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反比例函数图象的几何性质

 昵称37024558 2018-05-17

先给出结论,后给出解释。为简单起见下面反比例函数k值均>0,所有图形仅出现在第一象限。
结论一:有任意两个反比例函数图象,过原点任意作两条指向第一象限的射线,与前两图象分别交于A,C点以及B,D点。则 AB∥CD。

结论二:取任一反比例函数图象上任一点A,以A为圆心AO为半径作圆交x轴于B点,构造等腰三角形AOB,则AB所在直线与反比例函数图象相切。 

结论三:取
任一反比例函数图象上任一点A,过A向x轴作垂线段AB,B为垂足。过B作OA平行线交反比例函数图象于C点,则BC:OA=根5-1:2≈0.618,即黄金分割比例。

结论四:
任一反比例函数图象上任一点A,如结论二所示先构造等腰三角形OA1B1,再过B1 作OA平行线B1A1,构造下个相似的等腰三角形B1A2B2,依此类推,直到第n个等腰三角形Bn-1AnBn,则OBn=根n倍OB1,且如果A1坐标为(x1,y1),则An坐标为((根n+根(n-1))x1,(根n-根(n-1))y1)


接下来三个结论都来源自同一个背景一个本质。
结论五:
任一反比例函数图象上任一点A,以A为顶点构造等腰△AOC,AO与AC分别于另一k值较小的反比例函数图象交于B和D,当A点变化时,BCD位置跟随发生变化,但AB:AO,AD:AC的值均不变(取决于A点双曲线参数k1和B点双曲线参数k2)
 
结论六:
任一反比例函数图象上任一点A,以A为顶点构造等腰△AOC,AO与AC分别于另一k值较小的反比例函数图象交于B和D。过A和B作x轴垂线垂足分别为E和F,过D作DG⊥AF于G,则S梯形ABEF=S△ADG
 
结论七:
任一反比例函数图象上任一点A,以A为顶点构造等腰△AOC,AO与AC分别于另一k值较小的反比例函数图象交于B和D,则有OB²+AD²=AO²。


 
利用该结论可构造以下特例:任一反比例函数图象上任一点A,以A为顶点构造等腰△AOC,过A作x轴垂线垂足为B,在OA上取OD=OB,过D点的反比例函数图象交AC于E点,则有AE=AB。

 

 
以上结论的一些解释与推导:
结论(1):设A,B所在反比例函数参数为k1,C,D所在反比例函数参数为k2,AO:CO=BO:DO=根k1:根k2,所以AB∥CD。 

 
结论(2): 首先一个前提,任一直线不可能和双曲线产生三个交点。然后延长BA交y轴于C,显然A为BC中点。再结合之前文章中的结论三:过双曲线一支上两点作直线与坐标轴相交,则每点与其相邻坐标轴交点构成的线段长相等。则如果直线与双曲线无论在AC段还是AB段还有一交点,必存在另一关于A对称的交点。这将产生了3交点和前提矛盾。故仅存在A点唯一一个交点,即AB与双曲线相切。 
结论(3):过C作CD⊥x轴于D,设BC:AO=k,则BD=kOB,CD=kAB。由AB*OB=CD*OD,得k(k+1)=1,解得k=(根5-1)/2.
 
结论(4): 不妨设各等腰三角形底分别为OB1=2a1,B1B2=2a2,……Bn-1Bn=2an,,高分别为ka1,ka2,……kan,k为等腰三角形底角正切值。a1+a2+……an=bn,考察A1点即k*a1*a1=k*b1^2=k*a1^2,A2点即k*(2a1+a2)*a2=k*(b2+b1)(b2-b1)=k*(b2^2-b1^2)=k*a1^2.同理k*(b3^2-b2^2)=k*a1^2,……,k*(bn^2-bn-1^2)=k*a1^2.将以上各式相加,即可得bn=根号n倍a1,乘2后代表的几何意义即为OBn=根n倍OB1,由于An横坐标为2a1+2a2+……an=bn+bn-1,纵坐标为kan=k(bn-bn-1),剩下坐标关系An坐标为((根n+根(n-1))x1,(根n-根(n-1))y1)也显而易见。

 
剩下三个结论,其几何证明都基于以下这个几何结论:S△BOE=S梯形GFCD
 
证明其实非常简单: 过D作DH⊥x轴于H,S梯形DGFC=S△DGF+S△DFC=S△DHF+S△DFO=S△DOH=S△BOE。

然后得到S梯形ABEF=S△AGD,从而AD:AC=根号下(S△AGD:S△AFC)=根号下(S梯形ABEF:S△AOF),如果B所在双曲线k值为k1,A所在双曲线k值为k2,还能推出AD:AC值最本质很简洁的公式,等于根号下(1-k1/k2).此时(OB:OA)²+(AD:OA)²=k1/k2+1-k1/k2=1,即OB²+AD²=OA²。
 以上这些结论模型在一些中考题或者模拟题中也有用武之地,也许常规方法也能做,但能理解到上面的层次可以做的更快更好。 

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