教参第212页要求:
因此,当学生提出第四个特征的时候,便是对反比例函数图象的深入理解了,即当k越大,双曲线离“中间”越远。
这是一句学生归纳用语,并不十分符合数学语言规范,但是对于这个探索成果,无论如何也不应该否定,因此,需要想办法对它进行数学加工。
学生的意思是k越大,双曲线远离坐标轴,但表述似乎也不对,刚刚探索到的第三条特征中不是说双曲线无限接近坐标轴吗?怎么又远离呢?而事实上,如果观察它们,确定一条比一条更“远”。
我们首先要明确学生的认知范围,在初中阶段,数学上形容远近,是用距离这个概念,而最初的距离,出现在两点之间的线段长度,后来的所有和距离有关的概念,无不是建立在两点之间,例如点到直线的距离,过这一点向直线作垂线段,这点到垂足之间的距离叫点到直线的距离,再例如平行线间的距离,即其中一条直线上的任意点到另一条直线的距离,即使在学习圆之后,点和圆的位置关系时,距离是用点和圆心的距离,等等,基本上,谈到距离,最终都会归结为点与点之间的线段长度。
那么双曲线怎么办?参照原点还是坐标轴?
正因为双曲线与坐标轴是无限接近的关系,并不方便描述,因此,我选择原点为参照,再结合双曲线关于原点中心对称,同时也关于y=x轴对称,将y=x这条对称轴作出来,如下图:
当k>0时,y=x与双曲线y=2/x,y=4/x,y=6/x依次相交于点A、B、C,依然从图形直观上观察,OA<OB<OC,这就和刚才学生的描述意图接近了。
于是,这条特征可以这样描述:定义y=x与反比例函数y=k/x(k>0)第一象限内的分支交点到原点的线段长度为双曲线到原点的距离。此时k越大,双曲线离原点越远。
类似的,对于该双曲线位于第三象限内的描述,依照相同标准,而对于后续的k<0的情况,也适用。
中考真题
2019年湖北省宜昌市中考数学第24题第1小题,正是考察图形直观,原题如下:
我们看这道题的第1小题第2个空,当双曲线y=k/x与正方形ABCD有四个交点,这句话如何理解?
此题图1中,我们看到了k>0时的一种特殊情况,以此为基准进行动态想像,双曲线经过点B时,与正方形有在个交点,依据反比例函数图象第四个特征,当k增大时,双曲线离原点越来越远,而题中正方形对角线BD恰好是y=x的一部分,因此,k>0时,只要k值比经过点B时小即可,所以0<k<4;再考虑k<0时,只要k值比经过点A(或点C)时更大即可,所以-8<k<0。
虽然在k<0时,并没有y=-x进行参照,但我们可以作出这条直线,借助双曲线对称性进行观察,如下图: