初中数学的自然原理
第七部分:函数

反比例函数 ★

对应人教版九年级上册第二十七章。

反比例函数描述“乘积一定”:两个变量 、 的乘积总是同一个不为 0 的常数 ,写成 ()。 它的图象是分在两个象限里的两支曲线,叫双曲线。

从哪里来#

情境 不变的量 两个变量 关系
面积为 12 cm² 的长方形 面积 12 长 ,宽 ,即
从甲地到乙地,路程 120 km 路程 120 速度 ,时间 ,即
一批零件共 600 个,平均分给几个人做 总数 600 人数 ,每人做的个数 ,即

共同点是:两个量的乘积不变。 一个量变成原来的 2 倍,另一个量就变成原来的一半,这就是“成反比例”。一般地,形如

是常数,

的函数叫反比例函数。它也可以写成 或 。

和正比例函数对照着看:正比例函数 是比值一定(),反比例函数是乘积一定()。

定义里的两个限制都有来由:

  • : 在分母上,分母不能为 0。
  • : 时 恒等于 0,不再随 变化。

由 还能看出: 也永远不会等于 0。

图象:为什么是两支曲线#

用描点法画 的图象:

−6 −3 −2 −1 1 2 3 6
−1 −2 −3 −6 6 3 2 1

y = 6/x 的图象:两支曲线分别在第一、三象限

图象的样子,每一点都能从解析式 推出来:

  1. 分成两支。 不能取 0,所以 轴上没有图象上的点,图象在 轴两侧断开。
  2. 在第一、三象限。 ,、 同号: 时 , 时 。
  3. 越来越靠近坐标轴,但永远碰不到。 越大, 越接近 0,曲线越贴近 轴,但 不会等于 0; 越接近 0, 越大,曲线越贴近 轴,但 不会等于 0。

k 管什么#

的正负管位置和增减。 时 、 同号,图象在第一、三象限; 时 、 异号,图象在第二、四象限。

增减性用作差来说明。设 ,在第一象限的那一支上取两点,,则

,,,所以 ,即 : 增大, 减小。 时, 仍然大于 0,结论一样。 时,差的符号反过来, 随 的增大而增大。

注意推导里用到了 ,也就是 、 同号,两点在同一支上。 两点分别在两支上时,结论不成立: 中, 时 , 时 , 增大, 反而增大了。所以增减性一定要说“在每一个象限内”。

管远近。 越大,同一个 对应的 越大,曲线离原点越远。

k 取 6、1、−1、−6 时的图象:k 的正负决定所在象限,绝对值越大离原点越远

图象所在象限 第一、三象限 第二、四象限
增减性 在每一个象限内, 随 的增大而减小 在每一个象限内, 随 的增大而增大

对称性#

在 的图象上取点 。

  • 点 也满足 ,也在图象上。一般地, 在图象上,则 ,所以 也在图象上。 和 关于原点对称,所以双曲线是中心对称图形,对称中心是原点。
  • 点 也在图象上。一般地, 在图象上,则 , 也在图象上。 和 关于直线 对称,所以双曲线也是轴对称图形,直线 是它的一条对称轴(同理, 也在图象上,直线 是另一条)。

P 和 P′ 关于原点对称,P 和 Q 关于直线 y = x 对称

过原点的直线也关于原点中心对称,所以双曲线和一条过原点的直线相交时,一个交点关于原点的对称点也同时在两个图象上,两个交点关于原点对称。

k 的几何意义:面积不变#

“乘积一定”在图上是什么样子?在 的图象上任取一点 ,作 轴于点 , 轴于点 ,得到长方形 。它的两条边长是 和 ,所以

长方形

点 在曲线上怎么动,长方形的形状都在变,面积却始终是 6:

点 P 在 y = 6/x 上移动,长方形 OMPN 的面积始终是 6

连接 ,它把长方形分成两个全等的直角三角形,所以 。

反过来,已知这样的长方形或三角形的面积,就能求出 ,再由图象所在的象限定出 的正负。

待定系数法:一个条件就够了#

反比例函数 只有一个待定的系数 ,所以一个条件就能确定它。

例 1 反比例函数的图象经过点 。求它的解析式,并判断点 、 是否在这个函数的图象上。

思路: 设 ,用 求 最快。判断点在不在图象上,就看它的坐标满不满足解析式,也就是横、纵坐标的乘积是不是 。

解: 设 。把 代入,得 ,所以解析式是 。

,所以点 在图象上;,所以点 不在图象上。

比较函数值的大小#

例 2 点 、、 都在 的图象上,比较 、、 的大小。

思路: 解析式和横坐标都知道,直接算出三个函数值最稳妥。

解: ,,,所以 。

想一想: 如果把函数换成 , 不知道,就算不出具体的值了,这时要用性质:

  1. ,图象在第一、三象限,在每一个象限内 随 的增大而减小。
  2. 、 的横坐标都是负数,在第三象限的同一支上;,所以 。
  3. 在第一象限,;而 、 都小于 0。

所以仍然是 。直接计算适合数都已知的情况;用性质比较,要先把点按所在的象限分组,同一组里才能用增减性,不同组之间比较正负。

和一次函数的交点#

例 3 一次函数 的图象与反比例函数 的图象交于 、 两点(点 在第一象限),直线 与 轴交于点 。

(1)求 、 两点的坐标;

(2)求 的面积;

(3) 取什么值时,一次函数的值大于反比例函数的值?

思路: 交点同时在两个图象上,它的坐标同时满足两个解析式,所以联立成方程组。 的三条边都不在坐标轴上,但直线 和 轴交于 , 把它分成两个三角形,它们以 为公共底,高就是 、 到 轴的距离。

y = x + 1 和 y = 6/x 交于 A、B 两点,C 是直线与 y 轴的交点

解:(1)联立

得 ,两边乘 ,整理得 ,即 ,所以 或 。代入 ,得 ,。

(2)在 中令 ,得 ,。点 到 轴的距离是 2,点 到 轴的距离是 3,所以

(3)“一次函数的值大于反比例函数的值”,就是直线在双曲线上方。看图,以两个交点的横坐标 −3、2 和不能取的 0 为分界: 时直线在上方, 时直线也在上方。所以 或 。

检验: 取 ,,,,成立;取 ,,不成立,和答案一致。

回顾: 和 不关于原点对称,因为直线 不过原点。只有过原点的直线和双曲线的两个交点,才关于原点对称。

实际问题#

例 4 某蓄电池的电压一定,用它给一个可变电阻 (Ω)供电,电流 (A)与 成反比例。当 时,。

(1)写出 关于 的函数解析式;

(2)如果电路中的电流不能超过 12 A,可变电阻 应控制在什么范围?

思路: 电压一定,就是 与 的乘积一定。求范围时,先找 正好等于 12 时的 ,再看 往哪边变电流会变小。

解:(1)设 ,由 ,得 ()。

(2) 时,。,,在第一象限内 随 的增大而减小,所以要 ,需要 。答:可变电阻应不小于 3 Ω。

易错点#

  • 增减性漏了“在每一个象限内”。 反比例函数在整个定义范围上并不单调: 中, 时 , 时 , 增大, 反而增大了。比较函数值时,先看点在不在同一支上。
  • 几何意义忘了绝对值,或者把三角形当成长方形。 长方形 的面积是 , 的面积是 。由面积求 时,还要根据图象所在象限确定符号。
  • 把不是反比例函数的式子当成反比例函数。 、 都不是反比例函数:前者的分母不是 ,后者 不是常数。判断时看能不能化成 ()。
  • 以为图象和坐标轴有交点。 、,双曲线只会无限靠近坐标轴,不会相交。
  • 解不等式时漏了 这个分界。 例 3 第(3)问求 的值大于 的值时 的范围,两个交点的横坐标是 −3 和 2,答案是 或 。 从负数变到正数时,要经过双曲线断开的地方,所以答案分成两段。

联系#

真题: 2026 年第 20 题、2025 年第 18 题、2024 年第 18 题、2023 年第 19 题、2022 年第 18 题。