第一章 反比例函数综合素质评价
一、选择题(每题3分,共30分)
1.在下列函数中,y是x的反比例函数的是( )
A.y=2x B.y= C.y= D.y=
2.已知双曲线y=经过点(1,-2),则下列说法错误的是( )
A.该双曲线的表达式为y=- B.点(-1,2)在该双曲线上
C.该双曲线位于第二、四象限 D.当x<0时,y随x增大而减小
3.已知反比例函数y=,当x>0时,y随x的增大而增大,则k的取值范围是( )
A.k>-1 B.k≥-1 C.k<-1 D.k≤-1
4.若点A(x1,-2),B(x2,1),C(x3,4)都在反比例函数y=的图象上,则x1,x2,x3的大小关系是( )
A.x15.如图,一次函数y=ax+b的图象与反比例函数y=的图象交于点A(2,3),B(m,-2),则不等式ax+b>的解集是( )
A.-3<x<0或x>2
B.x<-3或0<x<2
C.-2<x<0或x>2
D.-3<x<0或x>3
6.如图是反比例函数y=的图象,点A(x,y)是反比例函数图象上任意一点,过点A作AB⊥x轴于点B,连接OA,则△AOB的面积是( )
A.1
B.
C.2
D.
7.[2025·济南历下区月考]如图,直线y=-x与双曲线y=(k≠0)交于A,B两点,已知OA=3,则双曲线的表达式为( )
A.y=
B.y=-
C.y=
D.y=-
8. [2025·济南市中区月考]函数y=kx-k和y=-(k≠0)在同一平面直角坐标系中的图象可能是( )
9. INCLUDEPICTURE "../情境题-工业应用灰.EPS" \* MERGEFORMAT 某种玻璃原材料需在0℃环境保存,取出后匀速加热至600℃高温后,停止加热,玻璃原材料的温度会逐渐降低至室温(30℃),加热和降温过程中可以对玻璃原材料进行加工,且加工的温度要求不低于480℃.玻璃原材料的温度y(℃)与时间x(min)的函数图象如图所示,降温阶段y与x成反比例函数关系,根据图象信息,以下判断正确的是( )
A.玻璃原材料的加热速度为120℃/min
B.玻璃原材料的降温阶段,y与x之间的函数关系式为y=
C.能够对玻璃原材料进行加工的时长为1.8 min
D.玻璃原材料从600℃降低至室温30℃需要的时间为80 min
10.如图,矩形ABCD的顶点D在反比例函数y=(x<0)的图象上,顶点B,C在x轴上,对角线AC的延长线交y轴于点E,连接BE,若△BCE的面积是8,则k的值为( )
A.-4 B.-8 C.-16 D.-20
二、填空题(每题3分,共18分)
11.若y是x的反比例函数,且当x=2时,y=7,则y与x之间的函数关系式是y=________.
12.[2024·北京]在平面直角坐标系xOy中,若函数y=(k≠0)的图象经过点(3,y1)和(-3,y2),则y1+y2的值是________.
13.若反比例函数y=(2k-1)x3k2-2k-1的图象位于第二、四象限,则k的值是________.
14.已知反比例函数y1=,y2=-,当1≤x≤3时,函数y1的最大值是a,函数y2的最大值是b,则ab=________.
15. INCLUDEPICTURE "../新趋势跨学科H.EPS" \* MERGEFORMAT 在温度不变的条件下,通过一次又一次地对汽缸顶部的活塞加压,加压后气体对汽缸壁所产生的压强p(kPa)与汽缸内气体的体积V(mL)成反比例关系,p关于V的函数图象如图所示.若压强由75 kPa加压到100 kPa,则气体体积压缩了________mL.
16.如图,矩形OABC的顶点B和正方形ADEF的顶点E都在反比例函数y=(k≠0)的图象上,点B的坐标为(2,4),则点E的坐标为____________.
三、解答题(17~19题每题9分,20~22题每题10分,23题15分,共72分)
17.已知反比例函数y=-.
(1)写出比例系数;
(2)求当x=-10时函数的值;
(3)求当y=2时自变量x的值.
18.已知反比例函数y=(m≠8).
(1)若函数图象经过点A(-1,6),求m的值;
(2)若函数图象位于第二、四象限,求m的取值范围;
(3)当x>0时,y随x的增大而减小,求m的取值范围.
19. INCLUDEPICTURE "../2025青岛校级期末新趋势跨学科H.EPS" \* MERGEFORMAT 大约在两千四百年前,墨子和他的学生做了世界上第1个小孔成像的实验,并在《墨经》中有这样的精彩记录:“景到,在午有端,与景长,说在端.”如图,根据小孔成像的科学原理,当像距(小孔到像的距离)和物高(蜡烛火焰高度)不变时,火焰的像高y(单位:cm)是物距(小孔到蜡烛的距离)x(单位:cm)的反比例函数,当x=6时,y=2.
(1)求y关于x的函数表达式.
(2)若小孔到蜡烛的距离为4 cm,求火焰的像高.
(3)若火焰的像高不得超过3 cm,求小孔到蜡烛的距离至少是多少厘米?
20. INCLUDEPICTURE "../情境题·生活应用H.eps" \* MERGEFORMAT 为了预防“流感”,某学校对教室采用药熏法进行消毒,已知药物燃烧时,室内空气中的含药量y(毫克/立方米)与药物点燃后的时间x(分钟)满足如图所示的一次函数关系,药物点燃6分钟后燃尽,药物燃尽后,校医每隔6分钟测一次空气中的含药量,测得数据如下表:
药物点燃后的时间x/分钟 6 12 18 24
空气中的含药量y/(毫克/立方米) 12 6 4 3
(1)在如图所示的平面直角坐标系中描出以表格中数据为坐标的各点;
(2)观察上述各点的分布规律,判断它们是否在同一个反比例函数的图象上,如果在同一个反比例函数的图象上,求出这个反比例函数图象所对应的函数表达式;如果不在同一个反比例函数的图象上,请说明理由;
(3)研究表明:空气中每立方米的含药量不低于8毫克,且持续4分钟以上才能有效杀灭空气中的病菌,应用上述发现的规律估算此次消毒能否有效杀灭空气中的病菌.
21.如图,以原点O为顶点作正方形OABC,已知点C(0,3),点A在x轴的正半轴上,直线y=x-1与边AB,OA分别交于点D,M.反比例函数y=(k≠0,x>0)的图象过点D,与BC交于点N,连接MN.
(1)求反比例函数的表达式;
(2)若点P是直线DM上的动点,当CP=MN时,求点P的坐标.
INCLUDEPICTURE "../1-13.EPS" \* MERGEFORMAT
22. 如图,直线y1=-x+4,y2=x+b都与双曲线y=(x>0)交于点A(1,n),这两条直线分别与x轴交于B,C两点.
(1)求双曲线的函数表达式;
(2)根据图象,直接写出不等式x+b>的解集;
(3)若点P在x轴上,连接AP把△ABC的面积分成3?4两部分,求此时点P的坐标.
23. INCLUDEPICTURE "../新视角·探究拓展题H.EPS" \* MERGEFORMAT 如图①,某兴趣小组计划开垦一个面积为8 m2的矩形地块ABCD种植农作物,地块一边靠墙,另外三边用木栏围住,木栏总长为a m.
【问题提出】
小组内有同学提出这样一个问题:若a=10,能否围出满足条件的矩形地块?
【问题探究】
小颖尝试从“函数图象”的角度解决这个问题:
设AB为x m,BC为y m.由矩形地块的面积为8 m2,得 xy=8,满足条件的(x,y)可看作反比例函数 y=的图象在第一象限内点的坐标.由木栏总长为10 m,得 2x+y=10,满足条件的(x,y)可看作一次函数y=-2x+10的图象在第一象限内点的坐标,同时满足这两个条件的(x,y)就可以看作两个函数图象交点的坐标.
如图②,反比例函数 y=(x>0)的图象与直线 l:y=-2x+10的交点坐标为(1,8)和________,因此当木栏总长为 10 m时,能围出满足条件的矩形地块,此时AB=1 m,BC=8 m或AB=________m,BC=________m.
(1)根据小颖的分析思路,完成上面的填空.
【类比探究】
(2)若a=5,能否围出满足条件的矩形地块?请仿照小颖的方法说明理由.
【问题延伸】
当木栏总长为a m时,小颖建立了一次函数 y=-2x+a,发现直线 y=-2x+a可以看作直线y=-2x通过平移得到,在平移过程中,当过点(2,4)时,直线 y=-2x+a与反比例函数y=(x>0)的图象有唯一交点.
(3)请在图②中画出过点(2,4)的直线 y=-2x+a,并求出a的值.
【拓展应用】
小颖从以上探究中发现“能否围成满足条件的矩形地块问题”可以转化为“y=-2x+a与 y=的图象在第一象限内交点的存在问题”.
(4)若要围出满足条件的矩形地块,且AB和BC的长均不小于1 m,请直接写出a的取值范围.
答案
一、1.C 2.D 3.C
4.C 【点拨】已知反比例函数表达式为y=,∵k2+1>0,∴反比例函数图象位于第一、三象限,且在每个象限中,y随x的增大而减小,如图所示,由图可得x15.A 【点拨】∵点A(2,3)在反比例函数y=的图象上,∴k=6.∴反比例函数的表达式为y=.又∵点B(m,-2)在反比例函数y=的图象上,∴m=-3.∴B(-3,-2).由题图可知,当ax+b>时,-3<x<0或x>2.
6.B 【点拨】∵点A的坐标为(x,y),∴OB=|x|,AB=|y|.∵点A为反比例函数y=的图象上一点,∴xy=1,∴S△AOB=AB·OB=|xy|=×1=.故选B.
7.D 【点拨】过点A作AC⊥x轴于点C,∵直线y=-x与双曲线y=(k≠0)交于A,B两点,∴设A(n,-n),则OC=n,CA=n.∵OA=3,∴=3,解得n=3(负值已舍去).∴A(3,-3),则-3=,解得k=-9,∴y=-.
8.A 【点拨】反比例函数y=-(k≠0)中,∵-(k2+1)<0,∴反比例函数图象位于第二、四象限,选项C、D不符合题意;一次函数y=kx-k(k≠0)中,当k>0时,-k<0,则一次函数的图象不经过第二象限,选项A符合题意;当k<0时,-k>0,则一次函数的图象不经过第三象限,选项B不符合题意.故选A.
9.C 【点拨】玻璃原材料的加热速度为600÷4=150(℃/min),故A选项不正确;设玻璃原材料的降温阶段,y与x之间的函数关系式为y=,把(4,600)代入,得k=2 400,∴玻璃原材料的降温阶段,y与x之间的函数关系式为y=,故B选项不正确;设玻璃原材料的加热阶段,y与x之间的函数关系式为y=k1x,把(4,600)代入,得k1=150,∴玻璃原材料的加热阶段,y与x之间的函数关系式为y=150x,将y=480代入y=150x,得x=3.2,将y=480代入y=,得x=5,5-3.2=1.8(min),∴能够对玻璃原材料进行加工的时长为1.8 min,故C选项正确;将y=30代入y=,得x=80,80-4=76(min),∴玻璃原材料从600 ℃降低至室温30 ℃需要的时间为76 min,故D选项不正确.
10.C 【点拨】设D(a,b),则OC=-a,CD=b.在矩形ABCD中,AB=CD=b.∵点D在反比例函数图象上,∴k=ab.易得AB∥OE,∴易得△ABC∽△EOC,∴=,即BC·OE=AB·OC=-ab.∵△BCE的面积是8,∴BC·OE=-ab=8,∴ab=-16,即k=-16.故选C.
二、11. 12.0 13.0
14. 【点拨】∵对于y1=,当1≤x≤3时,函数y1随x的增大而减小,最大值为a,∴当x=1时,y1=2=a.∵对于y2=-,当1≤x≤3时,函数y2随x的增大而增大,最大值为b,∴当x=3时,y2=-1=b.∴ab=2-1=.
15.20
16.(4,2) 【点拨】∵点B(2,4)在反比例函数y=(k≠0)的图象上,∴4=,∴k=2×4=8,∴反比例函数的表达式为y=.∵四边形ADEF是正方形,∴AD=ED.又∵点E在反比例函数图象上,∴设E,则OD=a,ED=.易知OA=2,∴AD=a-2=ED=,∴a2-2a=8,解得a1=4,a2=-2.∵a>0,∴a=4,∴E(4,2).
三、17.【解】(1)由反比例函数y=-可知比例系数为-.
(2)把x=-10代入y=-,得y=-=.
(3)把y=2代入y=-,得=-,
解得x=-.
18.【解】(1)∵函数图象经过点A(-1,6),
∴m-8=-1×6=-6,∴m=2.
(2)∵函数图象位于第二、四象限,
∴m-8<0,解得m<8.∴m的取值范围是m<8.
(3)∵当x>0时,y随x的增大而减小,
∴m-8>0,解得m>8.
∴m的取值范围是m>8.
19.【解】(1)由题意设y关于x的函数表达式为y=,
把x=6,y=2代入,得k=6×2=12,
∴y关于x的函数表达式为y=.
(2)把x=4代入y=,得y=3,
∴火焰的像高为3 cm.
(3)当y≤3时,即≤3,
∵x>0,∴3x≥12,解得x≥4.
答:小孔到蜡烛的距离至少是4 cm.
20.【解】(1)如图所示.
(2)观察各点的分布规律,易得它们在同一个反比例函数的图象上.
设反比例函数的表达式为y=,
把点(6,12)的坐标代入,得k=12×6=72,
∴这个反比例函数的表达式为y=.
(3)易得一次函数表达式为y=2x(0≤x≤6),把y=8代入y=2x,得8=2x,∴x=4.
把y=8代入y=,得=8,∴x=9.
∵9-4=5(分钟)>4分钟,
∴此次消毒能有效杀灭空气中的病菌.
21.【解】(1)∵C(0,3),∴OC=3.
∵四边形OABC是正方形,∴OA=OC=3.
∵点M,D在直线y=x-1上,
∴易得点M(1,0),D(3,2).
∵点D在y=(k≠0,x>0)的图象上,∴k=3×2=6,
∴反比例函数的表达式为y=(x>0).
(2)设P(a,a-1).
对于y=,当y=3时,x=2,∴N(2,3).
又∵M(1,0),∴MN2=(2-1)2+32=10.
∵CP=MN,∴CP2=MN2,
∴a2+(a-1-3)2=10,
整理,得a2-4a+3=0,解得a1=1,a2=3.
∴P(1,0)或(3,2).
22.【解】(1)将点A(1,n)的坐标代入y1=-x+4,
得n=-1+4=3,∴A(1,3).
将点A(1,3)的坐标代入y=,
得3=,解得k=3.
∴双曲线的函数表达式为y=.
(2)结合图象可知,不等式x+b>的解集为x>1.
(3)对于y1=-x+4,
令y1=0,得0=-x+4,解得x=4,∴B(4,0).
将点A(1,3)的坐标代入y2=x+b,
得3=×1+b,解得b=,
∴y2=x+,
令y2=0,得0=x+,解得x=-3,∴C(-3,0).
设P(m,0),则PC=m+3,PB=4-m,
∴==.
当=时,=,解得m=0,∴P(0,0);
当=时,=,解得m=1,∴P(1,0).
综上所述,点P的坐标为(0,0)或(1,0).
23.【解】(1)(4,2);4;2
(2)不能围出.理由:
∵木栏总长为5 m,∴2x+y=5,即y=-2x+5.
画出一次函数y=-2x+5的图象,如图中的直线i.
∵直线i与函数y=(x>0)的图象没有交点,
∴不能围出满足条件的矩形地块.
(3)如图,l1即为过点(2,4)的直线y=-2x+a,
将点(2,4)的坐标代入y=-2x+a,得4=-2×2+a,
解得a=8.
(4)8≤a≤17. 【点拨】∵AB和BC的长均不小于1 m,∴x≥1,y≥1,∴y=≥1,∴x≤8,∴1≤x≤8.当x=8时,y=1,把x=8,y=1代入y=-2x+a可得a=17,∴过点(8,1)的直线为y=-2x+17,如图中的直线l2.由(3)知,直线l1与反比例函数y=(x>0)的图象有唯一交点,此时a=8.易知直线y=-2x+a在l1和l2上或它们之间移动,∴8≤a≤17.