GQACADEMY / 反比例函数

函数交点:让图象、方程与面积互相说明

联立一次函数与反比例函数求交点,再用面积分割解决综合问题,检查转化中是否产生增根。

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一个交点满足两套关系

两条函数图象的交点,同时在两条图象上,因此它的横、纵坐标同时满足两个表达式。求交点,就是求两个表达式的公共解。

例如直线 y=x+1y=x+1 与双曲线 y=6xy=\frac6x 的交点,需要满足 x+1=6xx+1=\frac6x。从图形问题转为方程时,别忘了反比例函数的限制 x≠0x\ne0。乘以 xx 去分母以后,最后仍要把解带回原来的条件中检查。

求出坐标以后再回到图形

方程能帮助我们找到位置,但综合题往往还要求面积或位置关系。这时应把求出的点标回坐标系,看看能否利用坐标轴分割图形。不要把每一个几何问题都继续堆成复杂的代数运算。

本篇用到一元二次方程。如果尚未学习这一章,可以先理解“交点同时满足两个函数”,在学完方程解法后再完成计算部分。

例题:交点与三角形面积

直线 y=x+1y=x+1 与双曲线 y=6xy=\frac6x 交于点 AA、BB,其中 AA 在第一象限。求两个交点的坐标,以及 △OAB\triangle OAB 的面积,OO 为原点。

思路点拨

先联立两个表达式,求出 xx 再求 yy。面积部分取直线与 yy 轴的交点 CC,用线段 OCOC 把大三角形分为两个三角形,底相同,高可以由横坐标读出。

完整解析

由 x+1=6xx+1=\frac6x 且 x≠0x\ne0,得

x2+x−6=0,(x−2)(x+3)=0.x^2+x-6=0,\qquad(x-2)(x+3)=0.

所以 x=2x=2 或 x=−3x=-3,均不为零。代入 y=x+1y=x+1,得 A(2,3)A(2,3)、B(−3,−2)B(-3,-2);两点的坐标乘积均为 66,也都满足反比例函数。

令 x=0x=0,直线与 yy 轴交于 C(0,1)C(0,1)。CC 位于线段 ABAB 上,OC=1OC=1。点 AA、BB 到 yy 轴的距离分别为 22、33,所以

S△OAB=S△OAC+S△OBC=12×1×2+12×1×3=52.S_{\triangle OAB} =S_{\triangle OAC}+S_{\triangle OBC} =\frac12\times1\times2+\frac12\times1\times3 =\frac52.

容易错在哪里

  • 去分母后忘记检查 x≠0x\ne0。原式的限制在转化后仍然有效。
  • 只求出横坐标就写成点的答案。交点坐标必须成对给出。
  • 把三角形面积直接写成 ∣k∣2=3\frac{|k|}{2}=3。本题 AA、BB 都在双曲线上,线段 ABAB 并不是坐标轴或垂线,不能套用那个特殊面积结论。
  • 作辅助线后直接相加,未确认分割关系。本题 CC 确在 ABAB 上,所以两个小三角形组成原三角形。

完成这类题后,把“交点—公共解”“横坐标—到纵轴的距离”各解释一次,才能真正把代数与几何连接起来。

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