一、教材全解(反比例函数图像核心知识)
1. 反比例函数的形式与渐近线
反比例函数的常见形式为 \( y = \dfrac{k}{x} \) 和 \( y = \dfrac{k}{x^2} \)(其中 \( k \) 为非零实数)。
渐近线(Asymptote):图像无限接近但永不相交的直线。对于 \( y = \dfrac{k}{x} \) 和 \( y = \dfrac{k}{x^2} \),均有两条渐近线:
- 垂直渐近线:\( x = 0 \)(y轴);
- 水平渐近线:\( y = 0 \)(x轴)。
2. \( y = \dfrac{k}{x} \) 的图像特征(基于 \( k \) 的符号)
- 当 \( k > 0 \) 时:图像位于第一、三象限,在每个象限内,\( y \) 随 \( x \) 的增大而减小(如 \( y = \dfrac{1}{x} \))。
- 当 \( k < 0 \) 时:图像位于第二、四象限,在每个象限内,\( y \) 随 \( x \) 的增大而增大(如 \( y = \dfrac{-2}{x} \))。
3. \( y = \dfrac{k}{x^2} \) 的图像特征(基于 \( k \) 的符号)
- 当 \( k > 0 \) 时:图像关于y轴对称,位于第一、二象限;在 \( x < 0 \) 时,\( y \) 随 \( x \) 的增大而增大;在 \( x > 0 \) 时,\( y \) 随 \( x \) 的增大而减小(如 \( y = \dfrac{2}{x^2} \))。
- 当 \( k < 0 \) 时:图像关于y轴对称,位于第三、四象限;在 \( x < 0 \) 时,\( y \) 随 \( x \) 的增大而减小;在 \( x > 0 \) 时,\( y \) 随 \( x \) 的增大而增大(如 \( y = \dfrac{-5}{x^2} \))。
4. 作图关键
步骤1:确定渐近线(\( x = 0 \) 和 \( y = 0 \));
步骤2:根据 \( k \) 的符号,判断图像所在象限;
步骤3:分析象限内 \( y \) 随 \( x \) 的变化趋势,描绘出"接近渐近线"的曲线形态。
关键要点:反比例函数图像永不与渐近线相交,且在接近渐近线时会趋近于无穷大或无穷小。
二、详细示例分析
示例1:\( y = \dfrac{1}{x} \) 的图像绘制
分析步骤:
1. 确定渐近线:垂直渐近线 \( x = 0 \),水平渐近线 \( y = 0 \)
2. 判断象限:\( k = 1 > 0 \),图像位于第一、三象限
3. 分析趋势:第一象限内,\( y \) 随 \( x \) 增大而减小;第三象限内,\( y \) 随 \( x \) 增大而减小
4. 作图:在第一象限从右上方向左下方接近坐标轴,在第三象限从左下方向右上方接近坐标轴
示例2:\( y = \dfrac{-2}{x^2} \) 的图像绘制
分析步骤:
1. 确定渐近线:垂直渐近线 \( x = 0 \),水平渐近线 \( y = 0 \)
2. 判断象限:\( k = -2 < 0 \),图像位于第三、四象限
3. 分析趋势:关于y轴对称,在第三象限 \( y \) 随 \( x \) 增大而减小,在第四象限 \( y \) 随 \( x \) 增大而增大
4. 作图:在第三、四象限描绘对称的曲线,都无限接近坐标轴
三、图像特征总结
核心特征:
- 都有两条渐近线:\( x = 0 \) 和 \( y = 0 \)
- 图像永不穿过渐近线,只会无限接近
- \( y = \dfrac{k}{x} \) 关于原点对称,\( y = \dfrac{k}{x^2} \) 关于y轴对称
- \( |k| \) 越大,图像越"陡峭",越接近坐标轴
通过掌握这些特征,可以快速准确地绘制反比例函数的图像,为解决相关数学问题打下坚实的基础。