(绵阳中考)如图,反比例函数$y = \frac{k}{x}(k > 0)$与正比例函数$y = ax$相交于$A(1,k)$,$B(-k, -1)$两点.
(1)求反比例函数和正比例函数的解析式.
(2)将正比例函数$y = ax$的图象平移,得到一次函数$y = ax + b$的图象,与函数$y = \frac{k}{x}(k > 0)$的图象交于$C(x_1,y_1)$,$D(x_2,y_2)$两点,且$|x_1 - x_2| · |y_1 - y_2| = 5$,求$b$的值.

(1)求反比例函数和正比例函数的解析式.
(2)将正比例函数$y = ax$的图象平移,得到一次函数$y = ax + b$的图象,与函数$y = \frac{k}{x}(k > 0)$的图象交于$C(x_1,y_1)$,$D(x_2,y_2)$两点,且$|x_1 - x_2| · |y_1 - y_2| = 5$,求$b$的值.
答案
(绵阳中考)(1)依题意,得点$A(1,k)$与点$B(-k, -1)$关于原点对称,$\therefore k = 1$,$A(1,1)$,$B(-1, -1)$.$\therefore$反比例函数和正比例函数的解析式分别为$y = \frac{1}{x}$,$y = x$.(2)$\because$一次函数$y = x + b$的图象过点$C(x_1,y_1)$,$D(x_2,y_2)$,$\therefore \begin{cases} y_1 = x_1 + b, \textcircled{1} \\ y_2 = x_2 + b, \textcircled{2} \end{cases}$② - ①,得$y_2 - y_1 = x_2 - x_1$.$\because |x_1 - x_2| · |y_1 - y_2| = 5$,$\therefore |x_1 - x_2| = |y_1 - y_2| = \sqrt{5}$.由$\begin{cases} y = x + b, \\ y = \frac{1}{x} \end{cases}$得$x^2 + bx - 1 = 0$,解得$x_1 = \frac{ - b + \sqrt{b^2 + 4}}{2}$,$x_2 = \frac{ - b - \sqrt{b^2 + 4}}{2}$.$\therefore |x_1 - x_2| = | \frac{ - b + \sqrt{b^2 + 4}}{2} - \frac{ - b - \sqrt{b^2 + 4}}{2} | = | \sqrt{b^2 + 4} | = \sqrt{5}$.解得$b = \pm 1$.
解析
(1) 解:因为反比例函数$y = \frac{k}{x}(k > 0)$与正比例函数$y = ax$的交点$A(1,k)$,$B(-k, -1)$关于原点对称,所以$k = 1$,则$A(1,1)$,$B(-1, -1)$。
所以反比例函数解析式为$y = \frac{1}{x}$,正比例函数解析式为$y = x$。
(2) 解:因为一次函数$y = x + b$与$y = \frac{1}{x}$交于$C(x_1,y_1)$,$D(x_2,y_2)$,所以$\begin{cases} y_1 = x_1 + b \\ y_2 = x_2 + b \end{cases}$,两式相减得$y_2 - y_1 = x_2 - x_1$,即$|y_1 - y_2| = |x_1 - x_2|$。
又因为$|x_1 - x_2| · |y_1 - y_2| = 5$,所以$|x_1 - x_2|^2 = 5$,即$|x_1 - x_2| = \sqrt{5}$。
联立$\begin{cases} y = x + b \\ y = \frac{1}{x} \end{cases}$,得$x^2 + bx - 1 = 0$,则$x_1 + x_2 = -b$,$x_1x_2 = -1$。
$|x_1 - x_2| = \sqrt{(x_1 + x_2)^2 - 4x_1x_2} = \sqrt{b^2 + 4} = \sqrt{5}$,解得$b^2 = 1$,所以$b = \pm 1$。
所以反比例函数解析式为$y = \frac{1}{x}$,正比例函数解析式为$y = x$。
(2) 解:因为一次函数$y = x + b$与$y = \frac{1}{x}$交于$C(x_1,y_1)$,$D(x_2,y_2)$,所以$\begin{cases} y_1 = x_1 + b \\ y_2 = x_2 + b \end{cases}$,两式相减得$y_2 - y_1 = x_2 - x_1$,即$|y_1 - y_2| = |x_1 - x_2|$。
又因为$|x_1 - x_2| · |y_1 - y_2| = 5$,所以$|x_1 - x_2|^2 = 5$,即$|x_1 - x_2| = \sqrt{5}$。
联立$\begin{cases} y = x + b \\ y = \frac{1}{x} \end{cases}$,得$x^2 + bx - 1 = 0$,则$x_1 + x_2 = -b$,$x_1x_2 = -1$。
$|x_1 - x_2| = \sqrt{(x_1 + x_2)^2 - 4x_1x_2} = \sqrt{b^2 + 4} = \sqrt{5}$,解得$b^2 = 1$,所以$b = \pm 1$。
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