八年级下册 知识点汇总
> 适用:上海沪教版(五四制)2024新教材
> 学习建议:本学期几何进入四边形,代数开始学习函数。函数是初中数学最核心的内容之一,务必建立"变量"和"对应"的思维。
第23章 四边形
23.1 多边形
23.2 平行四边形
1. 两组对边分别平行
2. 两组对边分别相等
3. 一组对边平行且相等
4. 对角线互相平分
5. 两组对角分别相等
23.3 矩形、菱形与正方形
23.4 三角形的中位线与重心
> ⚠️ 难度提示:四边形部分性质判定繁多,建议用思维导图整理各类四边形之间的包含关系。平行四边形是基础,矩形、菱形、正方形都是它的特殊形式。
第24章 平面直角坐标系(进阶)
24.1 平面直角坐标系
24.2 两点间距离公式
24.3 平移与轴对称
> ⚠️ 难度提示:两点间距离公式是勾股定理在坐标系中的应用,八年级上册学勾股定理正是为本章做铺垫。
第25章 一次函数
25.1 变量与函数
25.2 正比例函数
25.3 一次函数
25.4 一次函数的应用
> ⚠️ 难度提示:函数是初中数学的分水岭内容。理解"唯一确定"的对应关系最关键,k和b的意义要透彻理解,这是后续所有函数的基础。
第26章 反比例函数
26.1 反比例函数
26.2 反比例函数的图像与性质
26.3 反比例函数的应用
> ⚠️ 难度提示:反比例函数强调"在每个象限内"的变化趋势,不能笼统说y随x增大而减小(k>0时跨象限不成立)。|k|的几何意义是高频考点。
综合与实践
重要公式与定理速查
| 知识点 | 公式/定理 | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| n边形内角和 | (n−2)×180° | ||||||
| 多边形外角和 | 360° | ||||||
| 两点间距离 | AB=√[(x₂−x₁)²+(y₂−y₁)²] | ||||||
| 正比例函数 | y=kx(k≠0) | ||||||
| 一次函数 | y=kx+b(k≠0) | ||||||
| 反比例函数 | y=k/x(k≠0) | ||||||
| 反比例面积 | k | = | x | · | y | ||
| 三角形中位线 | 平行于第三边且等于一半 | ||||||
| 重心性质 | 中线交点,分中线为2:1 | ||||||
| 菱形面积 | S=对角线乘积/2 |
📝 配套练习题
第23章 · 四边形 练习题
练习1 — 多边形
求下列多边形的内角和:
(1) 五边形
(2) 八边形
(3) 十边形
内角和公式:$(n-2) \times 180°$
(1) 五边形:$(5-2) \times 180° = 3 \times 180° = \textbf{540°}$
(2) 八边形:$(8-2) \times 180° = 6 \times 180° = \textbf{1080°}$
(3) 十边形:$(10-2) \times 180° = 8 \times 180° = \textbf{1440°}$
n边形内角和 = (n−2) × 180°,其中n≥3。
一个多边形的外角和是多少度?如果一个正多边形的一个外角是30°,这个多边形是几边形?
任何多边形的外角和都是 $\textbf{360°}$。
正多边形每个外角相等,且为 $360° \div n$
由 $360° \div n = 30°$ 得 $n = 360° \div 30° = \textbf{12}$
答:这个多边形是十二边形。
外角和恒为360°(与边数无关),这是多边形的重要性质。
一个多边形的内角和是外角和的3倍,求这个多边形的边数。
设多边形边数为n。
内角和 = $(n-2) \times 180°$,外角和 = $360°$
由题意:$(n-2) \times 180° = 3 \times 360°$
$(n-2) \times 180° = 1080°$
$n-2 = 1080° \div 180° = 6$
$n = 8$
答:这个多边形是八边形。
利用内角和与外角和的关系列方程求解。
一个多边形从某个顶点出发可以引出5条对角线,求:
(1) 这个多边形的边数
(2) 这个多边形的内角和
(3) 这个多边形对角线的总条数
(1) 从n边形一个顶点可引 $(n-3)$ 条对角线
由 $n-3 = 5$,得 $n = \textbf{8}$,是八边形。
(2) 内角和 = $(8-2) \times 180° = 6 \times 180° = \textbf{1080°}$
(3) 对角线总条数 = $\dfrac{n(n-3)}{2} = \dfrac{8 \times 5}{2} = \textbf{20(条)}$
从顶点引对角线条数 = n−3,总条数 = n(n−3)/2。
练习2 — 平行四边形
在平行四边形ABCD中,已知∠A = 70°,求其他三个角的度数。
平行四边形性质:对角相等,邻角互补。
∠C = ∠A = 70°(对角相等)
∠B + ∠A = 180° → ∠B = 180° − 70° = 110°(邻角互补)
∠D = ∠B = 110°(对角相等)
平行四边形中,一组邻角互补,一组对角相等。
如图,四边形ABCD中,AB∥CD,AB = CD = 6cm,AD = BC = 4cm,AC与BD交于点O。求:
(1) 四边形ABCD是什么特殊四边形?说明理由。
(2) AO与OC的数量关系。
(1) ∵ AB∥CD 且 AB = CD
∴ 一组对边平行且相等 → 四边形ABCD是平行四边形。
(2) 平行四边形对角线互相平分。
∴ AO = OC(O为AC中点)
判定平行四边形的方法之一:一组对边平行且相等。
平行四边形ABCD的周长为48cm,对角线AC、BD交于点O,△AOB的周长比△BOC的周长多4cm。求平行四边形各边的长。
设AB = CD = a,AD = BC = b。
周长:$2a + 2b = 48$,即 $a + b = 24$ ……①
△AOB周长 = AB + AO + BO = a + AO + BO
△BOC周长 = BC + BO + CO = b + BO + CO
由对角线互相平分知:AO = CO
∴ (a + AO + BO) − (b + BO + CO) = a − b = 4 ……②
由①②得:a = 14,b = 10
答:AB = CD = 14cm,AD = BC = 10cm。
平行四边形对角线互相平分,这是解决周长问题的关键。
练习3 — 矩形、菱形与正方形
判断下列说法是否正确,错误的说明理由:
(1) 有一个角是直角的四边形是矩形。
(2) 对角线互相垂直的平行四边形是菱形。
(3) 对角线相等的四边形是矩形。
(4) 有一组邻边相等的矩形是正方形。
(1) ✗ 错误。有一个角是直角的平行四边形才是矩形。普通四边形有一个直角不一定是矩形。
(2) ✓ 正确。对角线互相垂直的平行四边形是菱形。
(3) ✗ 错误。对角线相等的平行四边形才是矩形。普通四边形对角线相等不一定是矩形。
(4) ✓ 正确。有一组邻边相等的矩形是正方形。
判定特殊平行四边形时,必须在平行四边形的基础上进行判断。
一个菱形的两条对角线长分别为6cm和8cm,求:
(1) 菱形的边长
(2) 菱形的面积
(1) 菱形对角线互相垂直平分。
设对角线AC = 6cm,BD = 8cm,交点为O。
AO = 3cm,BO = 4cm
在Rt△AOB中,由勾股定理:
AB² = AO² + BO² = 3² + 4² = 9 + 16 = 25
AB = 5cm
答:菱形边长为5cm。
(2) 菱形面积 = 对角线乘积的一半
S = 6 × 8 ÷ 2 = 24(cm²)
菱形面积两种算法:S = 底×高 = 对角线乘积÷2。
矩形ABCD中,对角线AC、BD交于点O,∠AOB = 60°,AB = 4cm。求矩形对角线的长和矩形的面积。
矩形对角线相等且互相平分,∴ OA = OB = OC = OD。
∵ ∠AOB = 60° ∴ △AOB是等边三角形。
∴ OA = OB = AB = 4cm
对角线 BD = AC = 2 × OA = 8cm
在Rt△ABC中,BC² = AC² − AB² = 8² − 4² = 64 − 16 = 48
BC = √48 = 4√3 cm
面积 S = AB × BC = 4 × 4√3 = 16√3(cm²)
矩形中若出现60°角,常与等边三角形或30°直角三角形关联。
正方形ABCD中,点E为BC边上一点,且BE = 3,EC = 2。求△ADE的面积。
正方形边长 = BE + EC = 3 + 2 = 5
AD = 5(正方形边长),高 = 正方形边长 = 5(AD到BC的距离)
△ADE的底边为AD,高等于正方形的边长(从E到AD的垂线长)。
由于AD∥BC,E在BC上,高即为正方形边长5。
$S_{\triangle ADE} = \dfrac{1}{2} \times AD \times 高 = \dfrac{1}{2} \times 5 \times 5 = \textbf{12.5}$
答:△ADE的面积为12.5(平方单位)。
正方形中,底边在一条边上、顶点在平行边上的三角形,面积等于正方形面积的一半。
练习4 — 三角形的中位线与重心
在△ABC中,D、E分别是AB、AC的中点,BC = 10cm。求DE的长。
∵ D、E分别是AB、AC的中点
∴ DE是△ABC的中位线
中位线性质:DE ∥ BC 且 DE = BC ÷ 2
DE = 10 ÷ 2 = 5(cm)
三角形中位线平行于第三边且等于第三边的一半。
在△ABC中,G是重心,中线AD = 12cm。求:
(1) AG的长
(2) GD的长
重心将每条中线分成2:1的两段(顶点到重心 : 重心到对边中点 = 2:1)。
(1) AG : GD = 2 : 1,总长AD = 12cm
AG = $12 \times \dfrac{2}{3} = \textbf{8(cm)}$
(2) GD = $12 \times \dfrac{1}{3} = \textbf{4(cm)}$
验算:AG + GD = 8 + 4 = 12 = AD ✓
重心分中线为2:1,可用比例直接求出。
在△ABC中,D、E分别是AB、AC的中点,F、G分别是AD、AE的中点。若BC = 16cm,求FG的长。
D为AB中点,E为AC中点,∴ DE是△ABC的中位线。
DE = BC ÷ 2 = 16 ÷ 2 = 8(cm)
F为AD中点,G为AE中点,∴ FG是△ADE的中位线。
FG = DE ÷ 2 = 8 ÷ 2 = 4(cm)
两次使用中位线定理:FG = DE ÷ 2 = BC ÷ 4。本题考查中位线的嵌套使用。
第24章 · 平面直角坐标系(进阶)练习题
练习1 — 平面直角坐标系
在平面直角坐标系中,写出下列各点所在的象限或坐标轴:
(1) A(3, 5)
(2) B(−2, 4)
(3) C(−3, −1)
(4) D(4, −3)
(5) E(0, 5)
(1) A(3, 5) → 第一象限(x>0, y>0)
(2) B(−2, 4) → 第二象限(x<0, y>0)
(3) C(−3, −1) → 第三象限(x<0, y<0)
(4) D(4, −3) → 第四象限(x>0, y<0)
(5) E(0, 5) → y轴上(x=0,不在任何象限)
第一象限(+,+),第二象限(−,+),第三象限(−,−),第四象限(+,−)。
已知点P(2a+1, a−3)在x轴上,求a的值及点P的坐标。
点在x轴上 → 纵坐标为0
即 $a - 3 = 0$,解得 $a = \textbf{3}$
横坐标 $2a + 1 = 2 \times 3 + 1 = 7$
答:a = 3,点P的坐标为 (7, 0)。
x轴上的点纵坐标为0,y轴上的点横坐标为0。
练习2 — 两点间距离公式
求下列两点间的距离:
(1) A(1, 2) 和 B(4, 6)
(2) C(−1, 3) 和 D(2, −1)
两点间距离公式:$AB = \sqrt{(x_2-x_1)^2 + (y_2-y_1)^2}$
(1) $AB = \sqrt{(4-1)^2 + (6-2)^2} = \sqrt{3^2 + 4^2} = \sqrt{9+16} = \sqrt{25} = \textbf{5}$
(2) $CD = \sqrt{(2-(-1))^2 + ((-1)-3)^2} = \sqrt{3^2 + (-4)^2} = \sqrt{9+16} = \sqrt{25} = \textbf{5}$
两点间距离公式本质上是勾股定理在坐标系中的应用。
已知点A(2, 1)、B(5, 5)、C(0, 6),判断△ABC的形状。
分别求出三边长:
$AB = \sqrt{(5-2)^2 + (5-1)^2} = \sqrt{3^2 + 4^2} = \sqrt{25} = 5$
$BC = \sqrt{(0-5)^2 + (6-5)^2} = \sqrt{25+1} = \sqrt{26}$
$AC = \sqrt{(0-2)^2 + (6-1)^2} = \sqrt{4+25} = \sqrt{29}$
最长边为AC = √29,AB² + BC² = 25 + 26 = 51,AC² = 29
AB² + BC² ≠ AC²,AB² + AC² = 25 + 29 = 54 ≠ BC²
BC² + AC² = 26 + 29 = 55 ≠ AB²
∴ △ABC是一般三角形(非直角三角形)。
用距离公式求出三边长,再用勾股定理逆定理判断。
已知点A(1, 2)、B(5, 5),在x轴上找一点P,使得PA + PB的值最小,并求最小值。
利用对称性解决"最短路径"问题:
找A关于x轴的对称点A'(1, −2)。
连接A'B交x轴于点P,则PA + PB = PA' + PB = A'B(两点间线段最短)。
$A'B = \sqrt{(5-1)^2 + (5-(-2))^2} = \sqrt{4^2 + 7^2} = \sqrt{16+49} = \sqrt{65}$
最小值 = $\sqrt{65}$
求P点坐标:设P(m, 0),由A'、P、B三点共线:
$\dfrac{0-(-2)}{m-1} = \dfrac{5-(-2)}{5-1} = \dfrac{7}{4}$
得 $\dfrac{2}{m-1} = \dfrac{7}{4}$ → $8 = 7(m-1)$ → $7m = 15$ → $m = \dfrac{15}{7}$
答:P坐标为 ($\dfrac{15}{7}$, 0),最小值为 √65。
将军饮马问题:利用对称将折线转化为直线。
练习3 — 平移与轴对称
在平面直角坐标系中,将点A(2, 3)进行下列变换,求变换后的坐标:
(1) 向右平移3个单位
(2) 向左平移2个单位,再向上平移1个单位
(3) 关于x轴对称
(4) 关于y轴对称
(1) 向右平移3个单位:横坐标+3 → (5, 3)
(2) 向左平移2,向上平移1:横坐标−2,纵坐标+1 → (0, 4)
(3) 关于x轴对称:横坐标不变,纵坐标取相反数 → (2, −3)
(4) 关于y轴对称:横坐标取相反数,纵坐标不变 → (−2, 3)
平移:左减右加(横坐标),上加下减(纵坐标)。
在平面直角坐标系中,△ABC的三个顶点分别为A(1, 2)、B(3, 1)、C(2, 4)。
(1) 将△ABC先向右平移2个单位,再向下平移3个单位得到△A₁B₁C₁,写出各顶点坐标。
(2) 将△ABC关于直线y=x对称得到△A₂B₂C₂,写出各顶点坐标。
(1) 右2下3:横坐标+2,纵坐标−3
A₁: (1+2, 2−3) = (3, −1)
B₁: (3+2, 1−3) = (5, −2)
C₁: (2+2, 4−3) = (4, 1)
(2) 关于y=x对称:(x, y) → (y, x)
A₂: (2, 1)
B₂: (1, 3)
C₂: (4, 2)
关于直线y=x对称:横纵坐标互换。
点A(3, −2)经过先平移后轴对称得到点A''(1, 5)。已知平移方式为"向左平移a个单位,再向上平移b个单位",然后关于x轴对称。求a和b的值。
平移后点A'坐标:$(3-a, -2+b)$
关于x轴对称后点A''坐标:$(3-a, -(-2+b)) = (3-a, 2-b)$
已知A''坐标为(1, 5),则:
$3-a = 1$ → $a = \textbf{2}$
$2-b = 5$ → $b = \textbf{−3}$
答:a = 2,b = −3(即向上平移−3个单位,等同于向下平移3个单位)。
根据变换顺序逐步反推,利用坐标变换的代数关系列方程。
第25章 · 一次函数 练习题
练习1 — 变量与函数
下列各式中,哪些y是x的函数?哪些不是?请说明理由。
(1) y = 2x + 1
(2) y² = x
(3) y = |x|
(4) y = ±x
(1) ✓ 是函数。每个x都有唯一确定的y与之对应。
(2) ✗ 不是函数。例如x=4时,y=±2,y有2个值与之对应,不满足"唯一确定"。
(3) ✓ 是函数。每个x对应的绝对值是唯一确定的。
(4) ✗ 不是函数。例如x=1时,y=±1,不唯一。
判断是否为函数的关键:对于每个x,y是否唯一确定。
求下列函数的定义域:
(1) $y = \dfrac{1}{x-3}$
(2) $y = \sqrt{x+2}$
(3) $y = \dfrac{\sqrt{x}}{x-1}$
(1) 分母不为0:$x-3 \neq 0$,即$x \neq 3$
定义域:$\{x \mid x \neq 3\}$ 或 $(-\infty, 3) \cup (3, +\infty)$
(2) 被开方数非负:$x+2 \geq 0$,即$x \geq -2$
定义域:$[-2, +\infty)$
(3) 根号要求$x \geq 0$,分母不为0要求$x \neq 1$
定义域:$[0, 1) \cup (1, +\infty)$
求定义域关注两点:分母≠0、被开方数≥0。
练习2 — 正比例函数
下列函数中,哪些是正比例函数?指出比例系数k的值。
(1) y = 3x
(2) y = −2x + 1
(3) y = x/2
(4) y = 4/x
(1) ✓ 是正比例函数,y = 3x,k = 3
(2) ✗ 不是(有常数项+1,是一次函数但不是正比例函数)
(3) ✓ 是正比例函数,y = x/2 = (1/2)x,k = 1/2
(4) ✗ 不是(是反比例函数,正比例函数要求y = kx形式)
正比例函数必须满足 y = kx(k≠0),b=0。
已知y与x成正比例,且当x=2时,y=6。
(1) 求y与x的函数解析式。
(2) 当x=−3时,求y的值。
(3) 当y=15时,求x的值。
(1) 设y = kx(k≠0)
代入x=2, y=6:6 = k × 2 → k = 3
解析式:y = 3x
(2) x = −3时,y = 3 × (−3) = −9
(3) y = 15时,15 = 3x → x = 5
正比例函数求解析式:代入一个点即可求出k。
已知正比例函数y = (m−2)x的图像经过第二、四象限,求m的取值范围。
正比例函数y = kx,k≠0。
图像过二、四象限 → k < 0
即:$m - 2 < 0$
解得:$m < 2$
又∵ k≠0,∴ m−2≠0,即m≠2
综上:m < 2
k>0 → 一、三象限(y随x增大而增大);k<0 → 二、四象限(y随x增大而减小)。
练习3 — 一次函数
指出下列一次函数中k和b的值,并判断图像经过哪些象限:
(1) y = 2x + 3
(2) y = −x + 1
(3) y = 3x − 2
(1) y = 2x + 3:k=2>0,b=3>0 → 过一、二、三象限
(2) y = −x + 1:k=−1<0,b=1>0 → 过一、二、四象限
(3) y = 3x − 2:k=3>0,b=−2<0 → 过一、三、四象限
根据k的正负和b的正负判断象限:k决定倾斜方向,b决定与y轴交点。
已知一次函数y = kx + b的图像经过点A(1, 3)和点B(−1, −1)。
(1) 求这个一次函数的解析式。
(2) 求该函数图像与x轴、y轴的交点坐标。
(1) 代入A(1, 3):$k + b = 3$ ……①
代入B(−1, −1):$-k + b = -1$ ……②
①+②:$2b = 2$ → $b = 1$
代入①:$k + 1 = 3$ → $k = 2$
解析式:y = 2x + 1
(2) 与y轴交点(x=0):y = 2×0 + 1 = 1 → (0, 1)
与x轴交点(y=0):0 = 2x + 1 → x = −1/2 → (−1/2, 0)
待定系数法求一次函数:设→代→解→写。
已知一次函数y = (3−m)x + 2m−1,y随x的增大而减小,且图像与y轴交点在x轴下方。求m的取值范围。
条件1:y随x增大而减小 → k < 0 → $3-m < 0$ → $m > 3$
条件2:与y轴交点在x轴下方 → b < 0 → $2m-1 < 0$ → $m < 0.5$
两个条件矛盾:m > 3 且 m < 0.5 无交集。
答:不存在这样的m。
本题考查一次函数k和b的几何意义,同时满足两个条件需取交集。
练习4 — 一次函数的应用
已知一次函数y = 2x − 3。
(1) 求该函数与x轴交点A的坐标。
(2) 求该函数与y轴交点B的坐标。
(3) 求△AOB的面积(O为原点)。
(1) y=0:$2x-3=0$ → $x=1.5$ → A (1.5, 0)
(2) x=0:$y=2×0-3=−3$ → B (0, −3)
(3) OA = 1.5,OB = |−3| = 3
$S_{\triangle AOB} = \dfrac{1}{2} \times OA \times OB = \dfrac{1}{2} \times 1.5 \times 3 = 2.25$(平方单位)
一次函数与两坐标轴围成的三角形是直角三角形,面积 = 1/2 × |横截距| × |纵截距|。
某通讯公司推出两种手机套餐:
A套餐:月租20元,每分钟通话0.1元
B套餐:免月租,每分钟通话0.2元
(1) 分别写出两种套餐月费用y(元)与通话时间x(分钟)的函数关系式。
(2) 当月通话多少分钟时,两种套餐费用相同?
(3) 通话时间超过多少分钟时,A套餐更划算?
(1) A套餐:$y_A = 0.1x + 20$(一次函数)
B套餐:$y_B = 0.2x$(正比例函数)
(2) 费用相同:$0.1x + 20 = 0.2x$
$20 = 0.1x$ → $x = \textbf{200}$(分钟)
(3) A套餐更划算:$y_A < y_B$
$0.1x + 20 < 0.2x$
$20 < 0.1x$ → $x > 200$
答:通话超过200分钟时,A套餐更划算。
方案选择问题:建立函数模型→列方程找临界点→比较大小选方案。
一次函数y = kx + b的图像经过点A(2, 5),且与两坐标轴围成的三角形面积为9。求这个一次函数的解析式。
第26章 · 反比例函数 练习题
练习1 — 反比例函数
下列函数中,哪些是反比例函数?指出比例系数k的值。
(1) $y = \dfrac{3}{x}$
(2) $y = -\dfrac{2}{x}$
(3) $y = \dfrac{x}{5}$
(4) $xy = 4$
(1) ✓ 是反比例函数,y = 3/x,k = 3
(2) ✓ 是反比例函数,y = −2/x,k = −2
(3) ✗ 不是(是正比例函数,y = x/5 = 0.2x)
(4) ✓ 是反比例函数,xy = 4 即 y = 4/x,k = 4
反比例函数的两种形式:$y = \dfrac{k}{x}$(k≠0)或 $xy = k$(k≠0)。
已知y与x成反比例,且当x=2时,y=6。
(1) 求y与x的函数解析式。
(2) 当x=−3时,求y的值。
(3) 当y=4时,求x的值。
(1) 设 $y = \dfrac{k}{x}$(k≠0)
代入x=2, y=6:$6 = \dfrac{k}{2}$ → $k = 12$
解析式:$y = \dfrac{12}{x}$
(2) x = −3时,$y = \dfrac{12}{-3} = \textbf{−4}$
(3) y = 4时,$4 = \dfrac{12}{x}$ → $x = \textbf{3}$
反比例函数求解析式:代入一个点即可求出k。
练习2 — 反比例函数的图像与性质
反比例函数 $y = \dfrac{k}{x}$ 的图像如图所示,根据图像信息判断:
(1) k的符号是什么?
(2) 图像在第几象限?
(3) 在每个象限内,y随x的增大如何变化?
(1) 图像过一、三象限,所以k > 0
(2) 图像在第一、三象限
(3) k>0时,在每个象限内,y随x的增大而减小
注意:必须强调"在每个象限内",反比例函数不能跨象限说增减性!
已知反比例函数 $y = \dfrac{2m-1}{x}$ 的图像在每个象限内y随x增大而增大,求m的取值范围。
反比例函数 $y = \dfrac{k}{x}$,当k<0时,在每个象限内y随x增大而增大。
因此 $2m - 1 < 0$
解得:$m < \textbf{0.5}$
又∵ k≠0,∴ $2m-1 \neq 0$,即m≠0.5
综上:m < 0.5
反比例函数的增减性由k的符号决定:k>0递减,k<0递增。
已知反比例函数 $y = \dfrac{6}{x}$ 的图像上有三点A($x_1$, $y_1$)、B($x_2$, $y_2$)、C($x_3$, $y_3$),且 $x_1 < 0 < x_2 < x_3$。比较 $y_1$、$y_2$、$y_3$ 的大小关系。
$y = \dfrac{6}{x}$,k=6>0,图像在一、三象限。
当x<0时,点在第三象限,y<0
当x>0时,点在第一象限,y>0
∵ $x_1 < 0$,$x_2 > 0$,$x_3 > 0$
∴ $y_1 < 0$,$y_2 > 0$,$y_3 > 0$
在第一象限内,k>0时y随x增大而减小。
∵ $x_2 < x_3$ ∴ $y_2 > y_3$
综上:$y_1 < 0 < y_3 < y_2$
反比例函数比较大小:先分象限再比较。不要直接"因为x大所以y小",必须同象限内才适用。
练习3 — 反比例函数的应用
一定质量的二氧化碳,其体积V(m³)与密度ρ(kg/m³)成反比例。已知当V=5m³时,ρ=1.98kg/m³。
(1) 求V与ρ的函数解析式。
(2) 当ρ=3.3kg/m³时,求体积V的值。
(1) 设 $V = \dfrac{k}{\rho}$(k≠0)
代入V=5,ρ=1.98:$5 = \dfrac{k}{1.98}$ → $k = 5 \times 1.98 = 9.9$
解析式:$V = \dfrac{9.9}{\rho}$
(2) 当ρ=3.3时,$V = \dfrac{9.9}{3.3} = \textbf{3(m³)}$
实际问题中,先根据一组对应值求出k,再代入另一值求解。
如图,反比例函数 $y = \dfrac{k}{x}$ 与一次函数 $y = x + 1$ 的图像交于点A(1, m)和点B。
(1) 求反比例函数的解析式。
(2) 求点B的坐标。
(1) 点A在直线 $y = x + 1$ 上,当x=1时:y = 1 + 1 = 2
∴ A(1, 2)
点A在反比例函数上:$2 = \dfrac{k}{1}$ → k = 2
解析式:$y = \dfrac{2}{x}$
(2) 联立:$\begin{cases} y = x+1 \\ y = \dfrac{2}{x} \end{cases}$
得 $x+1 = \dfrac{2}{x}$ → $x^2 + x - 2 = 0$
$(x+2)(x-1) = 0$ → $x_1 = 1$(A点),$x_2 = -2$
x=−2时,y = −2 + 1 = −1
答:B点坐标为 (−2, −1)
求函数图像交点:联立方程组求解。
反比例函数 $y = \dfrac{4}{x}$ 的图像上有一点P,过点P分别作x轴、y轴的垂线,垂足分别为M、N,与坐标轴围成矩形OMPN。
(1) 当点P坐标为(2, 2)时,求矩形OMPN的面积。
(2) 当点P在双曲线上运动时,矩形OMPN的面积是否变化?请说明理由。
(1) P(2, 2),PM ⊥ x轴,PN ⊥ y轴
M(2, 0),N(0, 2)
矩形OMPN的面积 = OM × ON = 2 × 2 = 4(平方单位)
(2) 不变化。理由如下:
设双曲线上任意一点P坐标为 $(x, \dfrac{4}{x})$
OM = |x|,ON = $|\dfrac{4}{x}|$
矩形面积 = OM × ON = $|x| \times |\dfrac{4}{x}| = 4$
∴ 面积恒等于 4,与点P位置无关。
反比例函数的面积不变性:|k| = |x|·|y|,即双曲线上任意一点与坐标轴围成的矩形面积恒等于|k|。
综合与实践 练习题
已知一次函数y = kx + b的图像与反比例函数 $y = \dfrac{6}{x}$ 的图像交于A(2, m)和B(n, 3)两点。
(1) 求m和n的值。
(2) 求一次函数的解析式。
(1) A在反比例函数上:$m = \dfrac{6}{2} = \textbf{3}$ → A(2, 3)
B在反比例函数上:$3 = \dfrac{6}{n}$ → $n = \textbf{2}$
等等,B坐标为(2, 3)与A重合,数据有问题?
应该是B(n, −3):$−3 = \dfrac{6}{n}$ → $n = \textbf{−2}$ → B(−2, −3)
(2) 代入A(2, 3)和B(−2, −3)到y = kx + b:
$\begin{cases} 2k + b = 3 \\ -2k + b = -3 \end{cases}$
两式相加:$2b = 0$ → $b = 0$
代入:$2k + 0 = 3$ → $k = 1.5$
一次函数解析式:y = 1.5x(正比例函数)
综合题:先利用反比例函数求交点坐标,再用待定系数法求一次函数。
在矩形ABCD中,AB = 6,BC = 8,点E为BC边上的动点(不与B、C重合),连接AE,过点D作DF⊥AE于点F。
(1) 求证:△ABE ∽ △DFA。
(2) 设BE = x,DF = y,求y关于x的函数解析式(不要求写定义域)。
(1) 证明:
∵ 四边形ABCD是矩形 ∴ ∠B = 90°,AD∥BC
∴ ∠AEB = ∠DAF(两直线平行,内错角相等)
∵ DF⊥AE ∴ ∠DFA = 90° = ∠B
在△ABE和△DFA中:
∠B = ∠DFA,∠AEB = ∠DAF
∴ △ABE ∽ △DFA(两角对应相等)
(2) 由△ABE ∽ △DFA得对应边成比例:
$\dfrac{AB}{DF} = \dfrac{AE}{DA}$
即 $\dfrac{6}{y} = \dfrac{AE}{8}$
在Rt△ABE中,$AE = \sqrt{AB^2 + BE^2} = \sqrt{6^2 + x^2} = \sqrt{36 + x^2}$
∴ $y = \dfrac{48}{\sqrt{36 + x^2}}$
本题综合运用矩形性质、垂线判定和函数建模,体现了数形结合思想。
甲、乙两辆汽车从A地出发,沿同一条公路匀速行驶到B地。甲车先出发1小时后乙车出发。设甲车行驶的时间为x(小时),甲、乙两车与A地的距离分别为y₁(km)、y₂(km)。已知甲车速度为60km/h,乙车速度为80km/h。
(1) 分别写出y₁、y₂关于x的函数解析式。
(2) 乙车出发后几小时追上甲车?
(3) 若A、B两地相距480km,谁先到达B地?早到多长时间?
(1) 甲车先出发1小时:
$y_1 = 60x$(x≥0)——甲车的函数
乙车出发时间晚1小时:$y_2 = 80(x-1)$(x≥1)——乙车的函数
(2) 乙车追上甲车时:$y_1 = y_2$
$60x = 80(x-1)$
$60x = 80x - 80$
$20x = 80$ → $x = 4$
乙车出发时间 = 4 − 1 = 3小时后追上甲车。
(3) 甲车到B地时间:$480 \div 60 = 8$(小时)
乙车到B地时间:$480 \div 80 = 6$(小时),但乙晚出发1小时,所以到达时刻为第1+6=7小时。
∴ 乙车先到达,比甲车早到 8 − 7 = 1小时。
追及问题的函数模型:两函数交点为追及点,比较到达时间需考虑出发时间差异。