初中一道反比例函数题中隐含的线性代数思想


题目

\(A,C\) 在反比例函数 \(y = \frac{a}{x}(a > 0)\) 的图象上,点 \(B,D\) 在反比例函数 \(y = \frac{b}{x}(b > 0)\) 的图象上, \((a > b > 0)\) , \(AB\parallel CD\parallel x\)轴,\(AB,CD\)\(x\) 轴的两侧,\(AB=\frac{3}{4},CD=\frac{3}{2},AB\)\(CD\) 的距离为\(6\),则 \(a-b\) 的值是?

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Figure 1

初中的做法

初中的我看到这种题非常兴奋,但是很难一下贯通,老师在方法讲述时往往都有所“理所当然”。

初中时,我们这样做:

$$ \Large{ \left\{ \begin{array}{l}\frac{a}{{{y_1}}} - \frac{b}{{{y_1}}} = \frac{3}{4}\\\frac{b}{{{y_2}}} - \frac{a}{{{y_2}}} = \frac{3}{2}\\\left| {{y_1} - {y_2}} \right| = 6\end{array} \right. } $$

一通化简通分,甚是累人。

现在,我们:

$$ \Large{ \left[ {\begin{array}{*{20}{c}}{\frac{1}{{{y_1}}}}&{ - \frac{1}{{{y_1}}}}\\{\frac{1}{{{y_2}}}}&{ - \frac{1}{{{y_2}}}}\end{array}} \right]\left[ {\begin{array}{*{20}{c}}a\\b\end{array}} \right]{\rm{ = }}\left[ {\begin{array}{*{20}{c}}{\frac{3}{4}}\\{\frac{3}{2}}\end{array}} \right] } \\\\ \Large{ \Rightarrow (a - b)\left[ {\begin{array}{*{20}{c}}{\frac{1}{{{y_1}}}}\\{\frac{1}{{{y_2}}}}\end{array}} \right] = \left[ {\begin{array}{*{20}{c}}{\frac{3}{4}}\\{\frac{3}{2}}\end{array}} \right] } \\ \Large{ Here~we~have~| {{y_1} - {y_2}} | = 6 } $$

这时已经真相大白了。

我们确定等号左侧向量的方向,再通过标量 \(a-b\) 进行缩放就可以了。

显而易见, \(a-b\) 有且只有唯一解。


文章作者: sfc9982
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