正比例的性质和反比例的性质
正比例的性质和反比例的性质,是相反的两个性质,在学习和运用时,由于表述形式近
似,只是个别关键词语的不同,极容易相互混淆,必须正确地加以区分。
正比例的性质是:两种相关联的量,其中一种量的任意两个数值的比,等于另一种量对
应的两个数值的比。
例如:一列火车的速度每小时60千米,如果所行时间与所行路程成正比例关系,那么所
行时间的任意两个数值的比,必须与对应所行路程的两个数值的比相等。
如下表:
从顺向看:时间上2小时与4小时的比为2∶4=0.5;路程上2小时所行的千米数与4小
时所行的千米数的比120∶240=0.5。这两个比的比值相等,具备了正比例的性质。
具备了正比例的性质。
反比例的性质是:两种相关联的量,其中一种量的任意两个数值的比等于另一种量对应
的两个数值比的反比。
例如:完成1200台电视机的生产任务,每天生产的台数和完成的天数成反比例关系,每
天产量中任意两个数值的比,等于所对应完成天数的两个数值比的反比。
如下表:
从逆向看:台数上400台与200台的比为400∶200=2;其对应天数比的反比为6∶3=2。两个
比的比值相等,具备了反比例的性质。
在比和比例这部分知识中,反比、反比例和反比例关系也是容易混淆的。
不正确区分三者的确切含义,就会在凭借概念进行判断和依据性质进行计算
上,产生“后遗症”,最后还得溯本求源,从基本概念上进行澄清。因此,从
防微杜渐的角度上,一开始就结合教材进行正确区分,是非常必要的。
“反比”是与正比相对而言的,它们都不属于比例的畴。在两个比中,如
果一个比的前项和后项,分别是另一个比的后项和前项,这两个比就叫做互为
反比。
例如:3∶4的反比是4∶3;反过来,4∶3的反比是3∶4。
“反比例”是对两种相关联的量对应数值组成比的顺序而言的。两种相关
联的量,一种量变化,另一种量也随着变化,如果这两种量中相对应的两个数
的积一定,这两种量就叫做成反比例的量,据此写出的比例式称为反比例。
例如:有一堆煤,每天烧煤2吨,可烧12天,如果每天烧煤4吨,可以烧
6天,每天烧6吨,可以烧4天。从条件中的规律可见,煤的总重量一定,每
天烧煤量与烧得天数成反比例。
“反比例关系”是成反比例的两种量之间的数量关系。如果用字母x、y表
示两种相关联的量,用k表示积(一定),其关系式为:x×y=k(一定),在
这个式子中,x与y的关系,就是反比例关系。
在八年级数学中,学生第一次遇到了函数――正、反比例函数图像和性质,
在这个知识点的学习中,学生碰到了与以前截然不同的困难。如:函数图像和性
质不能很好匹配,即学生对于函数解析式和图像性质不能熟练转化;不知何时要
分类讨论,导致漏解;不会用反比例函数的“面积不变性”;不能完全解读题目
中蕴含的信息,找不到或不理解图像语言;对于综合题不知如何入手解题。解决
这些困难,教师就要在教学中充分运用数形结合,使学生能够逐一突破函数学习
中的难关。
一、引导学生熟练掌握正、反比例函数图像和性质,突破“数形结合”认
识关。传统的教学过画一画特殊的正比例函数图像,如
2yx
,得到一般情况
下正比例函数图像,这里的画一画是特殊情况,是必要的,但是由于学生动手
能力不同,往往整节课的重点偏移到画图的操作细节上。如:如何找点,如何
用平滑曲线连线等,而忽略了解析式与图像性质对应关系的探知。如何来解决
呢?教学中①首先可以通过“猜一猜”,看正比例函数解析式
ykx
(k≠0)能
不能用图像表示,它的图像是怎样的,从而引导学生发现函数中每一对
x
、
y
的值与坐标系中的点坐标的联系。②然后通过“想一想”,思考
2yx
当
x
的
值大于、等于或小于0时
y
值的情况,引导学生认识解析式对图像分布与增减
性的影响。③再通过“画一画”,利用画图验证猜想,从图像上形象地认识性
质。通过这三步的探究,得出一般情况下正比例函数图像是过点(0,0)和
(1,k)的一条直线。然后进一步引导学生从函数图像的形态发现图像的性
质,进而归纳函数的性质,建立起数学符号与图像性质之间的联系。同样地反
比例函数图像也可以通过“猜一猜”,得出一般情况下的图像。再通过“想一
想”和“画一画”,逐步认识函数图像和性质。以此类推,在后面的函数学习
中,都可以用这样的方法和步骤来进行函数图像和性质的教学。
在教学中,得到函数性质后,要把函数解析式、图像和性质用各种不同的
方法加以对比、联系,如可以列出下面的表格,让学生来填写容。当学生充分
熟悉和掌握了以后,他们就能意识到研究函数可以从解析式、图像和性质入
手,而性质通常是研究系数的符号、函数的增减性等等。这样学生可以掌握一
点研究函数的一般方法。
函数解析式
(数)
图像(形)性质
k>0k<0
ykx
(k≠
0)
过(0,0)和(1,
k)的一条直线
过一、三象限,y随x增
大而增大。
过二、四象限,y随x
增大而减小。
k
y
x
(k≠
0)
(
xyk
)
双曲线
图像的两支都无限
接近于x轴和y轴,但
不会与x轴和y轴相
交
过一、三象限,在每个
象限,y随x增大而减小。
过二、四象限,在每个
象限,y随x增大而增
大。
上述表格应让学生熟练掌握,这是学生进行综合运用的基础。在此基础上,
用数形结合的思想方法,看到图像过什么象限,马上想到k的符号,强化从图象
性质到解析式的逆向思维,使解析式(数学符号语言)和图象性质(图像语言)
能熟练地互相转化。
2、要使学生熟知已知哪些条件可以求解析式
解析式往往是函数类题目的“入口”或“出口”,所以要熟练掌握解析式的
求法。在正、反比例函数中,由于只有一个待定系数,所以一对
x
、
y
的值或
图像上一个点的坐标,就可以完全确定正比例函数或反比例函数,反之亦然。
解题中看到图像过某点,则常常要把这点的坐标代入函数解析式。
二、引导学生解读题目中蕴含的信息,熟练掌握数学符号语言和图像的互
化,根据题目中的信息画出图像——突破“形数”画图关。
1、函数题中往往伴有图像,题中若没有图像,则先要从已知条件出发,根据
函数性质画出图像或草图,再求出系数k。通常当学生面对K确定的函数题时,
图像基本都会画,但当面对K不确定的函数题时,往往会漏画、少画,从而造成
漏解。这时教师可设计合理问题,用课堂提问的方法引导学生正确画出图形。若
题目中k的符号不能确定,或已知条件给出的长度、距离、面积等是非负的,转
化为点坐标却可正、可负,所以要考虑进行分类讨论,这时题目往往可能有多解,
而画出的满足条件的图像也应该有多个。
例1:正比例函数
ykx
中,图像上一点A(
a
,3)与y轴的距离为2,求此函数的
解析式。
分析提问:点A可以在直角坐标系中的什么位置?学生回答出来后再问:与Y
轴距离为2的点A有几个?k符号不能确定,由已知“图像上一点A(
a
,3)与
y轴的距离为2”,得到点A可以在第一象限和第二象限,因此函数的大致图像
有两个,如图1。
x
O
x
y
O
解:过点A作AB⊥
x
轴,AC⊥y轴
因为图像上一点A(
a
,3)与y轴的距离
为2
所以AC=2,(把已知条件转化为数学符
号语言)
所以BO=AC=2(隐含条件BO=AC)
所以
a
=-2或
a
=2。(线段长转化为点的
坐标,这里学生常常会漏解)
得A(-2,3)或(2,3)。解得k=
3
2
,或k=
3
2
此函数解析式有两个:
3
2
yx
或
3
2
yx
。
2、反比例函数具有“面积的不变性”。从已知条件出发,先根据反比例函
数画出图像,再根据矩形面积公式求出系数k。经过计算可知,反比例函数
k
y
x
上任意一点P(
a
,b),都有kab。从图像上来看,反比例函数上任意
一点对x轴、y轴做垂线所构成的矩形,其面积都与k的绝对值相等,即
kS
矩形
根据这一性质解题往往可以简洁。
三、引导学生把问题转换化归――突破“数形”综合运用关
正反比例函数综合运用对于学生来说比较困难,可以按以下方法解决。若题
目本身有图像的。1、先通过观察函数图像,留心图形的特点,同时在图形中标
注已知条件。再仔细读题,从图形和题目两方面找出蕴含的信息,发掘图形和题
目中的隐含条件。2、根据已知条件及隐含条件,得出函数性质。3、一般已知正
反比例函数解析式,可以先求出交点。4、要熟练地把点的坐标和线段长度、面
积互相转化。5、将题中用到的直线或双曲线用正比例函数或反比例函数表达出
来。6、根据图形找出已知条件和所求目标之间的联系,常常要用到几何方法和
一些公式,从而列出方程。若题目本身没有图像的,则首先根据条件画出图像,
再按照上述步骤来做。总之,要使学生善于选择信息,善于运用直觉思维,善于
把问题转换化归。
例2、如图2,P是反比例函数
k
y
x
图像上一点,矩形APBO
的面积是8,PB=2PA.
(1)求反比例函数的解析式。
(2)若正比例函数图像经过P点,求正比例函数解析
式。
例题设计的目的是要使学生明确掌握反比例函数的面积
不变性,掌握由已知条件转化为线段长再转化为点坐标
再用待定系数法求解的一般步骤。
分析:(1)先观察函数图像在二、四象限,
则k<0(直接由函数图像得出函数性质)
因为矩形APBO的面积是8,
所以得k=-8,(运用反比例函数面积不变性)
所以反比例函数的解析式为
8
y
x
。
(2)设正比例函数解析式为
ymx
因为矩形APBO的面积是8,
所以PA×PB=8,由条件PB=2PA,得PA=2,PB=4(运用矩形面积公式求得
线段长)
根据图像,点P在第二象限,
则P的坐标为(-2,4)(线段的长度转化为点的坐标)
把x=-2,y=4代入
ymx
,
得m=-2。(一个点的坐标,就可以确定正比例函数解析式)
所以正比例函数解析式为
2yx
例3、如图,正方形OAPB、ADFE的顶点A、D、B在坐标轴上,
点E在AP上,点P、F在函数
x
k
y
的图像上,已知正方形
OAPB的面积为9.
(1)求k的值和直线OP的解析式;(2)求正方形ADFE的边
长.
例题的设计目的在于如何在复杂背景条件下,从已知条件适
当地设点坐标,进而列出方程得解。
分析:(1)因为正方形OAPB的面积为9,
点P在函数
x
k
y
的图像上且根据图形点P在第一象限,
所以k=9。(反比例函数面积不变性)
因为OAPB是正方形,所以OA=PA,得到P(3,3),代入
ykx
,可得k=1
所以直线OP的解析式为
yx
.
(其实根据图形不求点P坐标,也可直接得出直线OP函数解析式)
(2)因为点F在函数
9
y
x
的图像上,可设F(
x
,
9
x
),(利用点F特征设元)
所以OD=
x
,FD=
9
x
(点的坐标转化为线段长)
因为正方形OAPB的面积为9,所以OA=3,所以EF=33xx
因为ADFE是正方形,所以EF=FD。所以
9
3x
x
,(利用正方形边长相等列
出方程)
解得
12
335335
,(
22
xx
不合题意,舍去)
F
O
A
D
P
E
B
所以EF=
353
3
2
x
,即正方形ADFE的边长为
353
2
。
通过上述教师循序渐进的教学方法,设计合理坡度,学生进一步掌握了正反
比例函数的基本概念和基本性质,对于正反比例函数综合运用题,学生基本上知
道如何入手解题,敢于去解一下以前望而生畏的“难题”。教师在教学中要渗透
数形结合的数学思想,即要想到由“形”的直观变为“数”的严密还要由“数”
的严密联系到“形”的直观,教给学生学会借助直观的图形来认识正、反比例函
数,并按照适当的解题步骤解决一些综合题目。帮助学生更好地掌握函数知识,
为将来一次函数的学习奠定基础。
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