反比例函数k的几何意义:矩形面积等于k的绝对值
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反比例函数k的几何意义是:在 y = k/x 的图像上任取一点 P,过 P 分别向 x 轴、y 轴作垂线,两条垂线与两条坐标轴围成的矩形面积等于 |k|;连接 OP,矩形被分成两个直角三角形,每个面积是 |k|/2。这个面积与点 P 取在哪里无关,只由 k 决定。反过来由面积求 k 时,先得到 |k|,再按图像所在象限定正负。
为什么矩形面积恒等于 |k|
设点 P 的坐标为 (x₀, y₀),它在图像上,所以 y₀ = k/x₀,也就是 x₀ · y₀ = k。过 P 作 PA ⊥ x 轴于 A、PB ⊥ y 轴于 B,矩形 OAPB 的两条边长分别是 |x₀| 和 |y₀|。边长只能是正数,所以要加绝对值;乘积 |x₀| · |y₀| = |x₀y₀| = |k|。点 P 沿着双曲线移动时,横坐标变大纵坐标就变小,乘积保持不变,矩形会变扁或变高,面积始终是 |k|。
三角形 POA(或 POB)是矩形沿对角线 OP 切开的一半,面积为 |k|/2。只要三角形的三个顶点分别是原点、图像上的一点、这个点在某条坐标轴上的垂足,就能直接用这个结论。
| 图形 | 面积 | 已知面积 S 时 |
|---|---|---|
| 矩形 OAPB | 等于 k 的绝对值 | k 的绝对值 = S |
| △POA 或 △POB | k 的绝对值的一半 | k 的绝对值 = 2S |
| 定符号 | 图像在第一、三象限 k > 0 | 在第二、四象限 k < 0 |
面积只告诉你 k 的大小,符号要另外看图像所在的象限,下面的例 2 和最后一节都会用到这一点。把矩形面积的推导写成一行,就是:

三道例题
例 1 由 k 求面积。 点 P(2, 4)、Q(4, 2) 都在 y = 8/x 的图像上。过 P 作两轴垂线得到的矩形面积是 2 × 4 = 8;过 Q 作 QN ⊥ x 轴于 N,△QON 的面积是 ½ × 4 × 2 = 4,正好是 8 的一半。

例 2 由面积求 k,注意符号。 反比例函数的图像在第二、四象限,点 P 在图像上,PA ⊥ x 轴于 A,△POA 的面积为 2.5,求函数解析式。由三角形面积得 |k| = 2 × 2.5 = 5;图像在第二、四象限,k < 0,所以 k = −5,解析式为 y = −5/x。
例 3 两条双曲线之间的三角形。 一条平行于 x 轴的直线分别交 y = 6/x 与 y = 2/x(x > 0)的图像于 A、B 两点,求 △AOB 的面积。设直线为 y = t(t > 0),则 A(6/t, t)、B(2/t, t),底 AB = 4/t,高为 t:
S_{\triangle AOB}=\frac{1}{2}\times\frac{4}{t}\times t=2

面积是 2,与 t 无关。也可以直接用本文的结论:设直线交 y 轴于 C,△AOB 的面积 = △AOC − △BOC = 6/2 − 2/2 = 2。
k 的符号漏判:错对对照
由面积求 k,容易出错的是最后定符号这一步。下面把例 2 的几种写法放在一起:

- 只写 k = 5:没看图像所在象限,第二、四象限的 k 必须是负数。
- 写 k = ±5:题目已经给出象限时只能取一个;只有题目既没给图也没说象限时,才需要两个答案都写。
- 写 |k| = 2.5:把三角形面积当成矩形面积用,少乘了 2。
在编辑器里录这一步,绝对值直接用键盘上的竖线写成 |k|=2\times 2.5=5,分式 k/x 用分式模板或输入 \frac{k}{x},按空格结束命令。

面积与 t 无关,是因为底 4/t 乘高 t 时 t 正好约掉;双曲线换成 y = k₁/x、y = k₂/x,约掉 t 后剩下 |k₁ − k₂|/2。顶点 O 换成 x 轴上任意一点,底和高不变,面积仍是 2。
延伸阅读
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常见问题
- 面积为3时k一定是3吗?
- 不一定。面积只能说明 k 的绝对值是 3,k 可能是 3,也可能是负 3。还要看图像在哪两个象限:在第一、三象限时 k 取正,在第二、四象限时 k 取负。如果题目给的是三角形面积 3,那么 k 的绝对值是 6,先乘 2 再定符号。
