我們在解決反比例函數(shù)y=[kx](k≠0)中面積類問題時,通常會過反比例函數(shù)圖像上任意一點向x軸(或y軸)作垂線,那么垂足、原點和已知點三點構(gòu)成的三角形面積恒等于[k2].如果反比例函數(shù)圖像上依次出現(xiàn)A、B兩點,我們將如何處理與面積有關(guān)的問題呢?今天就兩個經(jīng)典例題,跟大家分享一下解題技巧.
【例1】如圖1,在以O(shè)為原點的平面直角坐標系中,矩形OABC的兩邊OC,OA分別在x軸、y軸的正半軸上,反比例函數(shù)y=[kx](k>0)的圖像與AB相交于點D,與BC相交于點E.若BD=3AD,且△ODE的面積為9,則k的值為 .
方法一:設(shè)點D(a,b),由于A、D、B三點在同一條直線上,且所在直線垂直于y軸,所以A、D、B三點的縱坐標都相同,從左至右各點坐標可以分別是:A(0,b),D(a,b),B(4a,b).
由于點B、E、C三點在同一條直線上,且所在直線垂直于x軸,故B、E、C三點的橫坐標相同,都是4a.因為點D、E都在反比例函數(shù)y=[kx]的圖像上,所以點D、E的橫坐標與縱坐標的乘積為定值k,且點E的橫坐標是點D橫坐標的4倍,故點E的縱坐標是點D縱坐標的[14].由點D(a,b)可得點E(4a,[14]b),從上至下各點坐標分別是:B(4a,b),E(4a,[14]b),C(4a,0).
由各點坐標可以得出:
OA=b,AD=a,DB=3a,BE=[34b],EC=[14b],OC=4a.
S△ODE=S矩形OABC–S△AOD–S△OCE–S△DBE
=4a×b[-a×b2-4a×14b2-3a×34b2]=[15ab8].
∵S△ODE=9,∴[15ab8]=9,∴ab=[245].
∵點D(a,b)是反比例函數(shù)y=[kx]的圖像上的一點,∴k=ab=[245].
方法二:設(shè)點D(m,[km]),利用方法一的推理,可得出點A(0,[km]),D(m,[km]),B(4m,[km]),E(4m,[k4m]),C(4m,0).
由各點坐標可以推出:
OA=[km],AD=m,DB=3m,BE=[3k4m],CE=[k4m],OC=4m.
S△ODE=S矩形OABC–S△AOD–S△OCE–S△DBE
=4m×[km-k2-k2-3m×3k4m2]
=4k-k-[98]k
=[158]k.
∵S△ODE=9,∴[158]k=9,∴k=[245].
方法一中:通過點D的坐標(a,b),表示其余各點坐標以及各條線段的長度,簡單清晰,既便于表示,又便于計算.
方法二中:借助一個參數(shù)字母m以及k來表示各點坐標和各線段的長度,由于分母中帶有字母,所以在表示和計算時易出錯和混淆,但這種方法的優(yōu)點是可以直接列出關(guān)于k的方程.
【例2】如圖4,在平面直角坐標系中,△OAB的頂點A在x軸的正半軸上,OC是△OAB的中線.點B、C在反比例函數(shù)y=[3x](x>0)的圖像上,則△OAB的面積等于 .
方法一:設(shè)點B(a,b),過點B作y軸的垂線,垂足為D,過點C作x軸的垂線,垂足為F,DB與CF交于點E,構(gòu)造矩形ODEF,如圖5.
因為B、D、E三點共線,且所在直線垂直于y軸,故B、D、E三點的縱坐標都相同,都為b.
因為C、E、F三點共線,且所在直線垂直于x軸,故C、E、F三點的橫坐標都相同.
∵OC是△OAB的中線,∴BC=CA.
由△CBE≌△CAF,可知CE=CF=[b2].
∵B、C同在反比例函數(shù)y=[3x]的圖像上,且點C的縱坐標是點B縱坐標的[12].
∴點C的橫坐標是點B橫坐標的2倍.
∴由B(a,b),可得點C(2a,[b2]),
∴E(2a,b),C(2a,[b2]),F(xiàn)(2a,0).
∴OD=EF=b,DE=OF=2a.
∵S△AOB=S四邊形OBCF+S△CAF
=S四邊形OBCF+S△CBE=S梯形OBEF,
∴S△AOB=S矩形ODEF-S△ODB[=2a×b-32]=2×3
[-32]=[92].
或S△AOB=S梯形OBEF=[(BE+OF)×EF2]=
[12](a+2a)b=[32]ab=[32]×3=[92].
方法二:在方法一的基礎(chǔ)上作BK⊥OA,垂足為K,如圖6.利用S△AOB=[12]×OA×BK求值.
圖6
∵△CBE≌△CAF,∴BE=AF=a.
∴OA=3a.
又∵BK=OD=EF=b,
∴S△AOB=[12]×3a×b=[92].
通過對以上兩道例題的分析,我們發(fā)現(xiàn)當已知反比例函數(shù)圖像上的兩個點,要求圖形面積時,我們可以遵循以下的解題思路:
首先,設(shè)反比例函數(shù)圖像上一個點的坐標,可以用兩個字母(a,b)表示,也可以設(shè)為(m,[km]);
其次,過其中一點作x軸的垂線,過另一點作y軸的垂線,延長兩條垂線,與坐標軸圍成矩形,根據(jù)三點共線,得出各點坐標,并根據(jù)各點坐標表示相關(guān)線段的長度;
最后,利用割補、替換、和差等面積處理方法,建立圖形面積之間的關(guān)系.
(作者單位:江蘇省常州市武進區(qū)湟里初級中學(xué))