文档内容
让更多的孩子得到更好的教育
中考总复习:平面直角坐标系与一次函数、反比例函数
--知识讲解(提高)
撰稿:张晓新 审稿:杜少波
【考纲要求】
⒈结合实例,了解常量、变量和函数的概念,体会“变化与对应”的思想;
⒉会确定函数自变量的取值范围,即能用三种方法表示函数,又能恰当地选择图象去描述两个变量
之间的关系;
⒊理解正比例函数、反比例函数和一次函数的概念,会画他们的图象,能结合图象讨论这些函数的基
本性质,能利用这些函数分析和解决有关的实际问题.
【知识网络】
【考点梳理】
考点一、平面直角坐标系
1.平面直角坐标系
平面内两条有公共原点且互相垂直的数轴构成了平面直角坐标系,坐标平面内一点对应的有序实
数对叫做这点的坐标.在平面内建立了直角坐标系,就可以把“形”(平面内的点)和“数”(有序实数
对)紧密结合起来.
2.各象限内点的坐标的特点、坐标轴上点的坐标的特点
点P(x,y)在第一象限 ;
点P(x,y)在第二象限 ;
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点P(x,y)在第三象限 ;
点P(x,y)在第四象限 ;
点P(x,y)在x轴上 ,x为任意实数;
点P(x,y)在y轴上 ,y为任意实数;
点P(x,y)既在x轴上,又在y轴上 x,y同时为零,即点P坐标为(0,0).
3.两条坐标轴夹角平分线上点的坐标的特征
点P(x,y)在第一、三象限夹角平分线上 x与y相等;
点P(x,y)在第二、四象限夹角平分线上 x与y互为相反数.
4.和坐标轴平行的直线上点的坐标的特征
位于平行于x轴的直线上的各点的纵坐标相同;
位于平行于y轴的直线上的各点的横坐标相同.
5.关于x轴、y轴或原点对称的点的坐标的特征
点P与点p′关于x轴对称 横坐标相等,纵坐标互为相反数;
点P与点p′关于y轴对称 纵坐标相等,横坐标互为相反数;
点P与点p′关于原点对称 横、纵坐标均互为相反数.
6.点P(x,y)到坐标轴及原点的距离
(1)点P(x,y)到x轴的距离等于 ;
(2)点P(x,y)到y轴的距离等于 ;
(3)点P(x,y)到原点的距离等于 .
7.在平面直角坐标系内两点之间的距离公式
如果直角坐标平面内有两点 ,那么A、B两点的距离为:
.
两种特殊情况:
(1)在直角坐标平面内, 轴或平行于 轴的直线上的两点 的距离为:
(2)在直角坐标平面内, 轴或平行于 轴的直线上的两点 的距离为:
要点诠释:
(1)注意:x轴和y轴上的点,不属于任何象限;
(2)平面内点的坐标是有序实数对,当 时,(a,b)和(b,a)是两个不同点的坐标.
考点二、函数
1.函数的概念
设在某个变化过程中有两个变量x、y,如果对于x在某一范围内的每一个确定的值,y都有唯一确定
的值与它相对应,那么就说y是x的函数,x叫做自变量.
2.自变量的取值范围
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对于实际问题,自变量取值必须使实际问题有意义.对于纯数学问题,自变量取值应保证数学式子有
意义.
3.表示方法
⑴解析法;⑵列表法;⑶图象法.
4.画函数图象
(1)列表:列表给出自变量与函数的一些对应值;
(2)描点:以表中每对对应值为坐标,在坐标平面内描出相应的点;
(3)连线:按照自变量由小到大的顺序,把所描各点用平滑的曲线连接起来.
要点诠释:
(1)在某一变化过程中,可以取不同数值的量叫做变量,数值保持不变的量叫做常量;
(2)确定自变量取值范围的原则:①使代数式有意义;②使实际问题有意义.
考点三、几种基本函数(定义→图象→性质)
1.正比例函数及其图象性质
(1)正比例函数:如果y=kx(k是常数,k≠0),那么y叫做x的正比例函数.
(2)正比例函数y=kx( k≠0)的图象:
过(0,0),(1,K)两点的一条直线.
(3)正比例函数y=kx (k≠0)的性质
①当k>0时,图象经过第一、三象限,y随x的增大而增大;
②当k<0时,图象经过第二、四象限,y随x的增大而减小 .
2.一次函数及其图象性质
(1)一次函数:如果y=kx+b(k,b是常数,k≠0),那么y叫做x的一次函数.
(2)一次函数y=kx+b(k≠0)的图象
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(3)一次函数y=kx+b(k≠0)的图象的性质
一次函数y=kx+b的图象是经过(0,b)点和 点的一条直线.
①当k>0时,y随x的增大而增大;
②当k<0时,y随x的增大而减小.
(4)用函数观点看方程(组)与不等式
①任何一元一次方程都可以转化为ax+b=0(a,b为常数,a≠0)的形式,所以解一元一次方程可以
转化为:一次函数y=kx+b(k,b为常数,k≠0),当y=0时,求相应的自变量的值,从图象上看,相
当于已知直线y=kx+b,确定它与x轴交点的横坐标.
②二元一次方程组 对应两个一次函数,于是也对应两条直线,从“数”的角度看,
解方程组相当于考虑自变量为何值时两个函数值相等,以及这两个函数值是何值;从“形”的角
度看,解方程组相当于确定两条直线的交点的坐标.
③任何一元一次不等式都可以转化ax+b>0或ax+b<0(a、b为常数,a≠0)的形式,解一元一次不
等式可以看做:当一次函数值大于0或小于0时,求自变量相应的取值范围.
要点诠释:
(1)当b=0时,一次函数变为正比例函数,正比例函数是一次函数的特例;
(2)确定一个正比例函数,就是要确定正比例函数定义式 (k 0)中的常数k.
确定一个一次函数,需要确定一次函数定义式 (k 0)中的常数k和b.
解这类问题的一般方法是待定系数法.
(3)直线y=kx+b 与直线y=kx+b(k≠0 ,k≠0)的位置关系.
1 1 1 2 2 2 1 2
①k≠k y 与y 相交;
1 2 1 2
② y 与y 相交于y轴上同一点(0,b)或(0,b);
1 2 1 2
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③ y 与y 平行;
1 2
④ y 与y 重合.
1 2
3.反比例函数及其图象性质
(1)定义:一般地,形如 ( 为常数, )的函数称为反比例函数.
三种形式: (k≠0)或 (k≠0)或xy=k(k≠0).
(2)反比例函数解析式的特征:
①等号左边是函数 ,等号右边是一个分式.分子是不为零的常数 (也叫做比例系数 ),分母中含
有自变量 ,且指数为1;
②比例系数 ;
③自变量 的取值为一切非零实数;
④函数 的取值是一切非零实数.
(3)反比例函数的图象
①图象的画法:描点法
列表(应以O为中心,沿O的两边分别取三对或以上互为相反的数);
描点(由小到大的顺序);
连线(从左到右光滑的曲线).
②反比例函数的图象是双曲线, ( 为常数, )中自变量 ,函数值 ,所以双曲线
是不经过原点,断开的两个分支,延伸部分逐渐靠近坐标轴,但是永远不与坐标轴相交.
③反比例函数的图象是轴对称图形(对称轴是 和 )和中心对称图形(对称中心是坐标
原点).
④反比例函数 ( )中比例系数 的几何意义是:过双曲线 ( )上任意点引 轴、
轴的垂线,所得矩形面积为 .
(4)反比例函数性质:
反比例
函数
k的符号 k>0 k<0
图像
①x的取值范围是x 0, ①x的取值范围是x 0,
y的取值范围是y 0; y的取值范围是y 0;
性质
②当k>0时,函数图像的两个分支分别 ②当k<0时,函数图像的两个分支分别
在第一、三象限.在每个象限内,y 在第二、四象限.在每个象限内,y
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随x 的增大而减小. 随x 的增大而增大.
(5)反比例函数解析式的确定:
利用待定系数法(只需一对对应值或图象上一个点的坐标即可求出 )
(6)“反比例关系”与“反比例函数”:
成反比例的关系式不一定是反比例函数,但是反比例函数 中的两个变量必成反比例关系.
(7)反比例函数的应用
反比例函数中反比例系数的几何意义,如下图,过反比例函数 图像上任一点
作x轴、y轴的垂线PM,PN,垂足为M、N,则所得的矩形PMON的面积S=PM PN= .
∴ .
(8)正比例函数和反比例函数的交点问题
若正比例函数 ( ≠0),反比例函数 ,则
当 时,两函数图象无交点;
当 时,两函数图象有两个交点,坐标分别为( , ),( , ).
由此可知,正反比例函数的图象若有交点,两交点一定关于原点对称.
要点诠释:
(1)用待定系数法求解析式(列方程[组]求解);
(2)利用一次(正比例)函数、反比例函数的图象求不等式的解集.
【典型例题】
类型一、坐标平面有关的计算
1.已知:如图所示,
(1)写出△ABC三个顶点的坐标;
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(2)作出△ABC关于x轴对称的△A′B′C′,并写出△A′B′C′三个顶点的坐标;
(3)作出△ABC关于y轴对称的△A″B″C″,并写出△A″B″C″三个顶点的坐标.
【思路点拨】
(1)直接根据图形写出△ABC三个顶点的坐标;
(2)找到△ABC的各顶点关于x轴对称的对称点并顺次连接成图形;
(3)找到△ABC的各顶点关于y轴对称的对称点并顺次连接成图形.
【答案与解析】
(1)△ABC三个顶点的坐标分别为:A(4,3),B(3,1),C(1,2);
(2)所画图形如下所示,△A′B′C′即为所求,△A′B′C′三个顶点的坐标分别为:
A′(4,-3),B′(3,-1),C′(1,-2);
(3)所画图形如下所示,△A″B″C″即为所求,△A″B″C″三个顶点的坐标分别为:
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A″(-4,3),B″(-3,1),C″(-1,2).
【总结升华】作轴对称图形找对称点是关键.
举一反三:
【变式】如图所示,△ABC的顶点坐标分别为A(-4,-3),B(0,-3),C(-2,1),如将B点向右平移2个单位后
再向上平移4个单位到达B 点,若设△ABC的面积为S,△ABC的面积为S,则S,S 的大小关系为( )
1 1 1 2 1 2
A.S>S B.S=S C.S<S D.不能确定
1 2 1 2 1 2
【答案】选B.(点B的平移是关键,平移后AB=CB,两个三角形等底等高).
1
2.(1)如图所示,在平面直角坐标系xOy中,B(0,1),B(0,3),B(0,6),B(0,10),…,以BB 为对角
1 2 3 4 1 2
线作第一个正方形ABCB,以BB 为对角线作第二个正方形ABCB,以BB 为对角线作第三个
1 1 1 2 2 3 2 2 2 3 3 4
正方形ABCB,……如果所作正方形的对角线 都在y轴上,且 的长度依次增加1
3 3 3 4
个单位,顶点 都在第一象限内(n≥1,且n为整数),那么A 的纵坐标为________,用n的代数
1
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式表示 的纵坐标为_______;
(2)若设 的坐标为(x,y),求y关于x的函数关系式.
【思路点拨】
作AD⊥y轴于点D,可推出A 的纵坐标=BD+BO=1+1= =2,
1 1 1 1
A 的纵坐标= =4.5,则A 的纵坐标为 .
2 n
【答案与解析】
(1)2, ;
(2)A 的横坐标等于 ,
1
A 的横坐标等于 ,
2
A 的横坐标等于 ,
3
A 的横坐标等于 ,
4
……
∴ 的横坐标等于 ,纵坐标等于 .
∵ , ,
∴ ,代入消去n+1,得 .
∴ y关于x的解析式为 ,说明点A,A,A,A,…, 都在抛物线 上.
1 2 3 4
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如图所示.
【总结升华】解决本题的关键是观察图形得到点的纵坐标的特点.
类型二、一次函数
3.已知点A( ,1),B(0,0),C( ,0),AE平分∠BAC,交BC于点E,则直线AE对应的函数解
析式是( ).
A. B. C. D.
【思路点拨】
要求直线AE对应的函数表达式,可以求出E点的坐标即可.可以转化为求线段BE的长,根据角平分
线的性质解决.
【答案】D;
【解析】
解:如图所示,易证∠BAC=60°,∠ABC=30°.
∵ AE平分∠BAC,∴ ∠EAC=30°.
∵ AC=1,∴ CE= .
∴ BE= .∴ E( ,0).
可得直线AE的解析式为 .
应选择D.
【总结升华】平面直角坐标系中的几何问题,解决关键往往在于将直线的条件转化为点的坐标及线段长,
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只需得到线段长,就可以解三角形、解四边形,反之亦然.
举一反三:
【变式】已知:如图所示,在直角坐标平面内,O为原点,点A的坐标为(1,0),点C的坐标为(0,4),直线
CM∥x轴.点B与点A关于原点对称,直线y=x+b(b为常数)经过点B,且与直线CM相交于点D,
连接OD.
(1)求b的值和点D的坐标.
(2)设点P在x轴的正半轴上,若△POD是等腰三角形,求点P的坐标.
【答案】
(1)因为点B与点A关于原点对称,点A的坐标为(1,0),所以点B的坐标为(-1,0).
因为直线y=x+b(b为常数)经过点B,所以0=-1+b,解得b=1,所以直线为y=x+1.
因为点C的坐标为(0,4),直线CM∥x轴,所以点D的纵坐标为4.
因为直线y=x+1与直线CM交于点D,当y=4时,4=x+1,解得x=3,
所以点D的坐标为(3,4).
(2)因为O为原点,点D的坐标为(3,4),点C的坐标为(0,4),所以OC=4,CD=3,
所以OD=5.
因为点P在x轴的正半轴上,若△POD是等腰三角形,则分三种情况:
①当PD=PO时,有 ,
因为 ,
所以 ,解得 .
所以点P的坐标为( ,0).
②当PD=OD时,PO=2CD=6,
所以点P的坐标为(6,0).
③当OD=PO时,PO=5,
所以点P的坐标为(5,0).
类型三、反比例函数
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4.如图,矩形OABC的顶点A、C分别在x、y轴的正半轴上,点D为对角线OB的中点,点E(4,n)在边
AB上,反比例函数 (k≠0)在第一象限内的图象经过点D、E,且tan∠BOA= .
(1)求边AB的长;
(2)求反比例函数的解析式和n的值;
(3)若反比例函数的图象与矩形的边BC交于点F,将矩形折叠,使点O与点F重合,折痕分别与x、y轴正
半轴交于点H、G,求线段OG的长.
【思路点拨】
(1)由点E的纵坐标得出OA=4,再根据tan∠BOA= 即可求出AB的长度;
(2)根据(1)求出点B的坐标,再根据点D是OB的中点求出点D的坐标,然后利用待定系数法求函数解析
式求出反比例函数解析式,再把点E的坐标代入进行计算即可求出n的值;
(3)利用反比例函数解析式求出点F的坐标,从而得到CF的长度,连接FG,根据折叠的性质可得FG=OG,
然后用OG表示出CG的长度,再利用勾股定理列式计算即可求出OG的长度.
【答案与解析】
解:(1)∵点E(4,n)在边AB上,∴OA=4,
在Rt△AOB中,∵tan∠BOA= ,∴AB=OA×tan∠BOA=4× =2.
(2)由(1),可得点B的坐标为(4,2),
∵点D为OB的中点,∴点D(2,1).
∵点D在反比例函数 (k≠0)的图象上,∴ ,解得k=2.
∴反比例函数解析式为 .
又∵点E(4,n)在反比例函数图象上,∴ .
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(3)如图,设点F(a,2),
∵反比例函数的图象与矩形的边BC交于点F,
∴ ,解得a=1.∴CF=1.
连接FG,设OG=t,则OG=FG=t,CG=2﹣t,
在Rt△CGF中,GF2=CF2+CG2,即t2=(2﹣t)2+12,
解得t= ,∴OG=t= .
【总结升华】本题综合考查了反比例函数的知识,包括待定系数法求函数解析式,点在函数图象上,锐角三
角函数的定义,以及折叠的性质,求出点D的坐标,然后求出反比例函数解析式是解题的关键.
举一反三:
【高清课程名称: 反比例函数 高清ID号: 408332 关联的位置名称(播放点名称):例5】
k
【变式1】已知:如图,正比例函数y=ax的图象与反比例函数y 的图象交于点A(3,2).
x
(1)求上述正比例函数和反比例函数的表达式;
(2)根据图象回答,在第一象限内,当x取何值时,反比例函数的值大于正比例函数的值;
(3)M(m,n)是反比例函数图象上的一动点,其中0<m<3,过点M作直线MB∥x轴,交y轴于点B;过点A作
直线AC∥y轴交x轴于点C,交直线MB于点D.当四边形OADM的面积为6时,请判断线段BM与DM的大小
关系,并说明理由.
【答案】
解:(1)将 分别代入 中,得 ,
∴ .
∴ 反比例函数的表达式为: ;
正比例函数的表达式为 .
(2)观察图象得,在第一象限内,当 时,
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反比例函数的值大于正比例函数的值.
(3) .
理由:∵ ,
∴ .
即 .
∵ ,∴ .
即 .
∴ .
∴ .
∴ .
【变式2】已知双曲线 和直线 相交于点 和点 ,且 .
求 的值.
【答案】
由 得 .∴ .
故 . ∴ .∴ 或 .
又 即 ,舍去 ,故所求 的值为 .
类型四、函数综合应用
x y
5.如图,已知直角坐标系内有一条直线和一条曲线,这条直线和 轴、 轴分别交于点A和点
1
B,且OA=OB=1.这条曲线是函数y 的图像在第一象限的一个分支,点P是这条曲线上任意一点,
2x
它的坐标是(a、b),由点P向x轴、y轴所作的垂线PM、PN,垂足是M、N,直线AB分别交PM、PN于点E、
F.
(1)分别求出点E、F的坐标(用a的代数式表示点E的坐标,用b的代数式表示点F的坐标,只须写
出结果,不要求写出计算过程);
(2)求△OEF的面积(结果用含a、b的代数式表示);
(3)△AOF与△BOE是否一定相似,请予 以证明.如果不一定相似
y
或一定不相似,简要说明理由;
1
(4)当点P在曲线 y 上移动时, B △OEF随之变动,指出在
2x
F P(a,b)
N
E
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O M A x
问题图让更多的孩子得到更好的教育
△OEF的三个内角中,大小始终保持不变的那个角的大小,并证明你的结论.
【思路点拨】
在证明三角形相似时,∠EBO=∠OAF是较明显的,关键是证明两夹边对应成比例,这里用到了点
1
P(a,b)在双曲线y 上这一重要条件,挖掘形的特征,并把形的因素转化为相应的代数式
2x
形式是解本题的关键.
【答案与解析】
(1)点E(a,1a),点F(1b,b)
(2)
S S S S S
EOF 矩形MONP EMO FNO EPF
1 1 1
=ab a(1a) b(1b) (ab1)2
2 2 2
1
= (ab1)
2
(3)△AOF与△BOE一定相似,下面给出证明
∵OA=OB=1
∴∠FAO=∠EBO
BE=
a2 (11a)2 2a
AF=
(11b)2 b2 2b
1
∵点P(a,b)是曲线y 上一点
2x
∴2ab 1,即AF·BE=OB·OA=1
AF OA
∴
OB BE
∴△AOF∽△BOE
1
(4)当点P在曲线y 上移动时,△OEF中∠EOF一定等于45°,由(3)知,∠AFO=∠BOE,于是
2x
由∠AFO=∠B+∠BOF及∠BOE=∠BOF+∠EOF
∴∠EOF=∠B=45°.
【总结升华】此题第(3)(4)问均为探索性问题,(4)以(3)为基础,在肯定(3)的结论后,(4)的解决就不难
了.
举一反三:
【高清课程名称:平面直角坐标系与一次函数 高清ID号: 406069
关联的位置名称(播放点名称):例4-例5】
【变式1】如图所示,点A的坐标为(1,0),点B在直线y=-x上运动,当线段AB最短时,点B的坐标为(
).
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A.(0,0) B.( ,- ) C.( , ) D.( , )
【答案】当AB与直线y=-x垂直时,AB最短.(如图所示)
∵直线y=-x,
∴∠AOB=45°.
∴△AOB是等腰直角三角形.
过B作BC⊥x轴于C.
∵ A(1,0),∴OA=1, .
∴此题选B.
【变式2】在同一坐标系中,一次函数y=(1-k)x+2k+l与反比例函数 的图象没有交点,则常数k的
取值范围是________.
【答案】
由题意知
∴ .
∴ 两函数图象无交点,
∴
∴ .
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6.如图所示,点A(m,m+1),B(m+3,m-1)都在反比例函数 的图象上.
(1)求m、k的值;
(2)如果M为x轴上一点,N为y轴上一点,以点A,B,M,N为顶点的四边形是平行四边形,试求直线
MN的解析式.
【思路点拨】
(1)直接把A、B两点的坐标代入解析式中就可以得到关于m的方程,解方程即可;
(2)存在两种情况:当M点在x轴的正半轴上,N点在y轴的正半轴上时和当M点在x轴的负半轴上,N点
在y轴的负半轴上时.无论哪种情况都可以利用平移知识求出M、N的坐标,然后利用待定系数法确定直
线MN的解析式;
【答案与解析】
(1)由题意可知m(m+1)=(m+3)(m-1).
解得m=3.
∴ A(3,4),B(6,2).
∴ k=4×3=12.
(2)存在两种情况,如图所示.①当M点在x轴的正半轴上,N点在y轴的正半轴上时,
设M 点坐标为(x,0),N 点坐标为(0,y).
1 1 1 1
∵ 四边形ANMB为平行四边形,
1 1
∴ 点A对应点N,点B对应点M.
1 1
∵ 点A的横坐标为3,点B的纵坐标为2.
∴ 线段NM 可看做由线段AB向左平移3个单位,再向下平移2个单位得到的.
1 1
∴ N 点的坐标为(0,4-2),即N(0,2);
1 1
M 点的坐标为(6-3,0),即M(3,0).
1 1
设直线MN 的函数表达式为y=kx+2,把x=3,y=0代入,解得 .
1 1 1
∴ 直线MN 的函数表达式为 .
1 1
②当M点在x轴的负半轴上,N点在y轴的负半轴上时,
设M 点坐标为(x,0),N 点坐标为(0,y).
2 2 2 2
∵ AB∥NM,AB∥MN,AB=NM,AB=MN,
1 1 2 2 1 1 2 2
∴ NM∥MN,NM=MN.
1 1 2 2 1 1 2 2
地址:北京市西城区新德街20号4层 电话:010-82025511 传真:010-82079687 第17页 共18页让更多的孩子得到更好的教育
∴ 线段MN 与线段NM 关于原点O成中心对称.
2 2 1 1
∴ M 点坐标为(-3,0),N 点坐标为(0,-2).
1 2
设直线MN 的函数表达式为 ,把x=-3,y=0代入,解得 .
2 2
∴ 直线MN 的函数表达式为 .
2 2
综上所述,直线MN的函数表达式为 或 .
【总结升华】本题主要考查了一次函数与反比例函数的综合应用.
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