一次函数与反比例函数的交点问题——上海中考第21~23题的经典题型。本期直接选用题源库 #2411,保留"垂足隐式给坐标→求双解析式→图象比大小→新定义参数范围"的完整递进链。亮点在第(3)问:题目给出一个已知结论作为"跳板",让学生现学现用到直线与双曲线交点排序的新场景。 训练主线:垂足翻译坐标 → 交点定参 → 图象判不等式 → 新定义套用。
| 能力 | 出现位置 |
|---|---|
| 从垂足距离+象限定点坐标 | 第(1)问求A |
| 待定系数法求一次函数 | 第(1)问 |
| 反比例函数求k | 第(1)问 |
| 图象法解不等式 | 第(2)问 |
| 联立方程+判别式+新定义迁移 | 第(3)问 |
在平面直角坐标系中,一次函数 \(y = ax + b\)(\(a \neq 0\))的图象与反比例函数 \(y = \dfrac{k}{x}\)(\(k < 0\))的图象交于第二、四象限内的 \(A\)、\(B\) 两点,与 \(x\) 轴交于 \(C\) 点。过点 \(A\) 作 \(AD \perp y\) 轴,垂足为点 \(D\),\(OD = 3\),\(\dfrac{AD}{OD} = \dfrac{4}{3}\),点 \(B\) 的坐标为 \((c,\; -2)\)。
(1) 求该反比例函数和一次函数的表达式。
(2) 根据图象直接写出使 \(ax + b < \dfrac{k}{x}\) 成立的 \(x\) 的取值范围。
(3) 形如 \(x^2 - m > 0\)(\(m\) 为常数,\(m > 0\))的解集为 \(x > \sqrt{m}\) 或 \(x < -\sqrt{m}\)。过点 \(M(6, 0)\) 作垂直于 \(x\) 轴的直线 \(MN\),直线 \(y = x + n\) 与双曲线 \(y = \dfrac{k}{x}\)(\(k < 0\))交于点 \(P(x_1, y_1)\)、\(Q(x_2, y_2)\),与直线 \(MN\) 交于点 \(R(x_3, y_3)\)。若 \(y_1 < y_2 < y_3\),求 \(n\) 的取值范围。
| 已知 | 来源 | 隐含的第二重身份 |
|---|---|---|
| OD=3, AD/OD=4/3, AD⊥y轴 | 题目 | \( \lvert y_A\rvert =3,\; \lvert x_A\rvert =4 \) |
| A在第二/四象限,k<0 | 题目 | A、B分居Q2和Q4 |
| B(c,−2) | 题目 | B的纵坐标已知,横坐标c待求 |
| A、B在双曲线上 | 隐含 | k = x_A·y_A = c·(−2) |
审题钩子:OD和AD给的是距离(绝对值),不是坐标。A的象限判定(Q2还是Q4)必须结合"B(c,−2)在交点中且k<0"来确定——如果A在Q4,则A、B同在Q4,违反"交于第二、四象限内"。
三个节奏:
点P到y轴的距离为4,到x轴的距离为3,且P在第二象限。求P的坐标。
简答:|x_P|=4, |y_P|=3。第二象限→x<0, y>0。P(−4, 3)。
反比例函数 y=k/x 经过点 (−4, 3)。求k。
简答:k = (−4)·3 = −12。y = −12/x。
一次函数图象过 (−4, 3) 和 (6, −2),求解析式。
简答:k = (−2−3)/(6+4) = −0.5。y+2 = −0.5(x−6) → y = −0.5x+1。
一次函数 y=−0.5x+1 和反比例函数 y=−12/x 的图象如图所示。直接写出 −0.5x+1 < −12/x 的解集。
简答:一次函数在双曲线下方 ⇔ −4 < x < 0 或 x > 6。
OD=3, AD:OD=4:3 ⇒ AD=4。
A在双曲线上:k = x_A·y_A。|x_A|=AD=4, |y_A|=OD=3。
B(c,−2)的纵坐标为负⇒B在第四象限。A、B分居Q2和Q4,故A在第二象限:A(−4, 3)。
k = (−4)·3 = −12。反比例函数:\(y = -\dfrac{12}{x}\)。
B在双曲线上:\(-2 = -\dfrac{12}{c}\) ⇒ c = 6。B(6, −2)。
一次函数过A、B:\(a = \dfrac{-2-3}{6-(-4)} = -\dfrac{1}{2}\)。
\(y - 3 = -\dfrac{1}{2}(x + 4)\) ⇒ \(y = -\dfrac{1}{2}x + 1\)。
\[ \boxed{y = -\frac{12}{x},\quad y = -\frac{1}{2}x + 1} \]
\(ax + b < \dfrac{k}{x}\) ⇔ 一次函数图象在双曲线下方。
由图象(参考图):一次函数在双曲线下方对应的x区间为:
\[ \boxed{-4 < x < 0\;\text{或}\;x > 6} \]
注意:x=0不在定义域内(双曲线分母不为0)。x=−4和x=6处两函数相等,不取等号。
直线 \(y=x+n\) 与双曲线 \(y=-\dfrac{12}{x}\) 联立:
\[ x + n = -\frac{12}{x}\;\Rightarrow\;x^2 + nx + 12 = 0 \]
有两个不等实根(即两个交点P、Q)⇔ \(\Delta = n^2 - 48 > 0\)。
由题目给出的结论(\(x^2-m>0\)的解集为\(x>\sqrt{m}\)或\(x<-\sqrt{m}\)):
\[ n^2 > 48 \;\Rightarrow\; n > 4\sqrt{3}\;\text{或}\;n < -4\sqrt{3} \]
设方程两根为\(x_1 < x_2\)。R为直线与MN(x=6)的交点:\(R(6,\;6+n)\),\(y_3 = 6+n\)。
条件 \(y_1 < y_2 < y_3\):
\(x_2 = \dfrac{-n + \sqrt{n^2-48}}{2} < 6\)。由前提 \(-n+\sqrt{n^2-48} < 12\)。
当 \(n > 4\sqrt{3} > 0\) 时,\(-n+\sqrt{n^2-48} < 0 < 12\) 恒成立。
当 \(n < -4\sqrt{3}\) 时(\(n < 0\)):\(\sqrt{n^2-48} < 12 + n\)。
平方(注意 \(12+n>0 \Rightarrow n>-12\)):\(n^2-48 < n^2 + 24n + 144 \Rightarrow 24n > -192 \Rightarrow n > -8\)。
结合 \(n < -4\sqrt{3} \approx -6.93\) 和 \(n > -8\):\(-8 < n < -4\sqrt{3}\)。
\[ \boxed{n \in (-8,\; -4\sqrt{3}) \;\cup\; (4\sqrt{3},\; +\infty)} \]
| 易错点 | 错在哪一步 | 为什么会错 |
|---|---|---|
| A取(4,−3) | 第(1)问 | 只验证了k<0((−4)×3=(4)×(−3)=−12),没验证"交于第二、四象限内"意味着A,B分居不同象限 |
| (2)问用代数法解分式不等式 | 第(2)问 | 题目明确说"根据图象直接写出"——代数法分x>0/x<0讨论,不仅繁琐还容易漏解 |
| 忘写x≠0 | 第(2)问 | 双曲线在x=0无定义,区间必须避开 |
| (3)问不知道新定义怎么用 | 第(3)问 | 题目给x²−m>0的解集是用"或"连接——类比n²−48>0的解也是"n>…或n<…"。新定义题的关键是"看出来类比关系" |
| 能力维度 | 具体体现 |
|---|---|
| 距离→坐标翻译 | 绝对值+象限→确定点坐标 |
| 交点→待定系数 | 两点在双曲线上→k;两点在直线上→a,b |
| 图象判不等式 | 直接看谁在上谁在下 |
| 新定义迁移 | 已知结论→类比应用到新场景 |
变式1:若 \(k>0\)(双曲线在一、三象限),其余条件不变。A的坐标会变吗?一次函数的表达式呢?
变式2:将(3)中的直线改为 \(y=-x+n\),重做第(3)问。
变式3:若 \(y_1 > y_3 > y_2\),求n的取值范围。
| 小题 | 分值 | 得分要点 |
|---|---|---|
| (1) | 5分 | 从OD/AD+象限定A(2分);k=−12(1分);c=6求B(1分);待定系数得一次函数(1分) |
| (2) | 3分 | 正确写出一段区间(1分);完整写出两段并避x=0(2分) |
| (3) | 4分 | 联立得二次方程(1分);判别式>0(1分);用新定义写 \(\lvert n\rvert >4\sqrt{3}\) (1分);y₂ |
本题是直接从题源库 #2411 选用,未做骨架修改。五层递进锁:垂足定A→交点定k→待定系数定直线→图象判不等式→新定义探参数。每层解锁后,下一层自动打开。
第(3)问的设计尤为精妙:不给常规的"求n的范围",而是先给一个已知结论(x²−m>0的解集)当跳板,让学生"现学现用到"判别式不等式上。这种"给工具→用工具"的设计是上海中考第18/24题近年趋势——测试的不是知识储备,是现场学习能力。
(2)问:图象法(推荐)—看一眼图象直接写区间,10秒完成。代数法—分x>0和x<0讨论分式不等式,容易在符号上出错。
(3)问:判别式+不等式约束法是正解。另一种思路:直接用韦达定理x₁+x₂=−n, x₁x₂=12,结合y₁ "新定义恐惧"是(3)问最常见的卡点。学生看到一段不熟悉的文字("形如x²−m>0的解集为…")就自动跳过,不知道这恰恰是题目给的免费工具。认知根源:学生习惯了"题目给条件=用来算",没建立"题目给结论=用来套"的第二条反射弧。 表面考:反比例+一次函数的交点、图象不等式、参数范围。 深层考:从"距离+象限→坐标"的翻译能力,从"已知结论→类比应用"的迁移能力。 与中考趋势呼应:第(3)问的新定义包装就是2027届中考"去套路化"的典型体现。思维误区深度剖析
数学本质