反比例函数图象中的等角模型及其在中考题中的应用

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反比例函数图象中的等角模型及其在中考题中的应用
(原创:昆明郑帆)
原先自己研究反比例函数图象,得到了以下三条结论,当时以为解决反比例函数图象难题,用好这三条就足够了。

三条结论分别是:
结论一:过反比例函数一支上两点分别向x轴和y轴作垂线段,则垂足连线与原两点连线平行。

如图,即AB∥CD。

证明:根据平行线带来的等面积转换,S△ACD=S△ACO=∣k∣/2=S△BDO=S△BDC,即A,B两点到直线CD的距离相等,且位于CD同侧,故AB∥CD。

结论二:三顶点分别在原点、x轴上,y轴上的矩形,若反比例函数图象经过其两边,则两边被分出的两条线段之比对应相等。

如图,即EA:AC=EB:BD
证明:连AB,CD,由结论一有AB∥CD,根据相似知识显然结论二成立。

结论三:过双曲线一支上两点作直线与坐标轴相交,则每点与其相邻坐标轴交点构成的线段长相等。

如图,即AE=BF
证明:过A作y轴垂线段垂足为C,过B作x轴垂线段垂足为D。

连接CD,由结论一有AB∥CD,则四边形ACDF与BDCE均为平行四边形,得到AC=DF,CE=DB,再通过全等得到△ACE≌△FDB,AE=BF。

另外,这三个结论还有另外一个证明体系,先用面积思想证明结论二,再依次证明结论一和结论三。

现给出结论二的证明:
S△CEO=S△DEO(矩形性质),S△CAO=S△BDO(反比例函数图象性质),则S△AEO=S△BEO(等量代换),则S△AEO:S△ACO=S△BEO:S△BDO,
即EA:AC=EB:BD
至于设点坐标用代数证,一来略超纲,二来繁琐,最重要是没有美感,反正我没有这个习惯。

这三个结论还有一些小的变形,比如一支上的两点变两支上的两点,作垂线的顺序改变等,基本都是结论相同,证明类似,且这些不是今天要讲的重点内容而只是铺垫,因此不再赘述只是给出几张图。

今天要讲的内容:后来才发现,反比例函数图象还有一些模型和结论,不能由前三个结论直接解决,但可以以前三个结论为基础推出结果间接解决。

有如下结论(个人称为等角模型):
结论四:双曲线一支上任取两点A,B,在围着双曲线该支所在象限的坐标轴上再取两点C,D,使ABCD构成平行四边形。

则有:∠DCO=∠BCx,∠CDO=∠ADy
证明:过A向y轴作垂线段垂足E,过B向x轴作垂线段垂足F,连接EF。

由结论一,有EF∥CD,则CO:OD=CF:ED。

由全等知△AED≌△CFB,ED=BF,即有CO:OD=CF:BF,△COD∽△CFB,∠DCO=∠BCx,∠CDO=∠ADy。

结论五:双曲线一支上任取两点A,B,在在围着双曲线该支所在象限对顶的象限的坐标轴上再取两点C,D,使ABCD构成平行四边形。

则有:∠ADO=∠CDO,∠BCO=∠DCO,若AD交y轴于F,BC交x轴于E,则四边形CDFE为菱形。

证明:过A作x轴平行线,过D作y轴平行线,两者交于G,AG交y轴于I;
过C作x轴平行线,过B作y轴平行线,两者交于H,BH交x轴于J;连接IJ。

易知△AGD≌△CHB,DG=BH。

根据结论一,有CD∥IJ,则OD:OC=OJ:OI=CH:DG=CH:BH,则△ODC∽△HCB ∠DCO=∠CBH=∠BCO,∠ADO=∠CDO。

有等角后易证CDFE是菱形,略。

结论六:双曲线一支上任取A,B两点,BO直线交双曲线另一支于C,则AB直线,AC直线关于x轴和y轴的夹角都相等,即∠ADE=∠AED,∠AFG=∠AGF。

由此还有一堆线段相等,如AF=AG=DC=BE,AB=DG等。

证明:过A作y轴垂线段垂足为H,过C,B作x轴垂线段垂足分别为I,J。

连IH,JH。

由双曲线中心对称性质知CO=OB,则△CIO≌△BJO,CI=BJ。

由结论一知,四边形ICHG与BJHF均为平行四边形,则CI=HG,BJ=FH,又CI=BJ,∴HG=HF,∠AFG=∠AGF,∠ADE=∠AED,进而推出一系列等边关系。

有意思的是,结论四五和结论六可以统一在一个图里,能挖掘出许多有意思的东西。

篇幅关系不再详细描述。

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