6. 两个反比例函数$y=\dfrac{k_{1}}{x}$和$y=\dfrac{k_{2}}{x}(k_{1}>k_{2}>0)$在第一象限内的图象如图所示,动点$P$在$y=\dfrac{k_{1}}{x}$的图象上,$PC ⊥ x$轴于点$C$,交$y=\dfrac{k_{2}}{x}$的图象于点$A$,$PD ⊥ y$轴于点$D$,交$y=\dfrac{k_{2}}{x}$的图象于点$B$.求证:四边形$PAOB$的面积是定值.

答案
6. 证明:
∵动点P在$y=\frac{k_1}{x}$的图象上,$PC⊥ x$轴于点C,交$y=\frac{k_2}{x}$的图象于点A,$PD⊥ y$轴于点D,交$y=\frac{k_2}{x}$的图象于点B,
$\therefore S_{矩形OCPD}=k_1$,$S_{△ AOC}=S_{△ DBO}=\frac{1}{2}k_2$,
$\therefore S_{四边形PAOB}=S_{矩形OCPD}-S_{△ AOC}-S_{△ DBO}=k_1-2×\frac{1}{2}k_2=k_1-k_2$,
$\therefore$四边形PAOB的面积是定值.
∵动点P在$y=\frac{k_1}{x}$的图象上,$PC⊥ x$轴于点C,交$y=\frac{k_2}{x}$的图象于点A,$PD⊥ y$轴于点D,交$y=\frac{k_2}{x}$的图象于点B,
$\therefore S_{矩形OCPD}=k_1$,$S_{△ AOC}=S_{△ DBO}=\frac{1}{2}k_2$,
$\therefore S_{四边形PAOB}=S_{矩形OCPD}-S_{△ AOC}-S_{△ DBO}=k_1-2×\frac{1}{2}k_2=k_1-k_2$,
$\therefore$四边形PAOB的面积是定值.
解析
【分析】
我们要证明四边形PAOB的面积是定值,可借助反比例函数k的几何性质梳理思路:第一步,点P在$y=\frac{k_1}{x}$上,作$PC⊥ x$轴、$PD⊥ y$轴后,围成的矩形OCPD的面积根据反比例函数性质直接等于$k_1$;第二步,点A、B都在$y=\frac{k_2}{x}$上,对应的直角三角形$△ AOC$和$△ ODB$的面积,根据性质都等于$\frac{1}{2}k_2$;第三步,观察图形可知四边形PAOB的面积等于大矩形OCPD的面积减去两个小直角三角形的面积,计算后得到结果为$k_1-k_2$,由于$k_1$、$k_2$都是给定的固定常数,因此该面积为定值,无需设动点坐标即可完成推导。
【解析】
证明:
∵ 动点P在$y=\frac{k_1}{x}$的图象上,$PC ⊥ x$轴,$PD ⊥ y$轴,
∴ 根据反比例函数k的几何意义,矩形OCPD的面积$S_{矩形OCPD}=k_1$。
又
∵ 点A、B都在$y=\frac{k_2}{x}$的图象上,$AC⊥ x$轴,$BD⊥ y$轴,
∴ $S_{△ AOC}=\frac{1}{2}k_2$,$S_{△ DBO}=\frac{1}{2}k_2$。
由图形面积的和差关系可得:
$S_{四边形PAOB}=S_{矩形OCPD}-S_{△ AOC}-S_{△ DBO}$
代入面积值计算得:
$S_{四边形PAOB}=k_1 - \frac{1}{2}k_2 - \frac{1}{2}k_2 = k_1 - k_2$
∵ $k_1$、$k_2$均为已知的固定常数,
∴ 四边形PAOB的面积是定值。
【答案】
四边形PAOB的面积为$k_1-k_2$,是定值,得证。
【知识点】
反比例函数k的几何意义,图形面积割补法
【点评】
本题是反比例函数几何应用的经典基础题型,通过割补法将不规则四边形的面积转化为熟悉的矩形、直角三角形面积的差,无需设点坐标即可快速推导,能有效帮助学生深化对反比例函数k的几何性质的理解,掌握面积转化的解题思路。
【难度系数】
0.7
我们要证明四边形PAOB的面积是定值,可借助反比例函数k的几何性质梳理思路:第一步,点P在$y=\frac{k_1}{x}$上,作$PC⊥ x$轴、$PD⊥ y$轴后,围成的矩形OCPD的面积根据反比例函数性质直接等于$k_1$;第二步,点A、B都在$y=\frac{k_2}{x}$上,对应的直角三角形$△ AOC$和$△ ODB$的面积,根据性质都等于$\frac{1}{2}k_2$;第三步,观察图形可知四边形PAOB的面积等于大矩形OCPD的面积减去两个小直角三角形的面积,计算后得到结果为$k_1-k_2$,由于$k_1$、$k_2$都是给定的固定常数,因此该面积为定值,无需设动点坐标即可完成推导。
【解析】
证明:
∵ 动点P在$y=\frac{k_1}{x}$的图象上,$PC ⊥ x$轴,$PD ⊥ y$轴,
∴ 根据反比例函数k的几何意义,矩形OCPD的面积$S_{矩形OCPD}=k_1$。
又
∵ 点A、B都在$y=\frac{k_2}{x}$的图象上,$AC⊥ x$轴,$BD⊥ y$轴,
∴ $S_{△ AOC}=\frac{1}{2}k_2$,$S_{△ DBO}=\frac{1}{2}k_2$。
由图形面积的和差关系可得:
$S_{四边形PAOB}=S_{矩形OCPD}-S_{△ AOC}-S_{△ DBO}$
代入面积值计算得:
$S_{四边形PAOB}=k_1 - \frac{1}{2}k_2 - \frac{1}{2}k_2 = k_1 - k_2$
∵ $k_1$、$k_2$均为已知的固定常数,
∴ 四边形PAOB的面积是定值。
【答案】
四边形PAOB的面积为$k_1-k_2$,是定值,得证。
【知识点】
反比例函数k的几何意义,图形面积割补法
【点评】
本题是反比例函数几何应用的经典基础题型,通过割补法将不规则四边形的面积转化为熟悉的矩形、直角三角形面积的差,无需设点坐标即可快速推导,能有效帮助学生深化对反比例函数k的几何性质的理解,掌握面积转化的解题思路。
【难度系数】
0.7
7. 反比例函数$y_{1}=\dfrac{8}{x},y_{2}=\dfrac{n}{x}(n < 0)$的图象如图所示,$P$为$x$轴上不与原点重合的一个动点,过点$P$作$AB // y$轴,分别与$y_{1}=\dfrac{8}{x},y_{2}=\dfrac{n}{x}$的图象交于$A$,$B$两点.
(1)当$n=-10$时,求$S_{△ OAB}$的值;
(2)延长$BA$到点$D$,使得$DA=AB$,求在点$P$的运动过程中,点$D$所形成的图象的函数表达式.(用含$n$的代数式表示)

(1)当$n=-10$时,求$S_{△ OAB}$的值;
(2)延长$BA$到点$D$,使得$DA=AB$,求在点$P$的运动过程中,点$D$所形成的图象的函数表达式.(用含$n$的代数式表示)
答案
7.(1)解:当$n=-10$时,$y_2=-\frac{10}{x}$,
$\therefore S_{△ BOP}=\frac{1}{2}×|-10|=5$.
∵点A在$y=\frac{8}{x}$的图象上,$\therefore S_{△ AOP}=\frac{1}{2}×|8|=4$,
$\therefore S_{△ OAB}=S_{△ BOP}+S_{△ AOP}=5+4=9$.
(2)设$P(m,0)$,则$A(m,\frac{8}{m})$,$B(m,\frac{n}{m})$,
$\therefore AB=\left|\frac{8}{m}-\frac{n}{m}\right|=\left|\frac{8-n}{m}\right|$.
①当$m>0$时,$AB=\frac{8-n}{m}=AD$,
$\therefore DP=AD+AP=\frac{8-n}{m}+\frac{8}{m}=\frac{16-n}{m}$,$\therefore D(m,\frac{16-n}{m})$.
设$x=m$,$y=\frac{16-n}{m}$,则$xy=16-n$,
$\therefore y=\frac{16-n}{x}$,即点D所形成的图象的函数表达式为$y=\frac{16-n}{x}$;
②当$m<0$时,$AB=\frac{n-8}{m}$,同理可得$y=\frac{16-n}{x}$.
综上所述,点D所形成的图象的函数表达式为$y=\frac{16-n}{x}$.
$\therefore S_{△ BOP}=\frac{1}{2}×|-10|=5$.
∵点A在$y=\frac{8}{x}$的图象上,$\therefore S_{△ AOP}=\frac{1}{2}×|8|=4$,
$\therefore S_{△ OAB}=S_{△ BOP}+S_{△ AOP}=5+4=9$.
(2)设$P(m,0)$,则$A(m,\frac{8}{m})$,$B(m,\frac{n}{m})$,
$\therefore AB=\left|\frac{8}{m}-\frac{n}{m}\right|=\left|\frac{8-n}{m}\right|$.
①当$m>0$时,$AB=\frac{8-n}{m}=AD$,
$\therefore DP=AD+AP=\frac{8-n}{m}+\frac{8}{m}=\frac{16-n}{m}$,$\therefore D(m,\frac{16-n}{m})$.
设$x=m$,$y=\frac{16-n}{m}$,则$xy=16-n$,
$\therefore y=\frac{16-n}{x}$,即点D所形成的图象的函数表达式为$y=\frac{16-n}{x}$;
②当$m<0$时,$AB=\frac{n-8}{m}$,同理可得$y=\frac{16-n}{x}$.
综上所述,点D所形成的图象的函数表达式为$y=\frac{16-n}{x}$.
解析
【分析】
这道题分为两小问,解题思路如下:
1. 第一问求△OAB的面积,我们可以直接利用反比例函数k的几何性质:过反比例函数图像上任意一点向x轴作垂线,该点、垂足、原点三点构成的直角三角形面积等于$\frac{1}{2}|k|$。图中AB平行于y轴,AP⊥x轴,BP⊥x轴,因此△OAB的面积恰好等于△AOP和△BOP的面积之和,代入两个反比例函数的k值就能快速算出结果,不需要额外设点计算。
2. 第二问求动点D的轨迹函数,我们可以先设P点的横坐标为参数m,因为AB平行于y轴,所以A、B两点的横坐标都和P点相同,直接写出A、B的坐标,再根据DA=AB的线段等量关系,推导出D点的横纵坐标用参数m表示的形式,最后消去参数m,就能得到D点横纵坐标满足的函数关系式,同时分m>0和m<0两种情况验证,保证结果在所有象限都成立。
【解析】
(1) 当$n=-10$时,$y_2=-\frac{10}{x}$,
根据反比例函数k的几何意义:
点A在$y_1=\frac{8}{x}$上,因此$S_{△ AOP}=\frac{1}{2}×|8|=4$,
点B在$y_2=-\frac{10}{x}$上,因此$S_{△ BOP}=\frac{1}{2}×|-10|=5$,
由图可知$S_{△ OAB}=S_{△ AOP}+S_{△ BOP}=4+5=9$。
(2) 设点P的坐标为$(m,0)$,因为$AB// y$轴,所以A、B的横坐标均为m,
可得$A(m,\frac{8}{m})$,$B(m,\frac{n}{m})$,
因此线段AB的长度为$\left|\frac{8}{m}-\frac{n}{m}\right|=\left|\frac{8-n}{m}\right|$。
① 当$m>0$时,$\frac{8-n}{m}>0$,因此$AB=\frac{8-n}{m}$,
由$DA=AB$,可得点D的横坐标为m,纵坐标为$\frac{8}{m}+AB=\frac{8}{m}+\frac{8-n}{m}=\frac{16-n}{m}$,
即D点坐标为$(m,\frac{16-n}{m})$,令$x=m$,$y=\frac{16-n}{m}$,可得$xy=16-n$,即$y=\frac{16-n}{x}$;
② 当$m<0$时,$\frac{8-n}{m}<0$,因此$AB=\frac{n-8}{m}$,同理可得D点纵坐标为$\frac{8}{m}-AB=\frac{8}{m}-\frac{n-8}{m}=\frac{16-n}{m}$,同样满足$y=\frac{16-n}{x}$。
综上,点D运动形成的图像的函数表达式为$y=\frac{16-n}{x}$。
【答案】
(1) $S_{△ OAB}=9$;(2) 点D所形成的图象的函数表达式为$y=\frac{16-n}{x}$
【知识点】
反比例函数k的几何意义,坐标与图形性质,动点轨迹求解
【点评】
本题是反比例函数的基础综合题,第一问重点考察对反比例函数k的几何意义的掌握,避免了复杂的坐标运算,能快速得到面积结果;第二问通过引入参数表示点坐标,利用线段等量关系推导动点轨迹,考察了代数消参的思想,分正负情况讨论也能锻炼学生思维的严谨性,整体难度梯度合理,适合巩固反比例函数相关知识点。
【难度系数】
0.6
这道题分为两小问,解题思路如下:
1. 第一问求△OAB的面积,我们可以直接利用反比例函数k的几何性质:过反比例函数图像上任意一点向x轴作垂线,该点、垂足、原点三点构成的直角三角形面积等于$\frac{1}{2}|k|$。图中AB平行于y轴,AP⊥x轴,BP⊥x轴,因此△OAB的面积恰好等于△AOP和△BOP的面积之和,代入两个反比例函数的k值就能快速算出结果,不需要额外设点计算。
2. 第二问求动点D的轨迹函数,我们可以先设P点的横坐标为参数m,因为AB平行于y轴,所以A、B两点的横坐标都和P点相同,直接写出A、B的坐标,再根据DA=AB的线段等量关系,推导出D点的横纵坐标用参数m表示的形式,最后消去参数m,就能得到D点横纵坐标满足的函数关系式,同时分m>0和m<0两种情况验证,保证结果在所有象限都成立。
【解析】
(1) 当$n=-10$时,$y_2=-\frac{10}{x}$,
根据反比例函数k的几何意义:
点A在$y_1=\frac{8}{x}$上,因此$S_{△ AOP}=\frac{1}{2}×|8|=4$,
点B在$y_2=-\frac{10}{x}$上,因此$S_{△ BOP}=\frac{1}{2}×|-10|=5$,
由图可知$S_{△ OAB}=S_{△ AOP}+S_{△ BOP}=4+5=9$。
(2) 设点P的坐标为$(m,0)$,因为$AB// y$轴,所以A、B的横坐标均为m,
可得$A(m,\frac{8}{m})$,$B(m,\frac{n}{m})$,
因此线段AB的长度为$\left|\frac{8}{m}-\frac{n}{m}\right|=\left|\frac{8-n}{m}\right|$。
① 当$m>0$时,$\frac{8-n}{m}>0$,因此$AB=\frac{8-n}{m}$,
由$DA=AB$,可得点D的横坐标为m,纵坐标为$\frac{8}{m}+AB=\frac{8}{m}+\frac{8-n}{m}=\frac{16-n}{m}$,
即D点坐标为$(m,\frac{16-n}{m})$,令$x=m$,$y=\frac{16-n}{m}$,可得$xy=16-n$,即$y=\frac{16-n}{x}$;
② 当$m<0$时,$\frac{8-n}{m}<0$,因此$AB=\frac{n-8}{m}$,同理可得D点纵坐标为$\frac{8}{m}-AB=\frac{8}{m}-\frac{n-8}{m}=\frac{16-n}{m}$,同样满足$y=\frac{16-n}{x}$。
综上,点D运动形成的图像的函数表达式为$y=\frac{16-n}{x}$。
【答案】
(1) $S_{△ OAB}=9$;(2) 点D所形成的图象的函数表达式为$y=\frac{16-n}{x}$
【知识点】
反比例函数k的几何意义,坐标与图形性质,动点轨迹求解
【点评】
本题是反比例函数的基础综合题,第一问重点考察对反比例函数k的几何意义的掌握,避免了复杂的坐标运算,能快速得到面积结果;第二问通过引入参数表示点坐标,利用线段等量关系推导动点轨迹,考察了代数消参的思想,分正负情况讨论也能锻炼学生思维的严谨性,整体难度梯度合理,适合巩固反比例函数相关知识点。
【难度系数】
0.6
[已知条件] $P$ 为反比例函数 $y=\dfrac{k}{x}$ 图象上的一点, $PA ⊥ x$ 轴
[基本结论] $S_{△ POA}=\dfrac{1}{2}|k|$
答案
证明:
设点$P$的坐标为$(x,y)$,
∵ 点$P$在反比例函数$y=\dfrac{k}{x}$的图象上,
∴ $xy=k$。
∵ $PA ⊥ x$轴,
∴ 点$A$的坐标为$(x,0)$,
可得$OA = |x|$,$PA = |y|$。
∴ $S_{△ POA} = \dfrac{1}{2} · OA · PA = \dfrac{1}{2} · |x| · |y| = \dfrac{1}{2}|xy|$,
将$xy=k$代入,得$S_{△ POA}=\dfrac{1}{2}|k|$。
设点$P$的坐标为$(x,y)$,
∵ 点$P$在反比例函数$y=\dfrac{k}{x}$的图象上,
∴ $xy=k$。
∵ $PA ⊥ x$轴,
∴ 点$A$的坐标为$(x,0)$,
可得$OA = |x|$,$PA = |y|$。
∴ $S_{△ POA} = \dfrac{1}{2} · OA · PA = \dfrac{1}{2} · |x| · |y| = \dfrac{1}{2}|xy|$,
将$xy=k$代入,得$S_{△ POA}=\dfrac{1}{2}|k|$。
解析
【分析】
我们要推导反比例函数图象上的点向x轴作垂线,与原点、垂足构成的直角三角形的面积公式,思路如下:
1. 先设出点P的坐标,利用点在反比例函数图象上的性质,得到横纵坐标的乘积等于k;
2. 根据PA垂直x轴的条件,确定垂足A的坐标,将线段OA、PA的长度转化为点P横、纵坐标的绝对值,保证线段长度为非负数;
3. 代入直角三角形的面积公式,把xy替换为k,即可完成推导,全程要注意坐标可正可负,面积必须为正,所以要添加绝对值处理。
【解析】
证明过程如下:
设点P的坐标为$(x,y)$,
∵ 点P在反比例函数$y=\dfrac{k}{x}$的图象上,
∴ 代入解析式可得$xy=k$。
∵ $PA ⊥ x$轴,垂足为A,
∴ 点A的横坐标与点P的横坐标相同,纵坐标为0,即A点坐标为$(x,0)$,
因此线段$OA$的长度为横坐标的绝对值:$OA = |x|$,线段$PA$的长度为点P纵坐标的绝对值:$PA = |y|$。
∵ $△ POA$是直角三角形,直角在A点,
∴ $S_{△ POA} = \dfrac{1}{2} · OA · PA = \dfrac{1}{2} · |x| · |y| = \dfrac{1}{2}|xy|$,
将$xy=k$代入上式,最终可得$S_{△ POA}=\dfrac{1}{2}|k|$。
【答案】
证明:设点$P$的坐标为$(x,y)$,
∵ 点$P$在反比例函数$y=\dfrac{k}{x}$的图象上,
∴ $xy=k$。
∵ $PA ⊥ x$轴,
∴ 点$A$的坐标为$(x,0)$,
可得$OA = |x|$,$PA = |y|$。
∴ $S_{△ POA} = \dfrac{1}{2} · OA · PA = \dfrac{1}{2} · |x| · |y| = \dfrac{1}{2}|xy|$,
将$xy=k$代入,得$S_{△ POA}=\dfrac{1}{2}|k|$。
【知识点】
反比例函数k的几何意义;坐标转线段长度;直角三角形面积计算
【点评】
本题是反比例函数核心性质的推导证明,是后续所有反比例函数面积类题目的解题基础,推导过程中要注意坐标可正可负,必须通过绝对值保证线段长度、面积的非负性,避免遗漏绝对值符号出现错误,掌握该推导逻辑能加深对反比例函数k的几何意义的理解。
【难度系数】
0.7
我们要推导反比例函数图象上的点向x轴作垂线,与原点、垂足构成的直角三角形的面积公式,思路如下:
1. 先设出点P的坐标,利用点在反比例函数图象上的性质,得到横纵坐标的乘积等于k;
2. 根据PA垂直x轴的条件,确定垂足A的坐标,将线段OA、PA的长度转化为点P横、纵坐标的绝对值,保证线段长度为非负数;
3. 代入直角三角形的面积公式,把xy替换为k,即可完成推导,全程要注意坐标可正可负,面积必须为正,所以要添加绝对值处理。
【解析】
证明过程如下:
设点P的坐标为$(x,y)$,
∵ 点P在反比例函数$y=\dfrac{k}{x}$的图象上,
∴ 代入解析式可得$xy=k$。
∵ $PA ⊥ x$轴,垂足为A,
∴ 点A的横坐标与点P的横坐标相同,纵坐标为0,即A点坐标为$(x,0)$,
因此线段$OA$的长度为横坐标的绝对值:$OA = |x|$,线段$PA$的长度为点P纵坐标的绝对值:$PA = |y|$。
∵ $△ POA$是直角三角形,直角在A点,
∴ $S_{△ POA} = \dfrac{1}{2} · OA · PA = \dfrac{1}{2} · |x| · |y| = \dfrac{1}{2}|xy|$,
将$xy=k$代入上式,最终可得$S_{△ POA}=\dfrac{1}{2}|k|$。
【答案】
证明:设点$P$的坐标为$(x,y)$,
∵ 点$P$在反比例函数$y=\dfrac{k}{x}$的图象上,
∴ $xy=k$。
∵ $PA ⊥ x$轴,
∴ 点$A$的坐标为$(x,0)$,
可得$OA = |x|$,$PA = |y|$。
∴ $S_{△ POA} = \dfrac{1}{2} · OA · PA = \dfrac{1}{2} · |x| · |y| = \dfrac{1}{2}|xy|$,
将$xy=k$代入,得$S_{△ POA}=\dfrac{1}{2}|k|$。
【知识点】
反比例函数k的几何意义;坐标转线段长度;直角三角形面积计算
【点评】
本题是反比例函数核心性质的推导证明,是后续所有反比例函数面积类题目的解题基础,推导过程中要注意坐标可正可负,必须通过绝对值保证线段长度、面积的非负性,避免遗漏绝对值符号出现错误,掌握该推导逻辑能加深对反比例函数k的几何意义的理解。
【难度系数】
0.7
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