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【初中数学】反比例函数策略之一 ——数形结合
反比例函数策略(二)
——构造方程法
(王 桥)
上一次,咱们探讨了解决反比例函数的策略一——数形结合,本节课我们继续反比例函数的策略(二)——构造方程法。
构造方程法,在《春季攻势》第3讲有专门的讲述,咱们今天重点讨论下解决反比例函数的问题时,常用的“构造方程”策略。先看例题:
例1、如图1,已知四边形ABCD是平行四边形,BC=2AB,A,B两点的坐标分别是(-1,0),(0,2),C、D两点在反比例函数y=k/x(x<0)的图象上,则k等于 .——选自《沙场秋点兵》——反比例函数中的面积问题
解析:欲求k,必求点C或点D的坐标;遇坐标,“做双垂”(是不是咱上回书说到的“数形结合”?),如图2,作CE⊥y轴于点E,作DF⊥x轴于点F——等等,咱干脆构造“类弦图”吧——如图3......
方法一:特值法之——跟着感觉取特值(详见《冲刺十招》之第1招“绝境逢生用特值”)
数学直觉1:△DFA≌△BEC,△DMC≌△BOA;
数学直觉2:△DFA∽△BOA∽△BEC∽△DMC;
因为OA=1,OB=2,BC=2AB,则BE=DF=2OB=4,EC=AF=2OA=2,∴C(-2,6),D(-3,4),则k=-12——偷偷的看了标准答案,居然正确!
方法二:构造方程法
如果说上面的“特值法”是属于不走寻常路的“特法”,还让我们有点忐忑不安的话(仅仅是感觉啊?三角形真的全等?相似?——但秒杀的感觉还是很爽的!!!),咱们用“通法”——构造方程法
见未知,设未知,找等量,造方程!而对于反比例函数来说,根据反比例函数图像上的任意一点,纵横坐标为定值k构造方程可是“通法”啊!
我们先搞定全等问题。
如果您的学生知道“如果一个角的两边分别平行于另一个角的两边,这两条边相等或互补”,则易知∠DAF=∠BCE,则根据“AAS”易证△DFA≌△BEC,同理△DMC≌△BOA。
如果这条性质您的学生还不知道,没关系,如图4,延长DA,交y轴于点N,则易证明∠FDA=∠ONA=∠EBC,则易证明△DFA≌△BEC,同理△DMC≌△BOA。
那么,这些三角形是否相似呢?不能再靠“感觉了”!
见未知,设未知,找等量,造方程!
如图5,不妨设AF=CE=a,DF=BE=b,则点C(-a,b+2),D(a+1,-b)。
根据反比例函数图像上的任意一点,纵横坐标为定值k构造方程得:-a(b+2)=-b(a+1),整理得b=2a,则BE:EC=BO:AO,则△BEC∽△BOA。再根据BC=2AB,得相似比为2:1,则a=2,b=4,则C(-2,6),D(-3,4),k=-12.
再来一道:
例2、(2010武汉)如图6,直线y=-√3x+b与y轴交于点A,与双曲线y=k/x在第一象限内交于两点B、C,且AB·AC=4,则k= 。——选自《沙场秋点兵》——反比例函数中的常见模型
解析:这道题目,若按照常规的解法,还是比较麻烦(前几天还有个网友在问这道题目的解法)的。观察到直线y=-√3x+b与y轴交于点A,不妨设直线y=-√3x+b与x轴的交点为D,则易知∠ADO=30°。则OA:OD:AD=1:√3:2。根据《沙场秋点兵》之——“反比例函数中的常见模型”中提到的策略,如图7,则AB=CD(证明略)。
观察到题目中的条件:AB·AC=4,根据“斜化正”的基本策略,分别过点B、C作x轴和y轴的垂线BE、BF,CM、CN。因为AB=CD,则易证△ABF≌△CDM,不妨设CM=NO=AF=a,则BF=OE=MD=√3a,AB=CD=2a。若设FN=BP=b,则PC=b,BC=2b。因为AB·AC=4,即2a·2(a+b)=4a(a+b)=4,∴a(a+b)=1。则k=BF·BE=√3a·(a+b)=√3.
评注:把未知的设出来,根据题目中的条件构造方程——这里指“2a·2(a+b)=4a(a+b)=4”,再根据反比例函数图像上任意一点的纵横坐标的乘积为定值k的事实进行整体代换,这种“设而不求”“整体代换”的策略很耐人寻味。
下面这两道题,咱们下去练练,体会一下“构造方程法”的妙处!系统的“构造方程法”的讲解,请参阅一轮培优教材《春季攻势》第3讲——构造方程法!
1、(2018遵义)如图8,直角三角形的直角顶点在坐标原点,∠OAB=30°,若点A在反比例函数y=6/6(x>0)的图象上,则经过点B的反比例函数解析式为( )——选自《沙场秋点兵》——反比例函数与特殊的几何图形
A.y=-6/x B.y=-4/x C.y=-2/x D.y=2/x
2、如图9,两个反比例函数y1=k1/x1和y2=k2/x2(其中k1>0>k2)在第一象限内的图象是C1,第二、四象限内的图象是C2,设点P在C1上,PC⊥x轴于点M,交C2于点C,PA⊥y轴于点N,交C2于点A,AB∥PC,CB∥AP相交于点B,则四边形ODBE的面积为( )——选自《沙场秋点兵》——反比例函数中的面积问题
A. |k1﹣k2| B.k1/ |k2| C. |k1•k2| D.K22/k1
3、如图10—1,已知直线y=1/2x与双曲线y=k/x交于A、B两点,且点A的横坐标为4.(1)求k的值;(2)如图10—2,过原点O的另一条直线l交双曲线y=k/x于C、D两点(点C在第一象限且在点A的左边),当四边形ACBD的面积为24时,求点C的坐标.——选自《沙场秋点兵》——反比例函数中的常见模型
【来源】 播睿智数学。
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