值为,∴当时,,即取得最大值,,∴在取得最大值时,矩形的对角线长为②∵直线与坐标轴分别交于点,∴点,点,设点,∴,点,,∵四边形面积由得,当时,有最大值为,即有最小值,∴四边形面积的最小值为.【点睛】本题考查了反比例函数与一次函数综合,画函数图象,根据函数图象获取信息,矩形的性质,数形结合是解题的关键.13.已知点在反比例函数的图像上,点在轴上,连接,如图1,将绕着点顺时针旋转至点,点正好落在轴上.
(1)求的值和点的坐标;(2)若点在反比例函数图像上,连接并延长至点,使得,连接、,①如图2,连接并延长交轴于点,当轴时,试说明平分;②如图3,连接交于点,将沿着翻折,记点的对应点为,若点恰好落在线段上,求与面积之比.【答案】(1),(2)①见解析;②2【分析】(1)过点M作轴于点A,由旋转性质得:,,可证得,得出,进而可得,求得,由,可得;(2)①过点E作轴于点F,过点H作于点G,则,由轴,可得,,由,可得,由,可得,再证得是等腰直角三角形,即,可得平分;②由折叠性质可得,,证得四边形是正方形,得出,,运用待定系数法可得直线的解析式为,联立方程组可得,进而得出,进而可得.【解析】(1)如图1,过点M作轴于点A,则,
∵将绕着点顺时针旋转至点,∴,∴,∴,∴,∴,∵,∴∴,∴,∴,∴,∴,∴;(2)①证明:如图2,过点E作轴于点F,过点H作于点G,则,
∵,轴,∴,,∴,∵连接并延长至点E,使得,∴,∵,∴四边形是矩形,∴,同理可得,∴,∵,∴,∴,∴,∴,∵,∴,∵,∴是等腰直角三角形,∴,∴,∴平分;②解:∵将沿着翻折,点H的对应点为恰好落在线段上,∴,,
∵,∴,∵,∴四边形是正方形,∵,∴,∵,∴,设直线的解析式为,将代入,得,解得:,∴直线的解析式为,联立得,解得:(舍去),,∴,∵,∴∵,∴.【点睛】本题是反比例函数综合题,考查了待定系数法,一次函数和反比例函数的图象和性质,等腰直角三角形的判定和性质,矩形、正方形的判定和性质,三角形面积,全等三角形的判定和性质,翻折变换的性质等,添加辅助线构造全等三角形是解题关键.14.如图1,在线段上找一点,把分成和两段,且满足,则我们称点为线段的品质点,他们的比们叫做品质数,记为.即:.显然,品质数与线段的长度无关,是一个定值.
(1)求的值;(2)如图2,在平面直角坐标系中,边长为2的正方形的顶点与坐标原点重合,边分别在轴、轴上,点为线段中点,连接,点为线段上一点,使得沿所在直线折叠后点与上的点重合.求证:是线段的品质点;(3)在(2)的条件下,如图3,已知点为线段上一动点,一次函数经过点,并与过点的反比例函数分别交于两点(其中),若为线段的品质点,求的取值范围.【答案】(1)(2)见解析(3)【分析】(1)设,,则,根据题意建立方程即可求解;(2)连接,设,则,,在中,,在中,,解方程得出,则,即可得证;(3)依题意得出,反比例函数解析式为,联立,消去得,,设的横坐标为,则是的两个根,则,,得出,过点分别作轴的垂线,垂足分别为,根据平行线分线段成比例得出,进而得出,即,设,则,,得出,根据点为线段上一动点,一次函数经过点,得出,进而即可求解.【解析】(1)解:设,,则,∵,∴∴∵,∴解得:(舍去)或,经检验是原方程的解,∴;(2)解:如图所示,连接,
∵正方形的边长为,依题意,,∴,∵折叠,∴,,∴,设,则,,在中,,在中,,∴,解得:,∴,∴是线段的品质点;(3)解:∵∴代入,∴反比例函数解析式为,联立,消去得,,设的横坐标为,则是的两个根,∴,∴如图所示,过点分别作轴的垂线,垂足分别为
∴,∴,∵为线段的品质点,,∴,∴,即,设,则,∴,∴,,∴,∵点为线段上一动点,一次函数经过点,由(2)可得,∴,∴,则,∵,,∵,∴;又∵,,∴,综上所述,.【点睛】本题考查了一元二次方程的应用,勾股定理,坐标与图象,平行线分线段成比例,反比例函数的性质,一元二次方程根与系数的关系,一元二次方程根的判别式,不等式的性质,熟练掌握以上知识是解题的关键.题型05:反比例函数新定义题15.中国象棋棋盘上双方的分界处也称为“楚河汉界”,以“楚河汉界”比喻军对垒的分界线,数学中为了对两个图形进行分界,在平面直角坐标系中,对“楚河汉界线”给出如下定义:点P是图形上的任意一点,点Q是图形上的任意一点,若存在直线L:满足且,则称直线L:是图形与的“楚河汉界线”.例如:如图1,直线l:是函数的图象与正方形的一条“楚河汉界线”.
(1)在直线①,②,③,④中,是图1函数的图象与正方形的“楚河汉界线”的有___________(填序号):(2)如图2,第一象限的等腰直角的两腰分别与坐标轴平行,直角顶点D的坐标是,与的“楚河汉界线”有且只有一条,求出此“楚河汉界线”的表达式;(3)正方形的一边在y轴上,其他三边都在y轴的右侧,点M是此正方形的中心,若存在直线是函数的图象与正方形的“楚河汉界线”,求t的取值范围.【答案】(1)①、④(2)(3)或【分析】(1)根据定义,结合图象,可判断出与双曲线及正方形有一个公共点的直线为,没有公共点的直线为,根据“楚河汉界线”定义,即可解答;(2)先作出以原点O为圆心且经过的顶点D的圆,再过点D作的切线,求出该直线的解析式即可;(3)先由抛物线与直线组成方程组,则该方程组有唯一一组解,再考虑直线与正方形有唯一公共点的情形,数形结合,分类讨论,求出t的取值范围.【解析】(1)如图所示,
从图中可知与双曲线及正方形没有公共点,与双曲线及正方形只有一个公共点,、不在双曲线及正方形之间,根据“楚河汉界线”定义可知,直线、是双曲线及正方形的“楚河汉界线”,故答案为①、④;(2)如图1,连接,以O为圆心,长为半径作,作轴于点G,过点D作的切线,则,∵D的坐标是,∴,∴直线是与的“楚河汉界线”,∵,∴,,∴,∴,∴,∴设直线的解析式为,则,解得,∴与的“楚河汉界线”的表达式是;(3)由得,∵直线与抛物线有唯一公共点,∴,∴,解得;,∴此时的“楚河汉界线”为,当正方形在“楚河汉界线”上方时,如图:
∵是此正方形的中心,∴顶点,∵顶点不能在直线下方,∴,即,当正方形在“楚河汉界线”下方时,如图:
对于函数,当时,;当时,,∴直线恰好经过点和点,对于直线,当时,,由不能在直线上方,,即,综上所述,或.【点睛】此题是二次函数综合题,考查一次函数、正方形的性质、一次函数的应用、二元二次方程组.一元二次方程的根的判别式等知识,解题的关键是理解题意,灵活运用所学知识解决问题,学会用分类讨论的思想思考问题,属于中考压轴题.16.如图,在平面直角坐标系第一象限中,当,为正整数时:
将反比例函数图象上横坐标为的点叫做“双曲格点”,记作,例如,点表示图象上横坐标为的点,故点的坐标为.把的图象沿着轴平移或以平行于轴的直线为对称轴进行翻折,将得到的函数图象叫做它的“派生曲线”,例如,图中的曲线是图象的一条“派生曲线”.(1)①“双曲格点”的坐标为;②若线段的长为,则.(2)若“双曲格点”,的纵坐标之和为,求线段的长;(3)图中的曲线是图象的一条“派生曲线”,且经过点,则的函数表达式为;(4)已知图象的“派生曲线”经过“双曲格点”,且不与的图象重合,试在图中画出的位置(先描点,再连线)【答案】(1)①,②7(2)4(3)(4)见解析【分析】(1)①]表示图象上横坐标为的点,即可解决问题.②根据两点间距离公式即可解决问题.(2)列出方程即可解决问题.(3)由题意曲线是图象的向上平移所得,设向上平移个单位,曲线解析式为,把代入得到,,即可求解.(4)由题意图象的“派生曲线”是由沿直线翻折得到,由此画出图象.【解析】(1)解:①∵]表示图象上横坐标为的点,∴的坐标为.②由题意,∵是正整数,∴,故答案为,.(2)由题意的坐标为,的坐标为,∴解得,经检验,是分式方程的解.∴的坐标为,的坐标为,∴线段的长为.(3)∵曲线是图象的一条“派生曲线”,且经过点,∴曲线是图象的向上平移所得,设向上平移个单位,∴曲线解析式为,把代入得到,,∴f的函数表达式为.(4)∵图象的“派生曲线”经过“双曲格点”,且不与的图象重合,∴图象的“派生曲线”是由沿直线翻折得到,∴图象的“派生曲线”经过,,∴图象的“派生曲线”的图象如图所示,
【点睛】本题考查反比例函数综合题,解题的关键是理解题意,学会用方程的思想思考问题.17.类比一次函数和反比例函数的学习经验,某数学实验小组尝试探究“的函数图像与性质”,进行了如下活动.(1)【小组合作:讨论交流】同学甲说:“我们可以从表达式分析,猜想图像位置.”同学乙回应道:“是的,因为自变量的取值范围是,所以图像与轴不相交.”同学丙补充说:“又因为函数值大于0,所以图像一定在第象限.”……(2)【独立操作:探究性质】在平面直角坐标系中,画出的图像.
结合图像,描述函数图像与性质:①函数的图像是两条曲线;②该函数图像关于______________对称;③图像的增减性是__________________;④同学丁说:“将第二象限的曲线绕原点顺时针旋转后,与第一象限的曲线重合.”请你判断同学丁的说法是否正确?若错误,举出反例;若正确,请说明理由.(3)【拓展探究:综合应用】直接写出不等式的解集是____________________.【答案】(1);一、二(2)画图见解析;轴;当时,随的增大而增大;当时,随的增大而减少;同学丁的说法是正确的,证明见解析(3)或或【分析】(1)根据的的取值进行解答即可;(2)通过列表、描点、连线即可得出函数图像,再根据函数图像进行解答即可②③,通过取第二象限的曲线点绕原点顺时针旋转后得到,过作轴于,轴于,可得,,,即可得出在的第一象限的曲线上;(3)通过解方程组,再结合函数图像即可得出答案.【解析】(1)解:∵,∴,∴因为自变量的取值范围,所以图像与轴不相交.因为函数值大于0,所以图像一定在第一、二象限.”故答案为:;一、二;(2)列表得:描点并连线得:
根据函数图像可得:①函数的图像是两条曲线;②该函数图像关于轴对称;故答案为:轴;③图像的增减性是:当时,随的增大而增大;当时,随的增大而减少;故答案为:当时,随的增大而增大;当时,随的增大而减少;④同学丁的说法是正确的,理由如下:取第二象限的曲线点绕原点顺时针旋转后得到,过作轴于,轴于,
∴,,,,∴∴,∴,∴,∴,∴在的第一象限的曲线上,故将第二象限的曲线绕原点顺时针旋转后,与第一象限的曲线重合,说法正确.(3)∵,∴或或,∴不等式的解集是:或或.故答案为:或或.【点睛】本题主要考查了反比例函数的图象与性质,函数图象的画法,反比例函数与一次函数的交点问题、旋转等知识,利用数形结合思想是解题的关键.18.定义:在平面直角坐标系中,当点N在图形M的内部,或在图形M上,且点N的横坐标和纵坐标相等时,则称点N为图形M的“梦之点”.
(1)如图①,矩形的顶点坐标分别是,,,,在点,,中,是矩形“梦之点”的是___________;(2)点是反比例函数图象上的一个“梦之点”,则该函数图象上的另一个“梦之点”H的坐标是___________,直线的解析式是___________.当时,x的取值范围是___________.(3)如图②,已知点A,B是抛物线上的“梦之点”,点C是抛物线的顶点,连接,,,判断的形状,并说明理由.【答案】(1),(2),,或(3)是直角三角形,理由见解析【分析】(1)根据“梦之点”的定义判断这几个点是否在矩形内部或边上即可;(2)把代入求出解析式,再求与的交点即为,最后根据函数图象判断当时,x的取值范围;(3)根据“梦之点”的定义求出点A,B的坐标,再求出顶点C的坐标,最后求出,,,即可判断的形状.【解析】(1)∵矩形的顶点坐标分别是,,,,∴矩形“梦之点”满足,,∴点,是矩形“梦之点”,点不是矩形“梦之点”,故答案为:,;(2)∵点是反比例函数图象上的一个“梦之点”,∴把代入得,∴,∵“梦之点”的横坐标和纵坐标相等,∴“梦之点”都在直线上,联立,解得或,∴,∴直线的解析式是,函数图象如图:
由图可得,当时,x的取值范围是或;故答案为:,,或;(3)是直角三角形,理由如下:∵点A,B是抛物线上的“梦之点”,∴联立,解得或,∴,,∵∴顶点,∴,,,∴,∴是直角三角形.【点睛】本题是函数的综合题,考查了一次函数、反比例函数、二次函数,理解坐标与图形性质,记住两点间的距离公式,正确理解新定义是解决此题的关键.题型06:反比例函数的实际应用19.综合与实践如图1,某兴趣小组计划开垦一个面积为的矩形地块种植农作物,地块一边靠墙,另外三边用木栏围住,木栏总长为.
【问题提出】小组同学提出这样一个问题:若,能否围出矩形地块?【问题探究】小颖尝试从“函数图象”的角度解决这个问题:设为,为.由矩形地块面积为,得到,满足条件的可看成是反比例函数的图象在第一象限内点的坐标;木栏总长为,得到,满足条件的可看成一次函数的图象在第一象限内点的坐标,同时满足这两个条件的就可以看成两个函数图象交点的坐标.如图2,反比例函数的图象与直线:的交点坐标为和_________,因此,木栏总长为时,能围出矩形地块,分别为:,;或___________m,__________m.
(1)根据小颖的分析思路,完成上面的填空.【类比探究】(2)若,能否围出矩形地块?请仿照小颖的方法,在图2中画出一次函数图象并说明理由.【问题延伸】当木栏总长为时,小颖建立了一次函数.发现直线可以看成是直线通过平移得到的,在平移过程中,当过点时,直线与反比例函数的图象有唯一交点.(3)请在图2中画出直线过点时的图象,并求出的值.【拓展应用】小颖从以上探究中发现“能否围成矩形地块问题”可以转化为“与图象在第一象限内交点的存在问题”.(4)若要围出满足条件的矩形地块,且和的长均不小于,请直接写出的取值范围.【答案】(1);4;2;(2)不能围出,理由见解析;(3)图见解析,;(4)【分析】(1)联立反比例函数和一次函数表达式,求出交点坐标,即可解答;(2)根据得出,,在图中画出的图象,观察是否与反比例函数图像有交点,若有交点,则能围成,否则,不能围成;(3)过点作的平行线,即可作出直线的图象,将点代入,即可求出a的值;(4)根据存在交点,得出方程有实数根,根据根的判别式得出,再得出反比例函数图象经过点,,则当与图象在点左边,点右边存在交点时,满足题意;根据图象,即可写出取值范围.【解析】解:(1)∵反比例函数,直线:,∴联立得:,解得:,,∴反比例函与直线:的交点坐标为和,当木栏总长为时,能围出矩形地块,分别为:,;或,.故答案为:4;2.(2)不能围出.∵木栏总长为,∴,则,画出直线的图象,如图中所示:∵与函数图象没有交点,∴不能围出面积为的矩形;(3)如图中直线所示,即为图象,将点代入,得:,解得;
(4)根据题意可得∶若要围出满足条件的矩形地块,与图象在第一象限内交点的存在问题,即方程有实数根,整理得:,∴,解得:,把代入得:,∴反比例函数图象经过点,把代入得:,解得:,∴反比例函数图象经过点,令,,过点,分别作直线的平行线,由图可知,当与图象在点A左边,点B右边存在交点时,满足题意;
把代入得:,解得:,∴.【点睛】本题主要考查了反比例函数和一次函数综合,解题的关键是正确理解题意,根据题意得出等量关系,掌握待定系数法,会根据函数图形获取数据.20.某果农今年试种了一种新品种的水果,5月份开始上市.根据其它相似产品的销售经验,若设该水果上市第t天的销售单价为(元/千克),则与之间满足如下关系:t123456…P(元/千克)1206040302420…而该水果每天的销售量(千克)与
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