2024年数学中考压轴题专项训练:反比例函数的综合
1.已知一次函数y=kx﹣(2k+1)的图象与x轴和y轴分别交于A、B两点,与反比例函数
y=﹣的图象分别交于C、D两点.
(1)如图1,当k=1,点P在线段AB上(不与点A、B重合)时,过点P作x轴和y轴的垂线,垂足为M、N.当矩形OMPN的面积为2时,求出点P的位置;
(2)如图2,当k=1时,在x轴上是否存在点E,使得以A、B、E为顶点的三角形与△
BOC相似?若存在,求出点E的坐标;若不存在,说明理由;
(3)若某个等腰三角形的一条边长为5,另两条边长恰好是两个函数图象的交点横坐标,求k的值.
解:(1)当k=1,则一次函数解析式为:y=x﹣3,反比例函数解析式为:y=﹣, ∵点P在线段AB上
∴设点P(a,a﹣3),a>0,a﹣3<0, ∴PN=a,PM=3﹣a, ∵矩形OMPN的面积为2, ∴a×(3﹣a)=2, ∴a=1或2,
∴点P(1,﹣2)或(2,﹣1)
(2)∵一次函数y=x﹣3与x轴和y轴分别交于A、B两点, ∴点A(3,0),点B(0,﹣3) ∴OA=3=OB,
∴∠OAB=∠OBA=45°,AB=3∵x﹣3=﹣ ∴x=1或2,
,
∴点C(1,﹣2),点D(2,﹣1) ∴BC=
设点E(x,0),
∵以A、B、E为顶点的三角形与△BOC相似,且∠CBO=∠BAE=45°, ∴∴
,或,或
, =
,
=
,
∴x=1,或x=﹣6, ∴点E(1,0)或(﹣6,0) (3)∵﹣∴x=1,x=
=kx﹣(2k+1), ,
,
∴两个函数图象的交点横坐标分别为1,
∵某个等腰三角形的一条边长为5,另两条边长恰好是两个函数图象的交点横坐标, ∴1=∴k=
2.如图,已知直线y=kx+b与反比例函数y=(x>0)的图象交于A(1,4)、B(4,1)两点,与x轴交于C点.
(1)求一次函数与反比例函数的解析式;
(2)根据图象直接回答:在第一象限内,当x取何值时,一次函数值大于反比例函数值? (3)点P是y=(x>0)图象上的一个动点,作PQ⊥x轴于Q点,连接PC,当S△CPQ=S△CAO时,求点P的坐标.
,或5=
解:(1)把A(1,4)代入y=(x>0),得m=1×4=4, ∴反比例函数为y=;
把A(1,4)和B(4,1)代入y=kx+b得解得:
,
,
∴一次函数为y=﹣x+5.
(2)根据图象得:当1<x<4时,一次函数值大于反比例函数值; (3)设P(m,),
由一次函数y=﹣x+5可知C(5,0), ∴S△CAO=
∵S△CPQ=S△CAO, ∴S△CPQ=5, ∴|5﹣m|?=5, 解得m=∴P(
3.如图,直线y=kx+b(b>0)与抛物线y=x2相交于点A(x1,y1),B(x2,y2)两点,与x轴正半轴相交于点D,于y轴相交于点C,设△OCD的面积为S,且kS+8=0. (1)求b的值.
(2)求证:点(y1,y2)在反比例函数y=
的图象上.
,或m=﹣).
(舍去), =10,
(1)解:∵直线y=kx+b(b>0)与x轴正半轴相交于点D,于y轴相交于点C, ∴D(0,b),C(﹣,0) ∴由题意得OD=b,OC=﹣, ∴S=∴k?(
)+8=0,
∴b=4(b>0); (2)证明:∵∴
∴x1?x2=﹣16 ∴
∴点(y1,y2)在反比例函数y=
,
的图象上.
,
,
4.如图,双曲线y=上的一点A(m,n),其中n>m>0,过点A作AB⊥x轴于点B,连接
OA.
(1)已知△AOB的面积是3,求k的值;
(2)将△AOB绕点A逆时针旋转90°得到△ACD,且点O的对应点C恰好落在该双曲线上,求的值.
解:(1)∵双曲线y=上的一点A(m,n),过点A作AB⊥x轴于点B, ∴AB=n,OB=m, 又∵△AOB的面积是3, ∴mn=3, ∴mn=6,
∵点A在双曲线y=上, ∴k=mn=6;
(2)如图,延长DC交x轴于E, 由旋转可得△AOB≌△ACD,∠BAD=90°, ∴AD=AB=n,CD=OB=m,∠ADC=90°, ∵AB⊥x轴, ∴∠ABE=90°, ∴四边形ABED是矩形, ∴∠DEB=90°,
∴DE=AB=n,CE=n﹣m,OE=m+n, ∴C(m+n,n﹣m), ∵点A,C都在双曲线上, ∴mn=(m+n)(n﹣m), 即m2+mn﹣n2=0, 方程两边同时除以n2,得
+﹣1=0, 解得=∵n>m>0, ∴=
.
,
5.在平面直角坐标系xOy中,对于点P(a,b)和实数k(k>0),给出如下定义:当ka+b>0时,将以点P为圆心,ka+b为半径的圆,称为点P的k倍相关圆.
例如,在如图1中,点P(1,1)的1倍相关圆为以点P为圆心,2为半径的圆.
(1)在点P1(2,1),P2(1,﹣3)中,存在1倍相关圆的点是 P1 ,该点的1倍相关圆半径为 3 .
(2)如图2,若M是x轴正半轴上的动点,点N在第一象限内,且满足∠MON=30°,判断直线ON与点M的倍相关圆的位置关系,并证明.
(3)如图3,已知点A的(0,3),B(1,m),反比例函数y=的图象经过点B,直线
l与直线AB关于y轴对称.
①若点C在直线l上,则点C的3倍相关圆的半径为 3 .
②点D在直线AB上,点D的倍相关圆的半径为R,若点D在运动过程中,以点D为圆心,hR为半径的圆与反比例函数y=的图象最多有两个公共点,直接写出h的最大值.
解:(1)由题意知,k=1, 针对于P1(2,1),a=2,b=1, ∴ka+b=2+1=3>0,
∴点P1(2,1)的1倍相关圆为以点P为圆心,3为半径的圆, 针对于P2(1,﹣3),a=1,b=﹣3, ∴ka+b=1﹣3=﹣2<0,
∴点P2(1,﹣3)不存在1倍相关圆 故答案为:P1;3;
(2)如图2中,结论:直线ON与点M的倍相关圆的位置关系是相切.
理由:设点M的坐标为(n,0),过M点作MP⊥ON于点P,
∴点M的倍相关圆半径为n. ∴OM=n.
∵MP⊥ON,∴∠OPM=90°,∵∠MON=30°, ∴MP=OM=n,
∴点M的倍相关圆的半径为MP, ∴直线ON与点M的倍相关圆相切;
(3)①如图3中,记直线AB与x轴的交点为E,直线l与x轴的交点为F,
∵B(1,m)在反比例函数y=的图象上, ∴m=6, ∴B(1,6) ∵A(0,3),
∴直线AB的解析式为y=3x+3,令y=0,则3x+3=0, ∴x=﹣1, ∴E(﹣1,0),
∵直线l是直线AB关于y轴对称, ∴点F与点E关于y轴对称, ∴F(1,0),
∴直线l的解析式为y=﹣3x+3, ∵点C在直线l上,
∴设C(c,﹣3c+3),由题意知,k=3, ∴3c+(﹣3c+3)=3,
∴点C的3倍相关圆的半径是3, 故答案为:3;
②∵点D在直线AB上,设D(d,3d+3),由题意知,k=, ∴R=d+(3d+3)=∴d>﹣
.
d+3>0,
6.如图,在平面直角坐标系中,直线y=2x+2与x轴、y轴分别交于A,B两点,与反比例函数y=
的图象交于点M,且B为AM的中点.
的表达式;
图象于点C,连接MC,AC.求
(1)求反比例函数y=
(2)过B做x轴的平行线,交反比例函数y=△AMC的面积.
解:(1)过点M作MH⊥y轴,垂足为H. ∵AB=MB,∠MHB=∠AOB,∠MBH=∠ABO, ∴△ABO≌△MBH(AAS),
∴BH=BO,MH=AO,
∵直线y=2x+2与x轴,y轴分别交于A,B两点, ∴当y=0时,x=﹣1.当x=0时,y=2. ∴A(﹣1,0),B(0,2). ∴BH=BO=2,MH=AO=1. ∴M(1,4). 把M(1,4)代入
中,得k=4.
.
∴反比例函数的解析式为(2)∵AB=BM, ∴S△ABC=S△BCM.
∵点C在反比例函数图象上,且BC∥x轴, ∴点C纵坐标为2. 把y=2代入
,得x=2.
∴点C坐标为(2,2), ∴
∴S△AMC=4.
,
7.已知:如图,在平面直角坐标系xOy中,点A(0,2),正方形OABC的顶点B在函数y=(k≠0,x<0)的图象上,直线l:y=﹣x+b与函数y=(k≠0,x<0)的图象交于点D,与x轴交于点E. (1)求k的值;
(2)横、纵坐标都是整数的点叫做整点.
①当一次函数y=﹣x+b的图象经过点A时,直接写出△DCE内的整点的坐标; ②若△DCE内的整点个数恰有6个,结合图象,求b的取值范围.
解:(1)依题意知:B(﹣2,2), ∴反比例函数解析式为y=﹣. ∴k的值为﹣4;
(2)①∵一次函数y=﹣x+b的图象经过点A, ∴b=2,
∴一次函数的解析式为y=﹣x+2, 解∴D(1﹣
得,,1+
,),E(2,0),
,
∴△DCE内的整点的坐标为(﹣1,1),(﹣1,2),(0,1);
②当b=2时,△DCE内有3个整点,当b=3时,△DCE内有6个整点, ∴b的取值范围是2<b≤3.
8.如图,在平面直角坐标系xOy中,函数y=(x<0)的图象经过点A(﹣1,6). (1)求k的值;
(2)已知点P(a,﹣2a)(a<0),过点P作平行于x轴的直线,交直线y=﹣2x﹣2于点M,交函数y=(x<0)的图象于点N. ①当a=﹣1时,求线段PM和PN的长;
②若PN≥2PM,结合函数的图象,直接写出a的取值范围.
解:(1)∵函数y=(x<0)的图象经过点A(﹣1,6). ∴k=﹣1×6=﹣6.
(2)①当a=﹣1时,点P的坐标为(﹣1,2).
∵直线y=﹣2x﹣2,反比例函数的解析式为y=﹣,PN∥x轴, ∴把y=2代入y=﹣2x﹣2,求得x=﹣2,代入y=﹣求得x=﹣3, ∴M(﹣2,2),N(﹣3,2), ∴PM=1,PN=2.
②∵当a=﹣1或a=﹣3时,PN=2PM,
∴根据图象PN≥2PM,a的取值范围为a≤﹣3或﹣1≤a<0.
9.如图,已知点D在反比例函数y=的图象上,过点D作DB⊥y轴,垂足为B(0,3),直线y=kx+b经过点A(5,0),与y轴交于点C,且BD=OC,OC:OA=2:5. (1)求反比例函数y=和一次函数y=kx+b的表达式; (2)连结AD,求∠DAC的正弦值.
解:(1)∵BD=OC,OC:OA=2:5,点A(5,0),点B(0,3), ∴OA=5,OC=BD=2,OB=3,
又∵点C在y轴负半轴,点D在第二象限,
∴点C的坐标为(0,﹣2),点D的坐标为(﹣2,3). ∵点D(﹣2,3)在反比例函数∴a=﹣2×3=﹣6, ∴反比例函数的表达式为
.
,
的图象上,
将A(5,0)、C(0,﹣2)代入y=kx+b,得
解得:,
∴一次函数的表达式为.
(2)∵OA=BC=5,OC=BD=2,∠DBC=∠AOC=90°, ∴△BDC≌△OCA(SAS), ∴∠DCB=∠OAC,DC=CA, ∴∠DCA=90°,
∴△DCA是等腰直角三角形, ∴∠DAC=45°, ∴
.
10.如图,A为反比例函数y=(其中x>0)图象上的一点,在x轴正半轴上有一点B,
OB=4.连接OA、AB,且OA=AB=2
(1)求k的值;
.
(2)过点B作BC⊥OB,交反比例函数y=(x>0)的图象于点C. ①连接AC,求△ABC的面积; ②在图上连接OC交AB于点D,求
的值.
解:(1)过点A作AH⊥x轴,垂足为点H,AH交OC于点M,如图所示.
∵OA=AB,AH⊥OB, ∴OH=BH=OB=2, ∴AH=
=
=6,
∴点A的坐标为(2,6).
∵A为反比例函数y=图象上的一点, ∴k=2×6=12;
(2)①∵BC⊥x轴,OB=4,点C在反比例函数y=∴BC=
=3.
上,
∵AH⊥OB, ∴AH∥BC,
∴点A到BC的距离=BH=2, ∴S△ABC=×3×2=3;
②∵BC⊥x轴,OB=4,点C在反比例函数y=∴BC=
=3.
上,
∵AH∥BC,OH=BH, ∴MH=BC=, ∴AM=AH﹣MH=. ∵AM∥BC, ∴△ADM∽△BDC, ∴
=.
11.如图,反比例函数y=的图象与一次函数y=x+1的图象相交于点A(2,3)和点B. (1)求反比例函数的解析式和点B的坐标; (2)连接OA,OB,求△AOB的面积.
(3)结合图象,请直接写出使反比例函数值小于一次函数值的自变量x的取值范围.
解:(1)把A(2,3)代入∴k=6.
∴反比例函数的解析式为
得,
.
联立解得或,
∴点B的坐标为(﹣3,﹣2). (2)设直线AB与y轴交于点C. 可知C点的坐标为(0,1), ∴OC=1.
∴.
(3)当﹣3<x<0或x>2时,反比例函数值小于一次函数值.
12.如图1,直线y=x与双曲线y=交于A,B两点,根据中心对称性可以得知OA=OB. (1)如图2,直线y=2x+1与双曲线y=交于A,B两点,与坐标轴交点C,D两点,试证明:AC=BD;
(2)如图3,直线y=ax+b与双曲线y=交于A,B两点,与坐标轴交点C,D两点,试问:AC=BD还成立吗?
(3)如果直线y=x+3与双曲线y=交于A,B两点,与坐标轴交点C,D两点,若DB+DC≤5
,求出k的取值范围.
解:(1)如图1中,作AE⊥x轴于E,BF⊥y轴于F,连接EF,AF,BE.
∵AE∥y轴, ∴S△AOE=S△AEF=, ∵BF∥x轴, ∴S△BEF=S△OBF=, ∴S△AEF=S△BEF, ∴AB∥EF,
∴四边形ACFE,四边形BDEF都是平行四边形, ∴AC=EF,BD=EF, ∴AC=BD.
(2)如图1中,如图1中,作AE⊥x轴于E,BF⊥y轴于F,连接EF,AF,BE. ∵AE∥y轴, ∴S△AOE=S△AEF=, ∵BF∥x轴, ∴S△BEF=S△OBF=, ∴S△AEF=S△BEF, ∴AB∥EF,
∴四边形ACFE,四边形BDEF都是平行四边形, ∴AC=EF,BD=EF, ∴AC=BD.
(3)如图2中,
∵直线y=x+3与坐标轴交于C,D, ∴C(0,3),D(3,0), ∴OC=OD=3,CD=3∵CD+BD≤5∴BD≤2当BD=2
,
,
,
时,∵∠CDO=45°,
∴B(1,2),此时k=2,
观察图象可知,当k≤2时,CD+BD≤513.综合与探究
如图1,平面直角坐标系中,直线l:y=2x+4分别与x轴、y轴交于点A,B.双曲线y=(x>0)与直线l交于点E(n,6). (1)求k的值;
(2)在图1中以线段AB为边作矩形ABCD,使顶点C在第一象限、顶点D在y轴负半轴上.线段CD交x轴于点G.直接写出点A,D,G的坐标;
(3)如图2,在(2)题的条件下,已知点P是双曲线y=(x>0)上的一个动点,过点P作x轴的平行线分别交线段AB,CD于点M,N.
请从下列A,B两组题中任选一组题作答.我选择 ① 组题.
,
A.①当四边形AGNM的面积为5时,求点P的坐标;
②在①的条件下,连接PB,PD.坐标平面内是否存在点Q(不与点P重合),使以B,D,
Q为顶点的三角形与△PBD全等?若存在,直接写出点Q的坐标;若不存在,说明理由. B.①当四边形AGNM成为菱形时,求点P的坐标;
②在①的条件下,连接PB,PD.坐标平面内是否存在点Q(不与点P重合),使以B,D,
Q为顶点的三角形与△PBD全等?若存在,直接写出点Q的坐标;若不存在,说明理由.
解:(1)由已知可得A(﹣2,0),B(0,4),E(1,6), ∴k=6; (2)∵AB⊥BC,
∴BC的解析式为y=﹣x+4,
联立,
∴C(2,3), ∵CD=AB=2
,
∴D(0,﹣1),
∴CD的解析式为y=2x﹣1, ∴G(,0); (3)A①设P(m,∵MN∥x轴, ∴M(
﹣2,
),N(
+,
),
),
∴MN=,
∵四边形AGNM的面积为5, ∴×
=5,
∴m=3, ∴P(3,2);
②Q(3,1)、Q(﹣3,1)、Q(﹣3,2)时B,D,Q为顶点的三角形与△PBD全等.
B①∵四边形AGNM成为菱形, MN=AM,
∴=
∴m=∴P(②Q(﹣
, ,,); )、Q(
,3﹣
)、Q(﹣
,3﹣
)时B,D,Q为顶点的
三角形与△PBD全等.
14.如图,直线AB与反比例函数y=(x>0)的图象交于点A,已知点A(3,4),B(0,﹣2),点C是反比例函数y=(x>0)的图象上的一个动点,过点C作x轴的垂线,交直线AB于点D.
(1)求反比例函数的解析式; (2)
,求△ABC的面积;
(3)在点C运动的过程中,是否存在点C,使BC=AC?若存在,请求出点C的坐标;若不存在,请说明理由.
解:(1)∵反比例函数y=(x>0)的图象经过点A(3,4), ∴k=xy=3×4=12, ∴反比例函数的解析式为:y=
;
(2)作AE⊥y轴于点E,交CD于点F, 则BE∥CD,
∴==,
∵点A的坐标为(3,4), ∴EF=1,FA=2, ∴点F的横坐标为1, ∴点C的坐标为(1,12), 设直线AB的解析式为:y=kx+b, 则解得,
, ,
∴直线AB的解析式为:y=2x﹣2, 则点D的坐标为:(1,0),即CD=12, ∴△ABC的面积=×12×1+×12×2=18; (3)不存在,
理由如下:设点C的坐标为(m,∵BC=AC, ∴m2+(
+2)2=(3﹣m)2+(
﹣4)2, ),
整理得,6m2﹣21m+144=0, △=212﹣4×6×144<0, 则此方程无解, ∴点C不存在.
15.如图,在平面直角坐标系第一象限中,已知点A坐标为(1,0),点D坐标为(1,3),点G坐标为(1,1),动点E从点G出发,以每秒1个单位长度的速度匀速向点D方向运动,与此同时,x轴上动点B从点A出发,以相同的速度向右运动,两动点运动时间为t(0<t<2),以AD、AB分别为边作矩形ABCD,过点E作双曲线交线段BC于点F,作CD中点M,连接BE、EF、EM、FM. (1)当t=1时,求点F的坐标. (2)若BE平分∠AEF,则t的值为多少? (3)若∠EMF为直角,则t的值为多少?
解:(1)当t=1时, EG=1×1=1=AB ∴点E(1,2) 设双曲线解析式:y= ∴k=1×2=2
∴双曲线解析式:y= ∵OB=OA+AB=2, ∴当x=2时,y=1, ∴点F(2,1) (2)∵EG=AB=t,
∴点E(1,1+t),点B(1+t,0) 设双曲线解析式:y= ∴m=1+t
∴双曲线解析式:y=当x=1+t时,y=1 ∴点F(1+t,1) ∵BE平分∠AEF ∴∠AEB=∠BEF, ∵AD∥BC
∴∠AEB=∠EBF=∠BEF
∴EF=BF=1 ∴∴t=
=
t=1
(3)延长EM,BC交于点N,
∵EG=AB=t,
∴点E(1,1+t),点B(1+t,0) ∴DE=AD﹣AE=3﹣(1+t)=2﹣t, 设双曲线解析式:y= ∴n=1+t
∴双曲线解析式:y=当x=1+t时,y=1 ∴点F(1+t,1) ∵AD∥BC,
∴∠ADC=∠NCD,∠DEM=∠MNC,且DM=CM, ∴△DEM≌△CNM(AAS) ∴EM=MN,DE=CN=2﹣t, ∵CF=BC﹣BF=2
∴NF=CF+CN=2﹣t+2=4﹣t, ∵∠EMF为直角,
∴∠EMF=∠NMF=90°,且EM=MN,MF=MF, ∴△EMF≌△NMF(SAS), ∴EF=NF, ∴
t=4﹣t
﹣4
∴t=4