杭州初三上学期数学单元知识点梳理

第一单元:二次根式

单元主题

二次根式的概念、性质与运算

知识结构

二次根式

├── 二次根式的概念

├── 二次根式的性质

├── 二次根式的乘除运算

└── 二次根式的加减运算

重点知识点

1.1 二次根式的概念

定义

  • 一般地,形如 $\sqrt{a}$($a \geq 0$)的式子叫做二次根式

  • $a$ 叫做被开方数,必须满足 $a \geq 0$

重要概念

  • 最简二次根式
  1. 被开方数不含分母

  2. 被开方数中不含能开得尽方的因数或因式

  • 同类二次根式

    几个二次根式化成最简二次根式后,如果被开方数相同,这几个二次根式叫做同类二次根式

1.2 二次根式的性质

基本性质

  1. $(\sqrt{a})^2 = a$($a \geq 0$)

  2. $\sqrt{a^2} = |a| = \begin{cases} a & (a \geq 0) \ -a & (a < 0) \end{cases}$

重要性质

3. $\sqrt{ab} = \sqrt{a} \cdot \sqrt{b}$($a \geq 0, b \geq 0$)

4. $\sqrt{\frac{a}{b}} = \frac{\sqrt{a}}{\sqrt{b}}$($a \geq 0, b > 0$)

1.3 二次根式的运算

乘法法则

  • $\sqrt{a} \cdot \sqrt{b} = \sqrt{ab}$($a \geq 0, b \geq 0$)

除法法则

  • $\frac{\sqrt{a}}{\sqrt{b}} = \sqrt{\frac{a}{b}}$($a \geq 0, b > 0$)

加减法法则

  • 先将二次根式化成最简二次根式

  • 再将同类二次根式合并

典型例题

例 1:二次根式有意义的条件

求使下列二次根式有意义的 $x$ 的取值范围:

(1) $\sqrt{x - 3}$

(2) $\sqrt{2x + 1}$

(3) $\sqrt{\frac{1}{x - 2}}$

解答

(1) $x - 3 \geq 0 \implies x \geq 3$

(2) $2x + 1 \geq 0 \implies x \geq -\frac{1}{2}$

(3) $\begin{cases} x - 2 > 0 \ \frac{1}{x - 2} \geq 0 \end{cases} \implies x > 2$

例 2:二次根式的化简

化简:

(1) $\sqrt{12}$

(2) $\sqrt{\frac{3}{2}}$

(3) $\sqrt{(-5)^2}$

解答

(1) $\sqrt{12} = \sqrt{4 \times 3} = 2\sqrt{3}$

(2) $\sqrt{\frac{3}{2}} = \frac{\sqrt{3}}{\sqrt{2}} = \frac{\sqrt{6}}{2}$

(3) $\sqrt{(-5)^2} = |-5| = 5$

例 3:二次根式的运算

计算:

(1) $\sqrt{8} + \sqrt{18}$

(2) $\sqrt{27} \times \sqrt{3}$

(3) $\frac{\sqrt{48}}{\sqrt{3}}$

解答

(1) $\sqrt{8} + \sqrt{18} = 2\sqrt{2} + 3\sqrt{2} = 5\sqrt{2}$

(2) $\sqrt{27} \times \sqrt{3} = \sqrt{81} = 9$

(3) $\frac{\sqrt{48}}{\sqrt{3}} = \sqrt{\frac{48}{3}} = \sqrt{16} = 4$

易错点分析

易错点 1:二次根式有意义的条件

  • 错误:忽略被开方数非负的条件

  • 正确:必须保证被开方数 $a \geq 0$

易错点 2: 的化简

  • 错误:直接写成 $a$

  • 正确:应该是 $|a|$,注意符号

易错点 3:同类二次根式的判断

  • 错误:没有化成最简二次根式就判断

  • 正确:必须先化简,再看被开方数是否相同

考点总结

高频考点

  1. 二次根式有意义的条件

  2. 二次根式的性质与化简

  3. 二次根式的运算

  4. 最简二次根式和同类二次根式的判断

解题技巧

  1. 遇到二次根式问题,首先考虑被开方数的取值范围

  2. 化简二次根式时,要分解因数,提取完全平方数

  3. 运算时要先化简,再进行合并或计算

  4. 注意符号问题,特别是 $\sqrt{a^2} = |a|$

第二单元:一元二次方程

单元主题

一元二次方程的解法与应用

知识结构

一元二次方程

├── 一元二次方程的概念

├── 一元二次方程的解法

│   ├── 直接开平方法

│   ├── 配方法

│   ├── 公式法

│   └── 因式分解法

├── 一元二次方程根的判别式

└── 一元二次方程的应用

重点知识点

2.1 一元二次方程的概念

定义

  • 只含有一个未知数,并且未知数的最高次数是 2 的整式方程叫做一元二次方程

  • 一般形式:$ax^2 + bx + c = 0$($a \neq 0$)

  • $a$ 叫做二次项系数,$b$ 叫做一次项系数,$c$ 叫做常数项

重要概念

  • 一元二次方程的根:使方程左右两边相等的未知数的值

2.2 一元二次方程的解法

1. 直接开平方法

  • 适用形式:$(x + m)^2 = n$($n \geq 0$)

  • 解法:$x + m = \pm \sqrt{n} \implies x = -m \pm \sqrt{n}$

2. 配方法

  • 步骤:
  1. 把常数项移到方程右边

  2. 方程两边同时除以二次项系数

  3. 方程两边同时加上一次项系数一半的平方

  4. 左边写成完全平方形式,右边合并同类项

  5. 用直接开平方法求解

3. 公式法

  • 求根公式:$x = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a}$($b^2 - 4ac \geq 0$)

  • 步骤:

  1. 把方程化为一般形式

  2. 确定 $a, b, c$ 的值

  3. 计算判别式 $\Delta = b^2 - 4ac$

  4. 代入求根公式求解

4. 因式分解法

  • 适用条件:方程左边能分解成两个一次因式的乘积,右边为 0

  • 解法:$ab = 0 \implies a = 0$ 或 $b = 0$

2.3 一元二次方程根的判别式

判别式

  • $\Delta = b^2 - 4ac$

根的情况

  1. $\Delta > 0$:方程有两个不相等的实数根

  2. $\Delta = 0$:方程有两个相等的实数根

  3. $\Delta < 0$:方程没有实数根

2.4 一元二次方程的应用

常见应用类型

  1. 增长率问题
  • 公式:$a(1 + x)^n = b$
  1. 面积问题
  • 利用图形面积公式建立方程
  1. 利润问题
  • 利润 = (售价 - 成本) × 销售量
  1. 数字问题
  • 利用数字之间的关系建立方程

典型例题

例 1:一元二次方程的解法

用适当的方法解下列方程:

(1) $x^2 - 4 = 0$

(2) $x^2 - 4x + 3 = 0$

(3) $2x^2 - 5x + 2 = 0$

解答

(1) 直接开平方法:

$x^2 = 4 \implies x = \pm 2$

(2) 因式分解法:

$(x - 1)(x - 3) = 0 \implies x_1 = 1, x_2 = 3$

(3) 公式法:

$a = 2, b = -5, c = 2$

$\Delta = (-5)^2 - 4 \times 2 \times 2 = 25 - 16 = 9$

$x = \frac{5 \pm \sqrt{9}}{4} = \frac{5 \pm 3}{4}$

$\implies x_1 = 2, x_2 = \frac{1}{2}$

例 2:根的判别式应用

已知关于 $x$ 的方程 $x^2 + (2k + 1)x + k^2 = 0$ 有两个不相等的实数根,求 $k$ 的取值范围。

解答

$\Delta = (2k + 1)^2 - 4 \times 1 \times k^2$

$= 4k^2 + 4k + 1 - 4k^2$

$= 4k + 1$

因为方程有两个不相等的实数根,所以 $\Delta > 0$:

$4k + 1 > 0 \implies k > -\frac{1}{4}$

例 3:一元二次方程的应用

某商场销售一批名牌衬衫,平均每天可售出 20 件,每件盈利 40 元。为了扩大销售,增加盈利,尽快减少库存,商场决定采取适当的降价措施。经调查发现,如果每件衬衫每降价 1 元,商场平均每天可多售出 2 件。若商场平均每天要盈利 1200 元,每件衬衫应降价多少元?

解答

设每件衬衫应降价 $x$ 元,则:

  • 每件盈利:$(40 - x)$ 元

  • 每天销售量:$(20 + 2x)$ 件

根据题意列方程:

$(40 - x)(20 + 2x) = 1200$

展开并整理:

$800 + 80x - 20x - 2x^2 = 1200$

$-2x^2 + 60x - 400 = 0$

$x^2 - 30x + 200 = 0$

因式分解:

$(x - 10)(x - 20) = 0$

$\implies x_1 = 10, x_2 = 20$

因为要尽快减少库存,所以选择降价更多的方案:

$x = 20$

答:每件衬衫应降价 20 元。

易错点分析

易错点 1:一元二次方程的一般形式

  • 错误:忽略 $a \neq 0$ 的条件

  • 正确:必须保证二次项系数不为 0

易错点 2:配方法的应用

  • 错误:忘记在方程两边同时加上一次项系数一半的平方

  • 正确:配方时要保持方程的平衡

易错点 3:求根公式的应用

  • 错误:符号错误,特别是 $-b$ 的符号

  • 正确:注意公式中的符号,特别是当 $b$ 为负数时

易错点 4:实际应用问题

  • 错误:解出的根不符合实际意义

  • 正确:要检验解是否符合实际情况,舍去不合理的解

考点总结

高频考点

  1. 一元二次方程的概念和一般形式

  2. 一元二次方程的解法(四种方法)

  3. 根的判别式及其应用

  4. 一元二次方程的实际应用

解题技巧

  1. 选择适当的解法:
  • 形如 $(x + m)^2 = n$ 用直接开平方法

  • 能因式分解的用因式分解法

  • 二次项系数为 1 且一次项系数为偶数的用配方法

  • 其他情况用公式法

  1. 应用问题解题步骤:
  • 审题,设未知数

  • 找等量关系,列方程

  • 解方程

  • 检验解的合理性

  • 写出答案

第三单元:旋转

单元主题

图形的旋转及其性质

知识结构

旋转

├── 旋转的概念

├── 旋转的性质

├── 中心对称

└── 图案设计

重点知识点

3.1 旋转的概念

定义

  • 在平面内,将一个图形绕一个定点按某个方向转动一个角度,这样的图形运动叫做旋转

  • 这个定点叫做旋转中心,转动的角度叫做旋转角

相关概念

  • 旋转前的图形:原图形

  • 旋转后的图形:像

  • 对应点:旋转后能够互相重合的点

3.2 旋转的性质

基本性质

  1. 对应点到旋转中心的距离相等

  2. 对应点与旋转中心所连线段的夹角等于旋转角

  3. 旋转前、后的图形全等

重要结论

  • 旋转不改变图形的形状和大小,只改变图形的位置

  • 旋转中心在旋转过程中保持不动

3.3 中心对称

定义

  • 把一个图形绕着某一个点旋转 180°,如果它能够与另一个图形重合,那么就说这两个图形关于这个点对称或中心对称

  • 这个点叫做对称中心

  • 这两个图形中的对应点叫做关于中心的对称点

性质

  1. 关于中心对称的两个图形,对称点所连线段都经过对称中心,并且被对称中心平分

  2. 关于中心对称的两个图形是全等图形

中心对称图形

  • 把一个图形绕着某一个点旋转 180°,如果旋转后的图形能够与原来的图形重合,那么这个图形叫做中心对称图形

  • 这个点就是它的对称中心

典型例题

例 1:旋转的性质应用

如图,将△ABC 绕点 A 逆时针旋转 40° 得到△ADE,若∠BAC = 85°,∠E = 60°,则∠CAD 的度数为( )

A. 40° B. 45° C. 50° D. 55°

解答

根据旋转性质:

  • ∠CAE = 40°(旋转角)

  • ∠BAC = ∠DAE = 85°

  • ∠E = ∠C = 60°

在△ABC 中:

∠ABC = 180° - 85° - 60° = 35°

∠BAD = ∠BAC - ∠CAD = 85° - ∠CAD

∠DAE = ∠BAD + ∠BAE = 85°

因为∠CAE = 40°,所以∠BAE = ∠BAC + ∠CAE = 85° + 40° = 125°,这显然不对。

正确解法:

旋转角是∠BAD = 40°

∠CAD = ∠BAC - ∠BAD = 85° - 40° = 45°

答案:B

例 2:中心对称图形的判断

下列图形中,是中心对称图形的是( )

A. 等边三角形 B. 平行四边形 C. 正五边形 D. 等腰梯形

解答

中心对称图形是指绕某点旋转 180° 后能与自身重合的图形。

  • A. 等边三角形:旋转 120° 重合,不是中心对称图形

  • B. 平行四边形:旋转 180° 重合,是中心对称图形

  • C. 正五边形:旋转 72° 重合,不是中心对称图形

  • D. 等腰梯形:是轴对称图形,不是中心对称图形

答案:B

易错点分析

易错点 1:旋转角的确定

  • 错误:把任意两个对应点与旋转中心的夹角都当作旋转角

  • 正确:旋转角是指对应线段的夹角,所有对应线段的旋转角都相等

易错点 2:中心对称与轴对称的区别

  • 错误:混淆中心对称和轴对称的概念

  • 正确:中心对称是绕点旋转 180°,轴对称是沿直线折叠

易错点 3:旋转作图

  • 错误:作图时忽略旋转方向和旋转角度

  • 正确:必须明确旋转中心、旋转方向和旋转角度

考点总结

高频考点

  1. 旋转的概念和性质

  2. 中心对称和中心对称图形

  3. 旋转作图

  4. 旋转在几何证明中的应用

解题技巧

  1. 解决旋转问题时,要抓住旋转的三个要素:旋转中心、旋转方向、旋转角度

  2. 利用旋转的性质:对应点到旋转中心的距离相等,对应点与旋转中心的夹角等于旋转角

  3. 判断中心对称图形时,想象将图形旋转 180° 后是否与原图形重合

  4. 旋转作图的步骤:确定旋转中心、找出关键点、画出对应点、连接对应点

第四单元:圆

单元主题

圆的性质与应用

知识结构

圆

├── 圆的基本概念

├── 圆的对称性

├── 圆周角与圆心角

├── 点、直线、圆与圆的位置关系

├── 正多边形与圆

└── 弧长和扇形面积

重点知识点

4.1 圆的基本概念

定义

  • 在一个平面内,线段 OA 绕它固定的一个端点 O 旋转一周,另一个端点 A 所形成的图形叫做圆

  • 固定的端点 O 叫做圆心,线段 OA 叫做半径

相关概念

  • :连接圆上任意两点的线段

  • 直径:经过圆心的弦,是圆中最长的弦

  • :圆上任意两点间的部分,分为优弧、劣弧和半圆

  • 圆心角:顶点在圆心的角

  • 圆周角:顶点在圆上,并且两边都与圆相交的角

4.2 圆的对称性

轴对称性

  • 圆是轴对称图形,任何一条直径所在的直线都是它的对称轴

中心对称性

  • 圆是中心对称图形,圆心是它的对称中心

4.3 圆周角与圆心角

圆心角定理

  • 在同圆或等圆中,相等的圆心角所对的弧相等,所对的弦也相等

圆周角定理

  • 一条弧所对的圆周角等于它所对的圆心角的一半

推论

  1. 同弧或等弧所对的圆周角相等

  2. 半圆(或直径)所对的圆周角是直角

  3. 90° 的圆周角所对的弦是直径

4.4 点、直线、圆与圆的位置关系

点与圆的位置关系

  • 设圆的半径为 r,点到圆心的距离为 d:
  1. d > r:点在圆外

  2. d = r:点在圆上

  3. d < r:点在圆内

直线与圆的位置关系

  • 设圆的半径为 r,圆心到直线的距离为 d:
  1. d > r:直线与圆相离

  2. d = r:直线与圆相切

  3. d < r:直线与圆相交

切线的性质

  • 圆的切线垂直于过切点的半径

切线的判定

  • 经过半径的外端并且垂直于这条半径的直线是圆的切线

圆与圆的位置关系

  • 设两圆的半径分别为 R 和 r,圆心距为 d:
  1. d > R + r:两圆外离

  2. d = R + r:两圆外切

  3. |R - r| < d < R + r:两圆相交

  4. d = |R - r|:两圆内切

  5. d < |R - r|:两圆内含

4.5 弧长和扇形面积

弧长公式

  • $l = \frac{n\pi R}{180}$(n 为圆心角度数,R 为圆的半径)

扇形面积公式

  • $S = \frac{n\pi R^2}{360} = \frac{1}{2}lR$(l 为弧长)

典型例题

例 1:圆周角定理的应用

如图,AB 是⊙O 的直径,C、D 是⊙O 上的两点,若∠BCD = 28°,则∠ABD =( )

A. 28° B. 56° C. 62° D. 72°

解答

因为 AB 是直径,所以∠ADB = 90°(直径所对的圆周角是直角)

∠BAD = ∠BCD = 28°(同弧 BD 所对的圆周角相等)

在 Rt△ABD 中:

∠ABD = 90° - ∠BAD = 90° - 28° = 62°

答案:C

例 2:切线的性质与判定

如图,AB 是⊙O 的直径,点 C 在⊙O 上,过点 C 的直线与 AB 的延长线交于点 P,且∠COB = 2∠PCB。求证:PC 是⊙O 的切线。

证明

∵ OC = OB(⊙O 的半径)

∴ ∠OCB = ∠OBC

∵ ∠COB + ∠OCB + ∠OBC = 180°

∴ ∠COB = 180° - 2∠OCB

又∵ ∠COB = 2∠PCB

∴ 180° - 2∠OCB = 2∠PCB

∴ ∠OCB + ∠PCB = 90°

∴ ∠OCP = 90°

∵ OC 是⊙O 的半径,且 OC ⊥ PC

∴ PC 是⊙O 的切线

例 3:弧长和扇形面积的计算

已知扇形的圆心角为 60°,半径为 6cm,求扇形的弧长和面积。

解答

弧长:

$l = \frac{n\pi R}{180} = \frac{60\pi \times 6}{180} = 2\pi$(cm)

扇形面积:

$S = \frac{n\pi R^2}{360} = \frac{60\pi \times 6^2}{360} = 6\pi$(cm²)

或用另一个公式:

$S = \frac{1}{2}lR = \frac{1}{2} \times 2\pi \times 6 = 6\pi$(cm²)

易错点分析

易错点 1:圆周角与圆心角的关系

  • 错误:混淆圆周角和圆心角的概念

  • 正确:圆周角等于它所对的圆心角的一半

易错点 2:切线的判定

  • 错误:只证明垂直或只证明经过半径外端

  • 正确:必须同时满足两个条件:经过半径外端且垂直于这条半径

易错点 3:弧长和扇形面积公式的应用

  • 错误:公式记忆错误或单位换算错误

  • 正确:牢记公式,注意角度单位是度

考点总结

高频考点

  1. 圆的基本概念和性质

  2. 圆周角定理及其推论

  3. 直线与圆的位置关系,特别是切线的性质和判定

  4. 弧长和扇形面积的计算

  5. 圆的综合应用

解题技巧

  1. 解决圆的问题时,要注意运用圆的对称性

  2. 遇到圆周角问题,要找它所对的圆心角或同弧所对的其他圆周角

  3. 证明切线时,要分两种情况:已知半径证垂直,或已知垂直证半径

  4. 计算弧长和扇形面积时,要正确运用公式,注意角度和半径的单位

第五单元:概率初步

单元主题

随机事件与概率计算

知识结构

概率初步

├── 随机事件

├── 概率的意义

├── 概率的计算

│   ├── 古典概型

│   └── 几何概型

└── 用频率估计概率

重点知识点

5.1 随机事件

事件的分类

  1. 必然事件:在一定条件下,必然会发生的事件

  2. 不可能事件:在一定条件下,必然不会发生的事件

  3. 随机事件:在一定条件下,可能发生也可能不发生的事件

频率与概率

  • 频率:在 n 次重复试验中,事件 A 发生的次数 m 与 n 的比值

  • 概率:在大量重复试验中,事件 A 发生的频率稳定在某个常数附近,这个常数叫做事件 A 的概率

5.2 概率的意义

定义

  • 一般地,对于一个随机事件 A,我们把刻画其发生可能性大小的数值,称为随机事件 A 发生的概率,记为 P (A)

概率的取值范围

  • 必然事件的概率:P (A) = 1

  • 不可能事件的概率:P (A) = 0

  • 随机事件的概率:0 <P (A) < 1

5.3 概率的计算

古典概型

  • 特点
  1. 试验中所有可能出现的基本事件只有有限个

  2. 每个基本事件出现的可能性相等

  • 计算公式

    $P(A) = \frac{\text{事件A包含的基本事件数}}{\text{基本事件的总数}}$

几何概型

  • 特点
  1. 试验中所有可能出现的结果是无限的

  2. 每个结果出现的可能性相等

  • 计算公式

    $P(A) = \frac{\text{构成事件A的区域长度(面积或体积)}}{\text{试验的全部结果所构成的区域长度(面积或体积)}}$

5.4 用频率估计概率

原理

  • 在大量重复试验中,事件发生的频率会逐渐稳定在某个常数附近,这个常数就是事件的概率

应用

  • 当试验的所有可能结果不是有限个,或各种可能结果发生的可能性不相等时,一般通过统计频率来估计概率

典型例题

例 1:随机事件的判断

下列事件中,属于必然事件的是( )

A. 明天会下雨

B. 打开电视,正在播放广告

C. 367 人中至少有 2 人公历生日相同

D. 抛掷一枚均匀的硬币,正面朝上

解答

A. 随机事件

B. 随机事件

C. 必然事件(一年最多 366 天)

D. 随机事件

答案:C

例 2:古典概型的计算

一个不透明的袋子中装有 3 个红球和 2 个白球,这些球除颜色外都相同。从袋子中随机摸出一个球,求摸到红球的概率。

解答

基本事件总数:3 + 2 = 5(个)

事件 A(摸到红球)包含的基本事件数:3(个)

$P(A) = \frac{3}{5}$

例 3:几何概型的计算

如图,在正方形 ABCD 中,随机撒一粒豆子,则豆子落在阴影部分的概率是( )

解答

设正方形边长为 2,则:

  • 正方形面积:$2 \times 2 = 4$

  • 阴影部分面积:$\frac{1}{4} \times \pi \times 1^2 \times 4 = \pi$

$P = \frac{\text{阴影部分面积}}{\text{正方形面积}} = \frac{\pi}{4}$

易错点分析

易错点 1:事件类型的判断

  • 错误:混淆必然事件、不可能事件和随机事件

  • 正确:根据事件发生的可能性进行判断

易错点 2:古典概型的条件

  • 错误:忽略 “等可能性” 的条件

  • 正确:必须保证每个基本事件发生的可能性相等

易错点 3:概率的取值范围

  • 错误:得出的概率不在 0 到 1 之间

  • 正确:概率的取值范围是 0 ≤ P (A) ≤ 1

考点总结

高频考点

  1. 随机事件的判断

  2. 古典概型的概率计算

  3. 几何概型的概率计算

  4. 用频率估计概率

解题技巧

  1. 判断事件类型时,要根据事件发生的可能性

  2. 计算古典概型时,要先确定基本事件总数和事件 A 包含的基本事件数

  3. 计算几何概型时,要正确计算相关图形的面积或长度

  4. 用频率估计概率时,要进行大量重复试验

第六单元:反比例函数

单元主题

反比例函数的图像与性质

知识结构

反比例函数

├── 反比例函数的概念

├── 反比例函数的图像

├── 反比例函数的性质

└── 反比例函数的应用

重点知识点

6.1 反比例函数的概念

定义

  • 一般地,形如 $y = \frac{k}{x}$(k 为常数,k ≠ 0)的函数叫做反比例函数

等价形式

  • $y = kx^{-1}$(k ≠ 0)

  • $xy = k$(k ≠ 0)

自变量的取值范围

  • $x ≠ 0$

6.2 反比例函数的图像

图像形状

  • 反比例函数的图像是双曲线

图像位置

  • 当 k > 0 时,双曲线的两支分别位于第一、第三象限

  • 当 k < 0 时,双曲线的两支分别位于第二、第四象限

对称性

  • 反比例函数的图像关于原点对称

  • 反比例函数的图像关于直线 y = x 和 y = -x 对称

6.3 反比例函数的性质

增减性

  • 当 k > 0 时,在每个象限内,y 随 x 的增大而减小

  • 当 k < 0 时,在每个象限内,y 随 x 的增大而增大

重要结论

  • 反比例函数上任意一点向两坐标轴作垂线,与坐标轴围成的矩形面积等于 | k|

  • 过反比例函数上任意一点作 x 轴或 y 轴的垂线,连接该点与原点,形成的三角形面积等于$\frac{1}{2}|k|$

6.4 反比例函数的应用

常见应用类型

  1. 面积问题

  2. 行程问题

  3. 工程问题

  4. 浓度问题

典型例题

例 1:反比例函数的概念

已知函数 $y = (m + 1)x^{m^2 - 2}$ 是反比例函数,求 m 的值。

解答

根据反比例函数的定义:

$\begin{cases} m^2 - 2 = -1 \ m + 1 \neq 0 \end{cases}$

解得:

$m^2 = 1 \implies m = 1$ 或 $m = -1$

又因为 $m + 1 \neq 0 \implies m \neq -1$

所以 $m = 1$

例 2:反比例函数的性质

已知反比例函数 $y = \frac{k}{x}$(k <0)的图像上有两点 A (x₁, y₁),B (x₂, y₂),且 x₁ < x₂ < 0,则 y₁与 y₂的大小关系是( )

A. y₁ < y₂ B. y₁ > y₂ C. y₁ = y₂ D. 无法确定

解答

因为 k < 0,所以在每个象限内,y 随 x 的增大而增大

因为 x₁ < x₂ < 0,所以两点都在第三象限

所以 y₁ < y₂

答案:A

例 3:反比例函数的应用

已知反比例函数 $y = \frac{k}{x}$ 的图像经过点 (2, 3),求:

(1) k 的值;

(2) 当 x = -1 时,y 的值;

(3) 当 y = -2 时,x 的值。

解答

(1) 将点 (2, 3) 代入函数:

$3 = \frac{k}{2} \implies k = 6$

(2) 当 x = -1 时:

$y = \frac{6}{-1} = -6$

(3) 当 y = -2 时:

$-2 = \frac{6}{x} \implies x = -3$

易错点分析

易错点 1:反比例函数的定义

  • 错误:忽略 k ≠ 0 的条件

  • 正确:必须保证比例系数 k 不为 0

易错点 2:反比例函数的增减性

  • 错误:说 “y 随 x 的增大而减小”,忽略 “在每个象限内” 的条件

  • 正确:增减性是在每个象限内讨论的

易错点 3:反比例函数图像上的点

  • 错误:认为反比例函数的图像与坐标轴有交点

  • 正确:反比例函数的图像与坐标轴没有交点,因为 x 和 y 都不能为 0

考点总结

高频考点

  1. 反比例函数的概念和定义

  2. 反比例函数的图像和性质

  3. 反比例函数系数 k 的几何意义

  4. 反比例函数的应用

解题技巧

  1. 判断反比例函数时,要注意 k ≠ 0 和 x 的次数为 - 1

  2. 分析反比例函数的性质时,要结合 k 的符号

  3. 利用 k 的几何意义可以解决很多面积问题

  4. 解决应用问题时,要先确定函数关系式,再代入计算

第七单元:相似

单元主题

图形的相似与相似三角形

知识结构

相似

├── 图形的相似

├── 相似三角形的判定

├── 相似三角形的性质

└── 相似三角形的应用

重点知识点

7.1 图形的相似

定义

  • 形状相同的图形叫做相似图形

相似多边形的性质

  1. 相似多边形的对应角相等

  2. 相似多边形的对应边成比例

相似比

  • 相似多边形对应边的比叫做相似比

7.2 相似三角形的判定

判定定理

  1. 两角分别相等的两个三角形相似

  2. 两边成比例且夹角相等的两个三角形相似

  3. 三边成比例的两个三角形相似

特殊情况

  • 平行于三角形一边的直线和其他两边相交,所构成的三角形与原三角形相似

7.3 相似三角形的性质

基本性质

  1. 相似三角形的对应角相等

  2. 相似三角形的对应边成比例

重要性质

3. 相似三角形对应高的比、对应中线的比、对应角平分线的比都等于相似比

4. 相似三角形周长的比等于相似比

5. 相似三角形面积的比等于相似比的平方

7.4 相似三角形的应用

常见应用类型

  1. 测量高度:利用相似三角形测量物体的高度

  2. 测量距离:利用相似三角形测量两点间的距离

  3. 位似图形:利用位似变换放大或缩小图形

典型例题

例 1:相似三角形的判定

如图,在△ABC 中,DE∥BC,若 AD = 2,DB = 3,则△ADE 与△ABC 的相似比为( )

A. 2:3 B. 2:5 C. 3:5 D. 4:25

解答

因为 DE∥BC,所以△ADE∽△ABC(平行于三角形一边的直线截其他两边,所得三角形与原三角形相似)

相似比 = AD:AB = AD:(AD + DB) = 2:(2 + 3) = 2:5

答案:B

例 2:相似三角形的性质

已知△ABC∽△DEF,相似比为 2:3,若△ABC 的周长为 12,则△DEF 的周长为( )

A. 8 B. 12 C. 18 D. 27

解答

相似三角形周长的比等于相似比

设△DEF 的周长为 x,则:

$\frac{12}{x} = \frac{2}{3} \implies x = 18$

答案:C

例 3:相似三角形的应用

如图,小明在打网球时,使球恰好能打过网,而且落在离网 4 米的位置上,已知小明的击球高度为 1.8 米,网高为 0.8 米,求小明与网的水平距离。

解答

设小明与网的水平距离为 x 米

根据相似三角形的性质:

$\frac{1.8}{0.8} = \frac{x + 4}{4}$

解得:

$1.8 \times 4 = 0.8(x + 4)$

$7.2 = 0.8x + 3.2$

$0.8x = 4$

$x = 5$

答:小明与网的水平距离为 5 米。

易错点分析

易错点 1:相似三角形的判定

  • 错误:两边成比例但夹角不相等就判定相似

  • 正确:必须是两边成比例且夹角相等

易错点 2:相似比的应用

  • 错误:面积比等于相似比

  • 正确:面积比等于相似比的平方

易错点 3:对应关系

  • 错误:相似三角形的对应边找错

  • 正确:要根据对应角找对应边

考点总结

高频考点

  1. 相似图形的概念和性质

  2. 相似三角形的判定定理

  3. 相似三角形的性质应用

  4. 相似三角形的实际应用

解题技巧

  1. 证明相似三角形时,要根据已知条件选择合适的判定定理

  2. 利用相似三角形的性质可以解决很多比例问题

  3. 解决实际应用问题时,要先建立相似模型,再利用相似性质求解

  4. 注意相似比的顺序,谁比谁要搞清楚

第八单元:锐角三角函数

单元主题

锐角三角函数的概念与应用

知识结构

锐角三角函数

├── 锐角三角函数的概念

├── 特殊角的三角函数值

├── 解直角三角形

└── 解直角三角形的应用

重点知识点

8.1 锐角三角函数的概念

定义

在 Rt△ABC 中,∠C = 90°,∠A 为锐角:

  • 正弦:$\sin A = \frac{\angle A的对边}{\斜边} = \frac{a}{c}$

  • 余弦:$\cos A = \frac{\angle A的邻边}{\斜边} = \frac{b}{c}$

  • 正切:$\tan A = \frac{\angle A的对边}{\angle A的邻边} = \frac{a}{b}$

取值范围

  • 对于锐角 A,有:

    $0 < \sin A < 1$

    $0 < \cos A < 1$

    $\tan A > 0$

互余角的三角函数关系

  • $\sin A = \cos(90° - A)$

  • $\cos A = \sin(90° - A)$

  • $\tan A \cdot \tan(90° - A) = 1$

8.2 特殊角的三角函数值

30°、45°、60° 的三角函数值

角度 sin cos tan
30° 1/2 √3/2 √3/3
45° √2/2 √2/2 1
60° √3/2 1/2 √3

8.3 解直角三角形

解直角三角形的概念

  • 在直角三角形中,由已知元素求出未知元素的过程叫做解直角三角形

解直角三角形的依据

  1. 三边关系:勾股定理 $a^2 + b^2 = c^2$

  2. 锐角关系:∠A + ∠B = 90°

  3. 边角关系:三角函数的定义

8.4 解直角三角形的应用

常见应用类型

  1. 仰角和俯角
  • 仰角:视线在水平线上方的角

  • 俯角:视线在水平线下方的角

  1. 坡度和坡角
  • 坡度 i = 垂直高度 h / 水平宽度 l = tanα

  • 坡角 α:坡面与水平面的夹角

  1. 方位角
  • 从正北方向顺时针转到目标方向线的水平角

典型例题

例 1:锐角三角函数的概念

在 Rt△ABC 中,∠C = 90°,AC = 3,BC = 4,求∠A 的三个三角函数值。

解答

首先求斜边 AB:

$AB = \sqrt{AC^2 + BC^2} = \sqrt{3^2 + 4^2} = 5$

$\sin A = \frac{BC}{AB} = \frac{4}{5}$

$\cos A = \frac{AC}{AB} = \frac{3}{5}$

$\tan A = \frac{BC}{AC} = \frac{4}{3}$

例 2:特殊角的三角函数值

计算:

(1) $\sin 30° + \cos 60°$

(2) $\tan 45° - \sin 60° \cdot \cos 30°$

解答

(1) $\sin 30° + \cos 60° = \frac{1}{2} + \frac{1}{2} = 1$

(2) $\tan 45° - \sin 60° \cdot \cos 30° = 1 - \frac{\sqrt{3}}{2} \times \frac{\sqrt{3}}{2} = 1 - \frac{3}{4} = \frac{1}{4}$

例 3:解直角三角形的应用

如图,某建筑物 BC 顶部有一旗杆 AB,在离建筑物底部 C 点 20 米的 D 处,测得旗杆底部 B 的仰角为 30°,旗杆顶部 A 的仰角为 45°,求旗杆 AB 的高度。(结果保留根号)

解答

在 Rt△BCD 中:

$\tan 30° = \frac{BC}{CD} \implies BC = CD \cdot \tan 30° = 20 \times \frac{\sqrt{3}}{3} = \frac{20\sqrt{3}}{3}$

在 Rt△ACD 中:

$\tan 45° = \frac{AC}{CD} \implies AC = CD \cdot \tan 45° = 20 \times 1 = 20$

所以 AB = AC - BC = $20 - \frac{20\sqrt{3}}{3} = \frac{60 - 20\sqrt{3}}{3}$(米)

答:旗杆 AB 的高度为$\frac{60 - 20\sqrt{3}}{3}$米。

易错点分析

易错点 1:三角函数的定义

  • 错误:对边、邻边、斜边的位置找错

  • 正确:要根据所给的锐角确定对边和邻边

易错点 2:特殊角的三角函数值

  • 错误:记忆混淆

  • 正确:要熟练记忆 30°、45°、60° 的三角函数值

易错点 3:解直角三角形的应用

  • 错误:仰角和俯角的概念混淆

  • 正确:仰角是向上看,俯角是向下看

考点总结

高频考点

  1. 锐角三角函数的概念和定义

  2. 特殊角的三角函数值

  3. 解直角三角形

  4. 解直角三角形的实际应用

解题技巧

  1. 计算三角函数值时,要先确定直角三角形的三边

  2. 记忆特殊角的三角函数值时,可以结合直角三角形的性质

  3. 解直角三角形时,要根据已知条件选择合适的关系式

  4. 解决实际应用问题时,要先画出图形,建立数学模型

第九单元:投影与视图

单元主题

投影与三视图

知识结构

投影与视图

├── 投影

│   ├── 平行投影

│   └── 中心投影

└── 三视图

&#x20;   ├── 主视图

&#x20;   ├── 俯视图

&#x20;   └── 左视图

重点知识点

9.1 投影

投影的概念

  • 一般地,用光线照射物体,在某个平面(地面、墙壁等)上得到的影子叫做物体的投影

  • 照射光线叫做投影线,投影所在的平面叫做投影面

平行投影

  • 由平行光线形成的投影叫做平行投影

  • 例如:太阳光下的投影

中心投影

  • 由同一点(点光源)发出的光线形成的投影叫做中心投影

  • 例如:灯光下的投影

9.2 三视图

三视图的概念

  • 主视图:从正面看到的图形

  • 俯视图:从上面看到的图形

  • 左视图:从左面看到的图形

三视图的画法规则

  1. 长对正:主视图和俯视图的长要相等

  2. 高平齐:主视图和左视图的高要相等

  3. 宽相等:俯视图和左视图的宽要相等

常见几何体的三视图

  • 正方体、长方体、圆柱、圆锥、球等几何体的三视图

典型例题

例 1:投影的判断

下列投影中,属于平行投影的是( )

A. 路灯下行人的影子

B. 太阳光下树的影子

C. 手电筒照射下物体的影子

D. 台灯照射下书本的影子

解答

A. 中心投影

B. 平行投影

C. 中心投影

D. 中心投影

答案:B

例 2:三视图的识别

如图所示的几何体的主视图是( )

解答

从正面看,几何体的主视图应该是一个矩形,中间有一条横线。

答案:选项中对应的图形

例 3:根据三视图判断几何体

一个几何体的三视图如图所示,则这个几何体是( )

A. 圆柱 B. 圆锥 C. 球 D. 正方体

解答

主视图和左视图都是三角形,俯视图是圆,所以这个几何体是圆锥。

答案:B

易错点分析

易错点 1:平行投影与中心投影的区别

  • 错误:混淆两种投影的概念

  • 正确:平行投影是平行光线形成的,中心投影是点光源形成的

易错点 2:三视图的画法规则

  • 错误:不遵守 “长对正、高平齐、宽相等” 的规则

  • 正确:必须严格遵守三视图的画法规则

易错点 3:根据三视图判断几何体

  • 错误:对常见几何体的三视图记忆不准确

  • 正确:要熟练掌握常见几何体的三视图

考点总结

高频考点

  1. 平行投影与中心投影的判断

  2. 三视图的识别和画法

  3. 根据三视图判断几何体

  4. 三视图的相关计算

解题技巧

  1. 判断投影类型时,要看光线是平行的还是从一点发出的

  2. 画三视图时,要严格遵守 “长对正、高平齐、宽相等” 的规则

  3. 根据三视图判断几何体时,要综合考虑三个视图的形状

  4. 解决三视图的计算问题时,要利用三视图之间的关系


学习建议

“数学学习需要理解概念、掌握方法、多做练习。按单元系统复习,重点掌握基础知识和基本技能,注重知识的应用和拓展,一定能够取得优异成绩!”

制定日期:2025 年 12 月 15 日

适用对象:杭州初三学生

有效期限:初三上学期

(注:文档部分内容可能由 AI 生成)