3. 「2025 四川凉山州中考」如图,一次函数 $ y_1 = ax + b $ 的图象与反比例函数 $ y_2 = \frac{k}{x}(x > 0) $ 的图象交于点 $ A(6, 1) $,$ B(2, m) $。
(1) 求反比例函数和一次函数的解析式。
(2) 利用图象,直接写出不等式 $ ax + b > \frac{k}{x} $ 的解集为
2 < x < 6
。
(3) 在 $ x $ 轴上找一点 $ C $,使 $ △ ABC $ 的周长最小,并求出最小值。

答案:解析 (1)
∵ 反比例函数 $ y_2 = \frac{k}{x}(x > 0) $ 的图象经过点 $ A(6,1) $,
∴ $ 1 = \frac{k}{6} $,解得 $ k = 6 $,
∴ 反比例函数的解析式为 $ y_2 = \frac{6}{x} $。
在 $ y_2 = \frac{6}{x} $ 中,当 $ x = 2 $ 时,$ y_2 = \frac{6}{2} = 3 $,
∴ $ B(2,3) $,
∵ 一次函数 $ y_1 = ax + b $ 的图象与反比例函数 $ y_2 = \frac{k}{x}(x > 0) $ 的图象交于点 $ A(6,1) $,$ B(2,3) $,
∴ $ \begin{cases} 6a + b = 1, \\ 2a + b = 3, \end{cases} $ 解得 $ \begin{cases} a = -\frac{1}{2}, \\ b = 4, \end{cases} $
∴ 一次函数的解析式为 $ y_1 = -\frac{1}{2}x + 4 $。
(2) $ 2 < x < 6 $。
(3) 如图所示,作点 $ B $ 关于 $ x $ 轴的对称点 $ D $,连接 $ BC $,$ AC $,$ DC $,$ AD $,$ BD $,则 $ D(2,-3) $,
由轴对称的性质可得 $ DC = BC $,
∴ $ △ ABC $ 的周长 $ = AB + AC + BC = AB + AC + DC $,
∵ $ A(6,1) $,$ B(2,3) $,
∴ $ AB = \sqrt{(2 - 6)^2 + (3 - 1)^2} = 2\sqrt{5} $,
∴ 当 $ AC + DC $ 有最小值时,$ △ ABC $ 的周长有最小值,
∵ $ AC + DC ≥ AD $,
∴ 当 $ A $,$ C $,$ D $ 三点共线时,$ AC + DC $ 有最小值,即此时 $ △ ABC $ 的周长有最小值,最小值为 $ AD + 2\sqrt{5} $,
∵ $ A(6,1) $,$ D(2,-3) $,
∴ $ AD = \sqrt{(2 - 6)^2 + (-3 - 1)^2} = 4\sqrt{2} $,
∴ $ △ ABC $ 的周长的最小值为 $ 4\sqrt{2} + 2\sqrt{5} $。