黄晴 贾建宁

摘要:通过研究2022年的中考题,引导学生如何利用平面几何图形性质求反比例函数图象上的点,用待定系数法求函数的解析式,让学生综合运用所学知识解决问题,提高学生推理证明、数学运算的能力,整体提升学生的数学核心素养.

关键词:平面几何;反比例函数;综合问题;变式深化

反比例函数不少问题设计都与平面几何知识息息相关,解题时如果能抓住所涉及的平面几何图形的特征,借助平面几何定义、定理及性质,有助于解决一些反比例函数的综合问题,本文以实例对此作些探讨.

1利用等腰三角形的性质

例1(2022年吉林省中考数学第12题)如图1,在平面直角坐标系中,点A的坐标为(-2,0),点B在y轴正半轴上,以点B为圆心,BA长为半径作弧,交x轴正半轴于点C,则点C的坐标为______.

分析:连接BC,先根据点A的坐标可得OA=2,再由同圆半径相可等判定△ABC是等腰三角形,最后根据等腰三角形三线合一可得OC=OA=2,由此即可得点C的坐标为(2,0).

评注:此题还可以用圆的直径在y轴的正半轴上,据圆的对称性可知,A(-2,0)关于y轴的对称点就是点C.

变式深化:其它条件不变,若弧AC与y轴负半轴交于点D,且OD=2( 2 -1),求半径BA的长.

2利用三角形中位线的性质

例2(2022年宁夏中考数学第24题)如图2,Rt△ABO的顶点O在坐标原点,点B在x轴上,∠ABO=90°,∠AOB=30°,OB=2 3 ,反比例函数y= k x (x>0)的图象经过OA的中点C,交AB于点D.

(1)求反比例函数的解析式;

(2)连接CD,求四边形CDBO的面积.

分析:(1)欲求反比例函数的解析式,需知点C或点D的坐标,根据已知点C为OA的中点,在Rt△OAB中,AB=OBtan30°=2,过点C作CE⊥x轴,垂足为E,则CE= 1 2 AB=1,OE= 1 2 OB= 3 ,故点C( 3 ,1).

(2)将xD=2 3 代入(1)中求得的解析式,求得点D〖JB((〗2 3 , 1 2 〖JB))〗,因为AB=2,AD= 3 2 ,所以SACD= 1 2 AD·BE= 3 3  4 ,并由S四边形CDBO=S△ABO-S△ACD可求.

评注:这是反比例函数与几何的综合题.第(1)问求出点C的坐标是关键;第(2)问利用割补法求四边形的面积.

变式深化:(1)求直线CD的解析式;(2)求Rt△OAB被直线CD分割后所成两部分的面积比.

3利用图形翻折的性质

例3(2022年内蒙古鄂尔多斯市中考数学第15题)如图3,正方形OABC的顶点A,C分别在x轴和y轴上,E,F分别是边AB,OA上的点,且∠ECF=45°,将△ECF沿着CF翻折,点E落在x轴上的点D处,已知反比例函数y1= k1 x 和y2= k2 x 分别经过点B,E.若S△COD=5,则k1-k2=______.

分析:根据反比例函数的几何意义,k1-k2其实是第一象限的对应两个矩形的面积之差,这样作EH⊥y轴于点H,则四边形BCHE,AEHO都为矩形,利用折叠的性质得∠BCE=∠OCD,再证明△BCE△OCD(ASA),则两三角形的面积相等,根据反比例函数系数k的几何意义得k1-k2的值.

评注:本题根据反比例函数系数k的几何意义,关键求出两个矩形的面积之差,转化为矩形BCHE的面积,为此先推证∠BCE=∠OCD,或者推证∠CEH=∠DCO,再利用全等三角形的判定与性质,利用转化的方法求解即可.清晰的思路,流畅的逻辑通路都是建立在一定的数学基本活动经验基础之上活动,形成数学的直观能力,发展了学生的核心素养.

变式深化:若点E为AB的中点,求反比例函数y1= k1 x 和y2= k2 x 的解析式.

4利用平行四边形、矩形和全等三角形判定与性质

例4(2022年安徽省中考数学第13题)如图5,平行四边形OABC的顶点O是坐标原点,A在x轴的正半轴上,B,C在第一象限,反比例函数y= 1 x 的图象经过点C,y= k x (k≠0)的图象经过点B.若OC=AC,则k=______.

分析:欲求k,只需求出点B的坐标,只需求出2SRt△OBE即可.如图6,过点C作CD⊥OA于D,过点B作BE⊥x轴于E.先证明四边形CDEB为矩形,得出CD=BE,再证Rt△COD≌△BAE(HL),

根据S平行四边形OCBA=4S△OCD=2,再求S△OBA= 1 2 S平行四边形OCBA=1即可.

评注:本题是反比例函数与几何综合.紧紧抓住反比例函数的图象经过点C,而点C的坐标是(1,1),这是S△OCD=S△CAD= 1 2 的关键数据.又点B的坐标(xB,yB)与Rt△OBE的面积息息相关,SRt△OBE= 1 2 OE×EB= 1 2 xB·yB,即反比例函数k=xB·yB,这些逻辑推理源于对反比例函数k的几何意义,平行四边形的性质与判定,矩形的判定与性质,三角形全等判定与性质的熟练地掌握.

变式深化:若把反比例函数y= 1 x 改为y1= k1 x ,其它条件不变,求k-k1=?

总之,函数试题是中考的重点内容,考查形式多样,试题往往与平面几何图形紧密联系在一起,一方面考查平面几何中有关图形的判定和性质,另一方面有考查函数的性质,双管齐下,综合性较强,对学生各方面的能力要求较高,因此重视数学基本经验的积累,数学思想方法的渗透,这样才能帮助学生提高分析问题和解决问题的能力,有力的提升学生的数学素养.

参考文献:

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