内容正文:
上海期末真题精选(三大题型,压轴题30题)(原卷版)
目录
一、压轴题一:一次函数综合,10题,难度四星 1
二、压轴题二:代数方程,10题,难度四星。 5
三、压轴题三:四边形综合,10题,难度五星 8
一、压轴题一:一次函数综合,10题,难度四星
1.如图,在平面直角坐标系xOy中,一次函数分别与x轴、y轴交于A、B两点,过点B作交x轴于点C.
(1)求点C的坐标;
(2)点D为直线上一点,且,求直线的解析式;
(3)若点是轴上一点,连接,将沿着所在直线折叠,当点落在轴上时,求点的坐标.
2.定义:我们把形如()的函数称为一次函数的“相反函数”.比如:函数是一次函数的“相反函数”.
(1)如图1,一次函数的图象交轴、轴于点、,请在图中画出该一次函数的“相反函数”的图象;
(2)写出一次函数与“相反函数”()之间的性质(至少两条);
(3)在(1)中,如果函数、的图象交点为,、与轴分别交于点、.求的角平分线与对边的交点坐标.
3.如图1,在平面直角坐标系中,直线:与交于点,与x轴,y轴分别交于A,B两点,与x轴,y轴正半轴分别交于C,D两点,且.
(1)求直线的解析式;
(2)如图2,连接,若点P为y轴负半轴上一点,点Q是x轴上一动点,连接,,当时,求周长的最小值;
(3)如图3,将直线向上平移经过点D,平移后的直线记为,若点M为y轴上一动点,点N为直线上一动点,是否存在点M,N,使是以为直角边的等腰直角三角形?若存在,请直接写出点N的坐标,并写出其中一个点N的求解过程;若不存在,请说明理由.
4.如图,在平面直角坐标系中,顶点,在x轴上,顶点A在y轴的正半轴上,,垂足是D,交于点E,,.请解答下列问题:
(1)求点B、点C的坐标;
(2)求线段的长;
(3)连接.若,在坐标轴上是否存在点F,使?若存在,请直接写出点F的个数和其中一个点F的坐标;若不存在,请说明理由.
5.已知:如图,在中,,,,点是边的中点.点是射线上的一动点(点不与点重合),点在的延长线上,且,,垂足为点,交边于点
(1)求证:;
(2)当点在线段上时,设,,求关于的函数解析式,并指出函数的定义域;
(3)当时,直接写出的长
6.综合与探究:
如图①,直线与x轴交于点,与y轴交于点B,与直线交于点.
(1)求点C的坐标及直线的表达式;
(2)点P在直线上,若的面积为10,求点P的坐标;
(3)如图②,过x轴正半轴上的动点作直线轴,点Q在直线l上,若以B,C,Q为顶点的三角形是等腰直角三角形,请直接写出Q的坐标.
7.如图,直线与直线相交于点,两条直线与轴分别交于点、点,且点和点关于直线对称,已知直线的函数关系式为.
(1)请直接写出:
①___________;
②直线的函数关系式___________;
(2)若点是直线上的一个动点,当时,请求出点的坐标;
(3)在轴上是否存在一点,使,若存在,请直接写出点的坐标;若不存在,请说明理由.
8.如图,已知直角梯形,,过点A作,垂足为点H,,点F是边上的一动点,过F作线段的垂直平分线,交于点E,并交射线于点G.
(1)如图1,当点F与点C重合时,求的长;
(2)设,求y与x的函数关系式,并写出定义域.
(3)如图2,联结,当是等腰三角形时,求的长.
9.如图,一次函数的图象与x轴和y轴分别交于点A和点B,将沿直线对折,使点A和点B重合,直线与x轴交于点C,与交于点D.
(1)求A,B两点的坐标:
(2)求的长
(3)设P是坐标轴上一动点,若使是直角三角形,直接写出点P的坐标(不需计算过程)
10.已知:如图,在平面直角坐标系中,直线:与直线:相交于点,直线与轴交于点. 点在直线上,且在第二象限内,过点作轴,交直线于点.
(1)分别求直线和直线的表达式;
(2)若点的坐标为,作的平分线,交轴于点.
①求点的坐标;
②是否存在点,使得与全等?若存在,直接写出所有符合条件的点的坐标;若不存在,请说明理由.
二、压轴题二:代数方程,10题,难度四星。
11.某商场计划购进一批甲、乙两种玩具,已知一件甲种玩具的进价与一件乙种玩具的进价的和为40元,用150元购进甲种玩具的件数与用90元购进乙种玩具的件数相同.
(1)求每件甲种、乙种玩具的进价分别是多少元?
(2)商场用不超过1200元的资金购进甲、乙两种玩具共50件,其中甲种玩具的件数不少于乙种玩具的件数,若甲玩具售价40元,乙玩具售价20元,当玩具售完后,要使利润最大,应怎样进货?
(3)在(2)的条件下,每卖一件甲玩具就捐款给希望小学m元(8<m<12),当玩具售完后,要使利润最大,对甲玩具应怎样进货?
12.阅读材料:对于非零实数m,n,若关于x的分式的值为零,则x=m或x=n.又因为==x+﹣(m+n),所以关于x的方程x+=m+n的解为x1=m,x2=n.
(1)理解应用:方程x+=2+的解为:x1= ,x2= ;
(2)拓展提升:若关于x的方程x+=k﹣1的解满足x1=x2,求k的值.
13.已知一次函数的图象交轴和轴于点和;另一个一次函数的图象交轴和轴于点和,且两个函数的图象交于点
(1)当,为何值时,和的图象重合;
(2)当,且在时,则成立,求的取值范围;
(3)当的面积为时,求线段的长.
14.仔细观察下面的变形规律:,,,……解答下面的问题:
(1)总结规律:已知为正整数,请将和写成上面式子的形式;
(2)类比发现:
计算与的结果;
(3)知识迁移:解关于(为正整数)的分式方程:
;
(4)规律应用:化简.
15.我们约定:若关于的整式与同时满足:,,则称整式A与整式互为“美美与共”整式.根据该约定,解答下列问题:
(1)若关于的整式与互为“美美与共”整式,求k,m,n的值.
(2)若关于x的整式,(a,b为常数),M与互为“美美与共”整式,且是的一个因式,求的值;
(3)若,且关于的方程的解为正整数,求的“美美与共”整式,并求出的最小值.
16.对于平面直角坐标系中的点,若点的坐标为(其中为常数,且),则称点为点的“之立信点”.例如:的“2之立信点”为,即.
(1)点的“3之立信点”的坐标为________.
(2)若点在轴的正半轴上,点的“之立信点”为点,且为等腰直角三角形,求的值;
(3)在(2)的条件下,若关于的分式方程无解,求的值.
17.新定义:如果两个实数使得关于的分式方程的解是成立,那么我们就把实数组成的数对称为关于的分式方程的一个“关联数对”.
例如:使得关于的分式方程的解是成立,所以数对就是关于的分式方程的一个“关联数对”.
(1)判断下列数对是否为关于的分式方程的“关联数对”,若是,请在括号内打“√”. 若不是,打“×”.
①( );②( );
③( ); ④( );
(2)若数对是关于的分式方程的“关联数对”,求的值;
(3)若数对(且,)是关于的分式方程的“关联数对”,且关于的方程有整数解,求整数的值.
18.已知,关于x的分式方程.
(1)当,时,求分式方程的解;
(2)当时,求b为何值时分式方程无解;
(3)若,且a、b为正整数,当分式方程的解为整数时,求b的值.
19.如图,在平面直角坐标系中,直线与直线交于点,直线与x轴交于点,与y轴交于点B,将直线向下平移5个单位长度得到直线,与y轴交于点D,与交于点E,连接.
(1)求直线的解析式;
(2)求的面积.
(3)在平面直角坐标系中存在点P,使得以A、E、D、P为顶点的四边形是平行四边形,请直接写出点P的坐标.
20.如图,直线与直线和直线分别交于点E,D(D在E的上方).
(1)直线和直线交于点M,填空:点M的坐标为______;
(2)求线段DE的长(用含t的代数式表示);
(3)点N是y轴上一动点,且为等腰直角三角形,直接写出t的值及点N的坐标.
三、压轴题三:四边形综合,10题,难度五星
21.已知,在平面直角坐标系中,正方形的顶点B,A,分别在x轴和y轴的正半轴上,顶点C的坐标为,且a,b满足:,点D为边上的一个动点,将沿翻折,得到.
(1)直接写出正方形的边长;
(2)如图1,若点D为中点,延长交于点H.
①求的长;
②连并延长交于点F,求的长;
(3)如图2,若点G为上一点,且,点M为中点,连接.当点D从点O开始沿y轴负半轴运动,到取得最大值时停止,请直接写出点D运动的路径长.
22.综合与实践
折纸是一项有趣的活动,折纸活动也伴随着我们初中数学的学习.在折纸过程中,我们可以研究图形的运动和性质,也可以在思考问题的过程中,初步建立几何直观,现在就让我们带着数学的眼光来折纸吧.定义:将纸片折叠,若折叠后的图形恰能拼合成一个无缝隙、无重叠的矩形,这样的矩形称为完美矩形.
(1)操作发现:
如图①,将纸片按所示折叠成完美矩形,若的面积为,,则此完美矩形的边长 ,面积为 .
(2)类比探究:
如图②,将平行四边形纸片按所示折叠成完美矩形,若平行四边形的面积为,,则完美矩形的周长为 .
(3)拓展延伸:
如图③,将平行四边形纸片按所示折叠成完美矩形,若,,求此完美矩形的周长为多少.
23.在平面直角坐标系中,如果P,Q为某个菱形相邻的两个顶点,且该菱形的两条对角线分别与x轴,y轴平行,那么称该菱形为点P,Q的“相关菱形”.图1为点P,Q的“相关菱形”的一个示意图.已知点A的坐标为,点B的坐标为,
(1)如果,那么R,S,T中能够成为点A,B的“相关菱形”顶点的是 ;
(2)如果点A,B的“相关菱形”为正方形,求点B的坐标.
(3)如图2,在矩形中,F.点M的坐标为,如果在矩形上存在一点N,使得点M,N的“相关菱形”为正方形,直接写出m的取值范围.
24.如图,在平面直角坐标系中,直线分别交x轴,y轴于A,两点,直线交轴于C点,交直线m于点.
(1)填空: , , ;
(2)点D是直线m上一点,E是直线l上的一点,若与互相平分,求点E的坐标及四边形的面积;
(3)N是平面直角坐标系内一点,直线l上是否存在点M,使以点B,C,M,N为顶点的四边形是菱形,请求出符合条件的点的坐标.
25.如图,取一张矩形的纸进行折叠,具体操作过程如下:
(1)【探究发现】
操作一:先把矩形对折,折痕为;
操作二:在上选一点P,沿折叠,使点A落在矩形内部点M处,连接,.根据以上操作,当点M在上时,写出图1中________;
(2)【类比应用】
小明将矩形纸片换成边长为的正方形纸片,继续探究,过程如下:
将正方形纸片按照(1)中的方式操作,并延长交于点Q,连接.
①如图2,当点M在上时,________,________;
②改变点P在上的位置(点P不与点A,D重合),如图3,判断与的数量关系,并说明理由.
(3)【拓展延伸】
在(2)的探究中,当,请直接写出的长.
26.【探究发现】如图,矩形所在平面内有一点.连接.
(1)①当点与矩形对角线交点重合时(如图1),显然有;
②当点落在边上时(如图2),且,则______;通过计算,发现并猜想的关系:______.
(2)当点在矩形内部(如图3),是否仍存在你所猜想的结论?
【直接运用】如图4,矩形外有一点,且.
①.求证:;
②.若,则______.
【拓展应用】如图5,,点在边上运动,若,求的值.
27.如图,在中,,是角平分线,点、分别在、上,且,、分别是、的中点,的延长线交边于,过、分别作的垂线交边与、,垂足分别为、.
求证:
(1);
(2);
(3);
28.(1)如图1,已知正方形纸片,将正方形纸片沿过点A的直线折叠,使点B 落在正方形的内部,点B的对应点为点M,折痕为,延长交于点F,连接,求的度数;
(2)如图2,将正方形纸片沿继续折叠,点C的对应点为点N.当点N恰好落在折痕上,则
① ;
②若 线段 ;
(3)如图3,在矩形中,,点E、F 分别在边上,将矩形沿 折叠,点B落在M处,点D 落在G处,点A、M、G恰好在同一直线上,若 ,求的长.
29.如图,在等边中,,点是所在直线上一点,连接.
(1)如图1,点在线段上,若,求的长;
(2)如图2,点在线段上,点是线段上一点,满足,连接交于点.过作于,点是延长线上一点,连接交于点.若,求证:;
(3)如图3,过作交直线于,连接,将沿所在直线翻折至所在平面内得到,连接,当取最小值时,请直接写出的面积.
30.在中,,连接,已知,点E在线段上,将线段绕点D顺时针旋转 为线段.
(1)如图1,线段与线段的交点和点E重合,连接,求线段的长度;
(2)如图2,点G为延长线上一点,使得,连接交于点H,求证:;
(3)如图3,在(2)的条件下,平面内一点P,当最小时,求的面积.
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上海期末真题精选(三大题型,压轴题30题)(解析版)
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一、压轴题一:一次函数综合,10题,难度四星 1
二、压轴题二:代数方程,10题,难度四星。 33
三、压轴题三:四边形综合,10题,难度五星 51
一、压轴题一:一次函数综合,10题,难度四星
1.如图,在平面直角坐标系xOy中,一次函数分别与x轴、y轴交于A、B两点,过点B作交x轴于点C.
(1)求点C的坐标;
(2)点D为直线上一点,且,求直线的解析式;
(3)若点是轴上一点,连接,将沿着所在直线折叠,当点落在轴上时,求点的坐标.
【答案】(1)点C的坐标为;
(2);
(3)点的坐标为或.
【分析】(1)设,,由直线分别交轴、轴于点,可得,,利用面积法即可求解;
(2)过点作轴于,由得,根据等腰三角形的性质得,则,点,利用待定系数法即可得直线的解析式;
(3)分点落在轴负半轴和轴正半轴上两种情况分类讨论,利用折叠的性质以及勾股定理求解即可.
【详解】(1)解:设,,
直线分别交轴、轴于点,,
,,
,,,,,
,
,解得,
∴点C的坐标为;
(2)解:过点作轴于,
,
,
,
,,
∴,
点为直线上一点,
∴点的坐标为,
设直线的解析式为,
,解得,
直线的解析式为;
(3)解:设点的坐标为.
将沿着所在直线折叠,当点落在轴负半轴上时,设点落在轴负半轴的点处,如图所示:
根据折叠的性质可得:,,,
,
,
在中,,
,解得,
点的坐标为;
将沿着所在直线折叠,当点落在轴正半轴上时,设点落在轴正半轴的点处,如图所示:
根据折叠的性质可得:,,,
,
,
在中,,
,解得,
点的坐标为;
综上,点的坐标为或.
【点睛】本题是一次函数综合题,考查了一次函数的性质,待定系数法求解析式,等腰三角形的性质,折叠的性质,勾股定理等知识,解题的关键是注意分类求解,不要遗漏.
2.定义:我们把形如()的函数称为一次函数的“相反函数”.比如:函数是一次函数的“相反函数”.
(1)如图1,一次函数的图象交轴、轴于点、,请在图中画出该一次函数的“相反函数”的图象;
(2)写出一次函数与“相反函数”()之间的性质(至少两条);
(3)在(1)中,如果函数、的图象交点为,、与轴分别交于点、.求的角平分线与对边的交点坐标.
【答案】(1)见解析;
(2)见解析;
(3)的角平分线与对边的交点坐标为或或.
【分析】(1)依据题意,设一次函数的解析式为,从而,即可求得一次函数的解析式为,故可得该一次函数的“相反函数”为的解析式,从而可以作图;
(2)依据题意,结合(1)图象,可以发现一次函数与“相反函数”之间的性质,进而判断得解;
(3)依据题意,根据图形先可得平分的角平分线与对边的交点坐标为,再求出当平分时,的坐标,最后由对称性可得另外一点,进而得解.
【详解】(1)解:由题意,设一次函数的解析式为,
,
.
一次函数的解析式为.
该一次函数的“相反函数”为.
作图如下.
;
(2)解:由题意,结合(1)图象,可以发现一次函数与“相反函数”之间的性质:
①两个函数的图象关于轴对称;
②两个函数的图象都过点.(答案不唯一)
(3)解:由题意,作图如下.
由题意,是等腰三角形.
平分.
此时角平分线与对边的交点坐标为.
当平分时,作于,
又,
.
.
.
.
设,
.
又在中,,
.
.
.
直线为:.
又为,
.
过的角平分线与对边交点坐标为.
又根据对称性,
过的角平分线与对边交点坐标为.
综上,的角平分线与对边的交点坐标为或或.
【点睛】本题主要考查了一次函数的图象与性质,勾股定理,等腰三角形的性质,全等三角形的判定和性质,“相反函数”的定义.解题时要熟练掌握并能读懂题意是关键.
3.如图1,在平面直角坐标系中,直线:与交于点,与x轴,y轴分别交于A,B两点,与x轴,y轴正半轴分别交于C,D两点,且.
(1)求直线的解析式;
(2)如图2,连接,若点P为y轴负半轴上一点,点Q是x轴上一动点,连接,,当时,求周长的最小值;
(3)如图3,将直线向上平移经过点D,平移后的直线记为,若点M为y轴上一动点,点N为直线上一动点,是否存在点M,N,使是以为直角边的等腰直角三角形?若存在,请直接写出点N的坐标,并写出其中一个点N的求解过程;若不存在,请说明理由.
【答案】(1);
(2);
(3)存在,N的坐标为或或或.
【分析】(1)求出点E的坐标为,点B的坐标为,由,可得点C的坐标为,再用待定系数法可得的解析式为;
(2)作P关于x轴的对称点,连接交x轴于Q,此时最小,则周长的最小值,求出,,可得,故,由,由,解得,知,,即可得,,从而周长的最小值为;
(3)由,,,,知,E为的中点,故,若M为直角顶点,过N作轴于H,证明,得,,根据直线:向上平移经过点,可得直线:,设,即可得,解出m得.同理可得,若为直角顶点,为直角边,可得的坐标为或.
【详解】(1)解:把代入
,
解得,
∴点E的坐标为,
把代入得,
∴点B的坐标为,
∵,
∴,
∴点C的坐标为,
设的解析式为,
把代入得:
,
解得,
∴的解析式为;
(2)解∶作P关于x轴的对称点,连接交x轴于Q,此时最小,则周长的最小值为,如下图所示∶
在中,
,
在中,令得,
,
∵点B的坐标为,
,
∵点E的坐标为,
,
∵,
,
,
,
,
,
,
周长的最小值为;
(3)解:存在点M,N,使是以为直角边的等腰直角三角形
,,,,
,E为的中点,
,
若M为直角顶点,过N作轴于H,
为等腰直角三角形,
,,
,
,
,
,,
∵直线:向上平移经过点,
∴直线:,
设,
,
,
,
解得,
.
同理可得;
若为直角顶点,为直角边,在轴负半轴时,过作轴于,如图:
同理可得,
∵,直线:,
∴直线解析式为,
在中令得,
∴;
若为直角顶点,为直角边,在正轴负半轴时,过作轴于,如图:
同理可得,
综上所述,N的坐标为或或或.
【点睛】本题考查一次函数的综合应用,涉及待定系数法,全等三角形判定与性质,等腰直角三角形判定与性质,三角形面积等知识,解题的关键是掌握全等三角形判定定理.
4.如图,在平面直角坐标系中,顶点,在x轴上,顶点A在y轴的正半轴上,,垂足是D,交于点E,,.请解答下列问题:
(1)求点B、点C的坐标;
(2)求线段的长;
(3)连接.若,在坐标轴上是否存在点F,使?若存在,请直接写出点F的个数和其中一个点F的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)、;
(2)10
(3)存在,符合条件的点F有4个,坐标为:或或或.
【分析】(1)由,得到且,即可求解;
(2)证明,得到;
(3)取的中点,过点作直线,取,过点作直线,则直线、和坐标轴的交点即为点,故共有4个,为点、以及、和轴的交点,即可求解.
【详解】(1)解:,
则且,
解得:且,
故点、的坐标分别为:、;
(2)解:是的高,
,
,
.
轴轴,
,
,
.
,
.
,
.
,
,
.
在和中,
,
∴,
;
(3)解:由(2)知,,
则点、的坐标分别为:、,
由点、的坐标得,直线的表达式为:,
,
故取的中点,过点作直线,取,过点作直线,
则直线、和坐标轴的交点即为点,故共有4个,为点、以及、和轴的交点,
∵,则直线的表达式为:,
则直线和坐标轴的交点坐标为:、;
同理可得直线和坐标轴的交点坐标为:、;
综上,符合条件的点有4个,坐标为:或或或.
【点睛】本题属于三角形综合题,主要考查了三角形的面积公式,全等三角形的判定与性质,等腰直角三角形的判定与性质,坐标与图形性质,难度偏大,解题过程中,注意辅助线的作法,这是解题的突破口.
5.已知:如图,在中,,,,点是边的中点.点是射线上的一动点(点不与点重合),点在的延长线上,且,,垂足为点,交边于点
(1)求证:;
(2)当点在线段上时,设,,求关于的函数解析式,并指出函数的定义域;
(3)当时,直接写出的长
【答案】(1)证明见解析
(2)
(3)或.
【分析】(1)证明,根据全等三角形的性质得到,根据平行线的判定定理证明;
(2)连接,根据全等三角形的性质得到,根据线段垂直平分线的性质得到,根据勾股定理列出关系式,再利用两个临界位置得到函数定义域;
(3)分点E在线段上,点E在线段的延长线上两种情况,根据(2)的结论与探究方法,再利用函数式或勾股定理计算即可.
【详解】(1)证明:∵点是边的中点.
∴,
在和中,
,
∴,
∴,
∴;
(2)连接, ∵,
∴,
∵,,
∴是的垂直平分线,
∴,
∵,,,
∴,
∴,
由勾股定理得,,,
∴,
∵,,
即,
整理得,;
当,重合时,如图,
此时,,
∴,
解得:,,
当,重合时,如图,
此时,,,
同理可得:,,
∴,
∴.
(3)当点E在线段上时,,即,
∴ ,
解得,,即,
当点E在线段的延长线上时,如图2,连接,,
由(1)得,, ,
∴,
即,
解得,, 即
综上所述,当时,或.
【点睛】本题考查的是全等三角形的判定和性质,线段垂直平分线的判定和性质,勾股定理的应用,二次根式的混合运算,掌握全等三角形的判定定理和性质定理是解题的关键.
6.综合与探究:
如图①,直线与x轴交于点,与y轴交于点B,与直线交于点.
(1)求点C的坐标及直线的表达式;
(2)点P在直线上,若的面积为10,求点P的坐标;
(3)如图②,过x轴正半轴上的动点作直线轴,点Q在直线l上,若以B,C,Q为顶点的三角形是等腰直角三角形,请直接写出Q的坐标.
【答案】(1),
(2)或
(3)或或
【分析】(1)将点的坐标代入直线可得出的值,即得点坐标,再用待定系数法求直线的表达式即可;
(2)设点的坐标为,根据的面积为列方程求解第一个位置,再利用三角形的中线的性质求解第二个位置的坐标即可;
(3)分三种情况:当时,过点作轴于,过点作轴于,当时,过点作轴于,延长交直线于,当时,过点作直线于,过点作直线于,分别利用全等三角形的判定和性质列出方程即可得到结论.
【详解】(1)解:点在直线上,
,
解得,
,
将,代入直线,得:
,
解得,
直线的解析式为:;
(2)如图,设点的坐标为,
直线的解析式为:,
当,则,
,而,
,
∴,
解得:,
∴,
当为的中点时,,设,
∴,解得:,
∴,即的另一个位置,
点的坐标为或;
(3)存在,以,,为顶点的三角形是等腰直角三角形,分以下三种情况:
①当时,过点作轴于,过点作轴于,
,
,
,
,
,
,
≌,
,,
,,
∴,,
,,,
;
②当时,过点作轴于,延长交直线于,
同理:≌,
,,
,,
;
③当时,过点作直线于,过点作直线于,
同理:≌,
,,
设,
,,
,,,,,
,解得
;
综上,若以,,为顶点的三角形是等腰直角三角形,Q的坐标为或或.
【点睛】此题是一次函数综合题,考查了一次函数图象上点的坐标特征,两点间的距离,三角形的面积,等腰直角三角形的性质,全等三角形的判定和性质,熟练掌握方程的思想方法及分类讨论思想是解本题的关键.
7.如图,直线与直线相交于点,两条直线与轴分别交于点、点,且点和点关于直线对称,已知直线的函数关系式为.
(1)请直接写出:
①___________;
②直线的函数关系式___________;
(2)若点是直线上的一个动点,当时,请求出点的坐标;
(3)在轴上是否存在一点,使,若存在,请直接写出点的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)①,②
(2)或
(3)或
【分析】(1)根据点P的横坐标求解其纵坐标,根据对称性求出点B的坐标,并利用B、P两点的坐标写出直线的函数关系式;
(2)设出点Q的坐标,根据三角形的面积等于底乘以高以及题设中给出的条件,列方程求解点Q的坐标;
(3)设出点C的坐标,根据对称性求解点C关于直线的对称点D的坐标(用点C的坐标表示),再根据求解点C的坐标.
【详解】(1)将代入得:
令,则
∴点的坐标为:
∵点和点关于直线对称
∴点的坐标为:
设直线的函数关系式为:
将,代入得
∴,
∴直线的函数关系式为:
(2)设点的坐标为
,,
若点在轴的上方
点的坐标为
若点在轴的下方
点的坐标为
综上所述,点的坐标为或
(3)如图,
设y轴上一点C的坐标为,做出点C关于直线的对称点D,连接、,和交于点E,根据对称性易知点E是的中点,且,
设点D的坐标为,根据直线斜率和相应的正切值的关系容易证明,两条相互垂直的直线的斜率乘积为1,因此有,
因为点E是的中点,所以点E的坐标是,根据点E在直线上有
联立式①,②可以
所以点D的坐标为
根据对称性可知,,
所以,直线和直线的斜率乘积等于,可列出方程
代入
化简得,
,
解得:或
综上所述,点的坐标为,
【点睛】本题考查一次函数的关系式,一次函数与三角形面积的问题,一次函数的动点问题,解题的关键是能够根据题目的条件,分情况讨论.
8.如图,已知直角梯形,,过点A作,垂足为点H,,点F是边上的一动点,过F作线段的垂直平分线,交于点E,并交射线于点G.
(1)如图1,当点F与点C重合时,求的长;
(2)设,求y与x的函数关系式,并写出定义域.
(3)如图2,联结,当是等腰三角形时,求的长.
【答案】(1)5
(2),
(3)或或.
【分析】(1)根据垂直平分线的性质得到;再根据勾股定理建立方程得到,解方程求出,即可求得;
(2)连接,得到,根据股沟定理得,,即可得到y与x的函数关系式,再根据即可求出定义域;
(3)分别根据,和两种情况展开讨论,当时,得到,再根据建立方程,结合(2)的结论建立方程组,解方程组即可得到答案;当时,建立方程,解方程即可求得答案;当时,过点E作,垂足为M,作,垂足为N,根据和建立方程,结合(2)的结论建立方程组,解方程组即可得到答案.
【详解】(1)解:∵,
∴四边形是矩形,
∴,
∵垂直平分,
∴,
∵,
∴,
解方程得,
∴,
∴;
(2)解:如下图所示,连接,,
∵垂直平分,
∴,
∵,,
∴,
解得,
∴,
∵
∴,
∵,,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,;
(3)解:当时,如下图所示,过点D作,垂足为M,交于点N,连接,设,
∵,,
∴点M是的中点,,
∴四边形是矩形,
∵点E是的中点,
∴,,
∴,
∵
∴
∴,
∵,
∴,
∴
根据(2)得,得到,
∴,
解方程得,或,
∴(舍去),或
∴;
当时,如下图所示,连接,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
解方程得(舍去),或,
∴,
当时,如下图所示,过点E作,垂足为M,作,垂足为N,
∵点是的中点,
∴,
∵,,,
∴四边形是矩形,
∴
∴,
∵,
∵
∴,
∵,
∴,
解方程组得(舍去),或
∴;
故或或.
【点睛】本题考查勾股定理、等腰三角形、一次函数和一元二次方程,解题的关键是根据勾股定理建立方程.
9.如图,一次函数的图象与x轴和y轴分别交于点A和点B,将沿直线对折,使点A和点B重合,直线与x轴交于点C,与交于点D.
(1)求A,B两点的坐标:
(2)求的长
(3)设P是坐标轴上一动点,若使是直角三角形,直接写出点P的坐标(不需计算过程)
【答案】(1)
(2)
(3)点P的坐标为或或
【分析】(1)在中,分别令及,即求得A、B的坐标;
(2)设,由题意得的长,在中,由勾股定理建立方程即可求解;
(3)由(2)知得点C的坐标,可求得D的坐标,进而求出直线的解析式;当点P为直角顶点时,则P与O重合;当A为直角顶点时,则点P在y轴上,可求得直线的解析式,从而求得点的坐标;当B为直角顶点时,则点P在x轴上,同理可求得点的坐标,综合上述情况即可.
【详解】(1)解:在中,令,得;令,得,
∴;
(2)解:∵,
∴;
设,则;
由折叠性质得:,
在中,由勾股定理得:,
解得:,
即;
(3)解:由(2)知,点C的坐标为,
由折叠知,点D为中点,
∴D的坐标为;
设直线的解析式为,把C、D坐标代入得:,
解得:,即直线的解析式为;
当点P为直角顶点时,则P与O重合,此时坐标为;
如图,当A为直角顶点时,则点P在y轴上,
∵,
∴设直线的解析式为,
把点A坐标代入得,即直线的解析式为,
∴点的坐标为;
当B为直角顶点时,则点P在x轴上,
∵,
∴设直线的解析式为,
把点B坐标代入得,即直线的解析式为,
当时,,
∴点的坐标为;
综上,点P的坐标为或或.
【点睛】本题是一次函数的综合,考查了一次函数图象与坐标轴的交点,求一次函数解析式,直角三角形,折叠的性质,勾股定理,两一次函数图象平行的性质等知识,涉及分类讨论思想.有一定的综合性与难度.
10.已知:如图,在平面直角坐标系中,直线:与直线:相交于点,直线与轴交于点. 点在直线上,且在第二象限内,过点作轴,交直线于点.
(1)分别求直线和直线的表达式;
(2)若点的坐标为,作的平分线,交轴于点.
①求点的坐标;
②是否存在点,使得与全等?若存在,直接写出所有符合条件的点的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)直线:;直线:
(2)的坐标;,,
【分析】本题考查了待定系数法求一次函数解析式、角平分线的性质、全等三角形的判定与性质、勾股定理、坐标与图形,熟练掌握以上知识点,采用分类讨论的思想是解此题的关键.
(1)利用待定系数法求解即可;
(2)①作于,令交轴于,则,由角平分线的性质得出,由得出,从而得出,设,则,再由勾股定理计算即可得出答案;②分三种情况:当时;当时,作轴于,连接交于;当时;分别画出图形,利用全等三角形的性质以及勾股定理求解即可得出答案.
【详解】(1)解:直线:与直线:相交于点,
,,
解得:,,
直线:;直线:;
(2)解:①如图,作于,令交轴于,则,
点的坐标为,
,,
,
平分,
,
,
,
,
设,则,
,
,
解得:,
,
;
②如图,当时,
此时,,
轴,
,
;
如图,当时,作轴于,连接交于,
,
,,
垂直平分,
设,则,,,
将代入得:,
解得:,
由勾股定理得出,
,
解得:(不符合题意,舍去)或,
此时,
故;
如图,当时,
由(1)可得:,
,
,
,
,,
设,则,
解得:或(舍去),
故;
综上所述:,,.
二、压轴题二:代数方程,10题,难度四星。
11.某商场计划购进一批甲、乙两种玩具,已知一件甲种玩具的进价与一件乙种玩具的进价的和为40元,用150元购进甲种玩具的件数与用90元购进乙种玩具的件数相同.
(1)求每件甲种、乙种玩具的进价分别是多少元?
(2)商场用不超过1200元的资金购进甲、乙两种玩具共50件,其中甲种玩具的件数不少于乙种玩具的件数,若甲玩具售价40元,乙玩具售价20元,当玩具售完后,要使利润最大,应怎样进货?
(3)在(2)的条件下,每卖一件甲玩具就捐款给希望小学m元(8<m<12),当玩具售完后,要使利润最大,对甲玩具应怎样进货?
【答案】(1)甲种玩具进价25元/件,乙种玩具进价为15元/件;(2)购进甲种玩具45件,购进乙种玩具5件利润最大;(3)当8<m<10时,购进甲种玩具45件,购进乙种玩具5件利润最大;当10<m<12时,购进甲种玩具25件,购进乙种玩具25件利润最大;当m=10时,不管x取何值,W=250
【分析】(1)设甲种玩具进价a元/件,则乙种玩具进价为(40﹣a)元/件,根据“用150元购进甲种玩具的件数与用90元购进乙种玩具的件数相同”可列方程求解;
(2)设购进甲种玩具x件,则购进乙种玩具(50﹣x)件,根据甲种玩具的件数不少于乙种玩具的件数,商场用不超过1200元的资金购进甲、乙两种玩具,可列出不等式组求解,解不等式组求出x的取值范围;设总利润为W元,再根据“利润=售价﹣成本”,求出W与x的函数关系式,再根据一次函数的性质求解即可;
(3)根据题意求出利润W与x之间的函数关系式,再结合8<m<12分类讨论即可.
【详解】(1)设甲种玩具进价a元/件,则乙种玩具进价为(40﹣a)元/件,根据题意得:
,
解得a=25,
经检验,a=25是原方程的解并满足题意,
当a=25时,40−a=40−25=15,
所以甲种玩具进价25元/件,乙种玩具进价为15元/件;
(2)设购进甲种玩具x件,则购进乙种玩具(50﹣x)件,根据题意得:
,
解得25≤x≤45;
设总利润为W元,根据题意得:W=(40﹣25)x+(20﹣15)×(50﹣x)=10x+250,
∵10>0,
∴W随x的增大而增大,
∴当x=45时,利润最大,此时50−x=5,
故购进甲种玩具45件,购进乙种玩具5件利润最大;
(3)由题意可得,W=(40﹣25)x+(20﹣15)×(50﹣x)﹣mx=(10﹣m)x+250;
∵8<m<12,
①当8<m<10时,10﹣m>0,
∴W随x的增大而增大,即购进甲种玩具45件,购进乙种玩具5件利润最大;
②当10<m<12时,10﹣m<0,
∴W随x的增大而减小,即购进甲种玩具25件,购进乙种玩具25件利润最大;
③当m=10时,不管x取何值,W=250.
【点睛】本题是方程、不等式及函数的综合问题,考查了解分式方程、解一元一次不等式组及一次函数的性质,对于方程和不等式,关键是找到等量关系,对于求最值,关键是掌握一次函数的性质.
12.阅读材料:对于非零实数m,n,若关于x的分式的值为零,则x=m或x=n.又因为==x+﹣(m+n),所以关于x的方程x+=m+n的解为x1=m,x2=n.
(1)理解应用:方程x+=2+的解为:x1= ,x2= ;
(2)拓展提升:若关于x的方程x+=k﹣1的解满足x1=x2,求k的值.
【答案】(1)2,;(2)k=5或k=-3
【分析】(1)根据题目所给的阅读材料,即可的得出答案;
(2)设x1=x2=t,可得x1•x2=4,即t2=4,解得t=±2,根据题意可得k-1=x1•x2=4或k-1=x1•x2=-4,求出k的值即可得出答案.
【详解】解:(1)根据题意可得,方程x+=2+,
解为:x1=2,x2=,
故答案为:2,;
(2)由题意得,
设x1=x2=t,
∴x1•x2=4,即t2=4,
解得t=±2,
∵k-1=x1+x2=4或k-1=x1+x2=-4,
解得k=5或k=-3.
【点睛】本题主要考查了解分式方程及分式方程的解,正确理解题目所给材料的意义进行计算是解决本题的关键.
13.已知一次函数的图象交轴和轴于点和;另一个一次函数的图象交轴和轴于点和,且两个函数的图象交于点
(1)当,为何值时,和的图象重合;
(2)当,且在时,则成立,求的取值范围;
(3)当的面积为时,求线段的长.
【答案】(1)当时,和的图象重合;
(2)
(3)或
【分析】(1)把代入求得,得到,于是得到结论;
(2)根据题意列不等式即可得到结论;
(3)根据题意,需要分成两种情况进行分析:第一种情况,如图2,第二种情况,如图3,根据函数解析式得到,求得的长度,根据三角形的面积列方程即可得到结论.
【详解】(1)解:∵的图象过点,
∴,
∴,
∴,
∵和的图象重合,
∴,
∴;
即当时,和的图象重合;
(2)解:∵,如图1,
∴,
∴,,
∵且时,成立,
∴由图象得,
∴;
(3)解:∵
中,令得,
令,,
中,令得,
令得
∴
第一种情况,如图2,
根据题意得:
∴,
∵
∴
解得:或;
经检验,,是原分式方程的解;
∴,,,,
∴,;
第二种情况,如图3:
∵,
∴,
∴
解得:或,
经检验,,是原分式方程的解;
∴,,,,
∴,;
综上所述,或.
【点睛】本题考查了一次函数,一元二次方程,一元一次方程,坐标与图形,以及三角形面积的计算,正确的理解题意,求出各点的坐标是解题的关键.注意利用数形结合的思想进行解题.
14.仔细观察下面的变形规律:,,,……解答下面的问题:
(1)总结规律:已知为正整数,请将和写成上面式子的形式;
(2)类比发现:
计算与的结果;
(3)知识迁移:解关于(为正整数)的分式方程:
;
(4)规律应用:化简.
【答案】(1);
(2);
(3)
(4)
【分析】(1)根据题目中的规律,写出结果即可;
(2)利用解析(1)中得出的规律进行计算即可;
(3)先化简方程左边的式子,然后解分式方程即可;
(4)利用解析(1)中的规律进行变形计算即可.
【详解】(1)解:∵,
,
,……
∴,
;
(2)解:
;
.
(3)解:方程变为,
即:,
去分母得:,
解得:,
检验:因为为正整数,原方程分母不会为零;
所以原方程的根式.
(4)解:
.
【点睛】本题主要考查了有理数的规律题,解分式方程,解题的关键是根据题意找出题目中的规律,注意解分式方程要进行检验.
15.我们约定:若关于的整式与同时满足:,,则称整式A与整式互为“美美与共”整式.根据该约定,解答下列问题:
(1)若关于的整式与互为“美美与共”整式,求k,m,n的值.
(2)若关于x的整式,(a,b为常数),M与互为“美美与共”整式,且是的一个因式,求的值;
(3)若,且关于的方程的解为正整数,求的“美美与共”整式,并求出的最小值.
【答案】(1)k的值为,m的值为3,n的值为2.
(2)
(3)或,最小值为或
【分析】题目主要考查整式的乘法运算及因式分解,解分式方程等,熟练掌握因式分解是解题关键.
(1)根据题意得到即可解答;
(2)根据题意得出,再由是的一个因式,进行因式分解确定,即可求解;
(3)根据因式分解得出,再由分式方程的解确定或,即可分情况得出Q,然后配方确定最小值即可.
【详解】(1)解:由题意可知:,
∴.
答:k的值为,m的值为3,n的值为2.
(2),
∵整式,(a,b为常数),M与互为“美美与共”整式,
∴,
∴,
∵是的一个因式,
∴,
∴,
∴;
(3)
,
∴,
得,
∵关于的方程的解为正整数,
∴或,
∴或,
∴,或
∴最小值为或.
16.对于平面直角坐标系中的点,若点的坐标为(其中为常数,且),则称点为点的“之立信点”.例如:的“2之立信点”为,即.
(1)点的“3之立信点”的坐标为________.
(2)若点在轴的正半轴上,点的“之立信点”为点,且为等腰直角三角形,求的值;
(3)在(2)的条件下,若关于的分式方程无解,求的值.
【答案】(1);
(2);
(3)或.
【分析】(1)根据点为点P的“之立信点”的定义计算;
(2)根据x轴的正半轴上点的特征、点为点P的“之立信点”的定义计算;
(3)根据分式方程的解法、分式方程无解的概念,分情况计算.
【详解】(1)解:当时,
,
∴点的“3之立信点”的坐标为,
故答案为:;
(2)∵点P在x轴的正半轴上,
.
∴点P的坐标为,
∵点P的“k之立信点”为点,
∴点的坐标为,
时,
为等腰直角三角形,
,
,
.
故答案为:1;
(3)当时,去分母整理得:,
∵原方程无解,
∴①,即,
②,即,则,;;
综上所述,或.
【点睛】本题考查的是三角形的综合题,等腰直角三角形的概念、分式方程的解法以及分式方程无解的判断,掌握点为点P的“k之立信点”的定义、分式方程的解法是解题的关键.
17.新定义:如果两个实数使得关于的分式方程的解是成立,那么我们就把实数组成的数对称为关于的分式方程的一个“关联数对”.
例如:使得关于的分式方程的解是成立,所以数对就是关于的分式方程的一个“关联数对”.
(1)判断下列数对是否为关于的分式方程的“关联数对”,若是,请在括号内打“√”. 若不是,打“×”.
①( );②( );
③( ); ④( );
(2)若数对是关于的分式方程的“关联数对”,求的值;
(3)若数对(且,)是关于的分式方程的“关联数对”,且关于的方程有整数解,求整数的值.
【答案】(1)①;②;③;④
(2)
(3)
【分析】本题考查了新定义,分式方程的解,学生的理解能力以及知识的迁移能力等知识,理解“关联数对”的定义是解题的关键.
(1)根据“关联数对”定义分别判断即可;
(2)根据“关联数对”定义计算即可;
(3)根据“关联数对”定义,结合方程的解为整数,计算即可.
【详解】(1)解:当,时,分式方程为,,
∵,
∴①不是关于的分式方程的“关联数对”;
当,时,分式方程为,
解得:,
,
②不是关于的分式方程的“关联数对”;
当,时,分式方程为,
解得,
,
③是关于的分式方程的“关联数对”;
当,时,分式方程为,
此方程无解,
④是关于的分式方程的“关联数对”;
故答案为:①;②;③;④.
(2)解:数对是关于的分式方程的“关联数对”,
,
解得:,
,
解得;
(3)解:数对,且,是关于的分式方程的“关联数对”,
,,
,
解得,
∵可化为,
∴,
解得:,
方程有整数解,
整数,即,
又,,
.
18.已知,关于x的分式方程.
(1)当,时,求分式方程的解;
(2)当时,求b为何值时分式方程无解;
(3)若,且a、b为正整数,当分式方程的解为整数时,求b的值.
【答案】(1)
(2)
(3)3、29、55、185
【分析】(1)将a和b的值代入分式方程,解分式方程即可;
(2)把a的值代入分式方程,分式方程去分母后化为整式方程,分类讨论b的值,使分式方程无解即可;
(3)将a=3b代入方程,分式方程去分母化为整式方程,表示出整式方程的解,由解为整数和b为正整数确定b的取值.
【详解】(1)解:把a=2,b=1代入原分式方程中,
得:,
方程两边同时乘以,
得:,
解得:,
检验:把代入,
∴原分式方程的解为:.
(2)解:把a=1代入原分式方程中,
得:,
方程两边同时乘以,
得:,
去括号,得:,
移项、合并同类项,得:,
①当时,即,原分式方程无解;
②当时,得,
Ⅰ.时,原分式方程无解,
即时,
此时b不存在;
Ⅱ.x=5时,原分式方程无解,
即时,
此时b=5;
综上所述,时,分式方程无解.
(3)解:把a=3b代入分式方程中,
得:,
方程两边同时乘以,
得:,
,
解得:,
∵b为正整数,x为整数,
∴10+ b必为195的因数,10+b≥11,
∵195=3×5×13,
∴195的因数有1、3、5、13、15、39、65、195,
∵1、3、5都小于11,
∴10十b可以取13、15、39、65、195这五个数,
对应地,方程的解x=3、5、13、15、17,
又x=5为分式方程的增根,故应舍去,
对应地,b只可以取3、29、55、185,
∴满足条件的b可取3、29、55、185这四个数.
【点睛】本题主要考查分式方程的计算,难度较大,涉及知识点较多.熟练掌握解分式方程的步骤是解决这三道小题的前提条件;其次,分式方程无解的两种情况要熟知,一是分式方程去分母后的整式方程无解,而是分式方程去分母后的整式方程的解是原分式方程的增根.总之,解分式方程的步骤要重点掌握.
19.如图,在平面直角坐标系中,直线与直线交于点,直线与x轴交于点,与y轴交于点B,将直线向下平移5个单位长度得到直线,与y轴交于点D,与交于点E,连接.
(1)求直线的解析式;
(2)求的面积.
(3)在平面直角坐标系中存在点P,使得以A、E、D、P为顶点的四边形是平行四边形,请直接写出点P的坐标.
【答案】(1)
(2)
(3)或或
【分析】(1)根据待定系数法求函数解析式即可;
(2)过点A作轴,交于点F,先求出直线的函数关系式,再根据平移写出的函数关系式,求出点E、F的坐标,即可求出的面积;
(3)根据AP为平行四边形的一条边或一条对角线两种情况进行讨论,利用平移的方法求出点P的坐标即可.
【详解】(1)解:设直线的函数关系式为,把点A(−2,3),C(4,0)代入得:
,解得:,
直线的函数关系式为.
(2)过点A作轴,交于点F,如图所示:
把A(−2,3)代入直线的函数关系式得:,解得:,
∴直线的函数关系式为,
∵将直线l2向下平移5个单位长度得到直线l3,
∴直线l3的函数关系式为,
把代入得:,
点D的坐标为(0,-3),
联立,解得:,
点E的坐标为,
把代入得:,
,
.
(3)①为平行四边形的一条边时,,
此时点P一定在直线上,设点P坐标为:,
∵当P点在A点上方时,点D向左平移个单位,向上平移个单位可以到点E,
∴点A向左平移个单位,向上平移个单位可以到点P,
∴,即,则,
∴此时点P的坐标为;
∵当P点在A点下方时,点E向右平移个单位,向下平移个单位可以到点D,
∴点A向右平移个单位,向下平移个单位可以到点P,
∴,即,则,
∴此时点P的坐标为;
②为平行四边形的一条对角线时,,
∵点A向右平移2个单位,向下平移6个单位可以到D点,
∴点E向右平移2个单位,向下平移6个单位可以到P点,
∴点P的横坐标为,纵坐标为,
∴此时点P的坐标为:;
综上所述,点P的坐标为:或或.
【点睛】本题主要考查了待定系数法求一次函数解析式、平移的性质、平行四边形的性质,求出点和点D的坐标是解题的关键.
20.如图,直线与直线和直线分别交于点E,D(D在E的上方).
(1)直线和直线交于点M,填空:点M的坐标为______;
(2)求线段DE的长(用含t的代数式表示);
(3)点N是y轴上一动点,且为等腰直角三角形,直接写出t的值及点N的坐标.
【答案】(1)
(2),且
(3)当时,N点坐标为或;当时,N点坐标为;当时,为等腰直角三角形,此时N点坐标为
【分析】(1)联立方程,解方程组即可求得;
(2)将x=t代入解析式,得到D,E的坐标,DE的出就是纵坐标的差;
(3)根据直线在y轴的左侧和在y轴的右侧两种情况并以不同边为斜边构造等腰直角三角形,根据等腰直角三角形的性质求出t的值,进而求出各点坐标.
【详解】(1)解:解得
∴M,
故答案为:.
(2)当时,;当时,.
∴D点坐标为,E点坐标为.
∵D在E的上方,
∴,且.
(3)∵△NDE为等腰直角三角形,
∴∠NED=90°,NE=DE或∠NDE=90°,ND=DE或∠END=90°,NE=ND.
若∠NED=90°,NE=DE时,则N(0,-t),(t>0)或(t<0),
解得t=-4(舍去)或,
∴N(0,),
若∠NDE=90°,ND=DE,则N(0, ),(t>0)或(t<0)
解得t=-4(舍去)或,
∴N(0,),
若∠END=90°,NE=ND,则N(0, ),(t>0)或(t<0)
解得t=4或,
∴N 或N.
综上所述:当时,为等腰直角三角形,此时N点坐标为或;
当时,为等腰直角三角形,此时N点坐标为;
当时,为等腰直角三角形,此时N点坐标为.
【点睛】此题考查了两条直线相交或平行问题,难度很大,涉及变量较多,解答时需要将x转化为t,然后根据等腰三角形的性质进行推理,由于情况较多,容易造成漏解,故解答时要仔细.
三、压轴题三:四边形综合,10题,难度五星
21.已知,在平面直角坐标系中,正方形的顶点B,A,分别在x轴和y轴的正半轴上,顶点C的坐标为,且a,b满足:,点D为边上的一个动点,将沿翻折,得到.
(1)直接写出正方形的边长;
(2)如图1,若点D为中点,延长交于点H.
①求的长;
②连并延长交于点F,求的长;
(3)如图2,若点G为上一点,且,点M为中点,连接.当点D从点O开始沿y轴负半轴运动,到取得最大值时停止,请直接写出点D运动的路径长.
【答案】(1)6
(2)①2;②
(3)
【分析】(1)根据根据二次根式被开方数的非负性即可作答;
(2)①由翻折得,,进而推出,设,根据勾股定理即可求得;
②同角的余有相等,进而推出,,作答即可;
(3)由翻折,由,当、、共线时,最大,,,即可作答.
【详解】(1)解:,
,,
,
,
,即,
正方形的边长为6;
(2)由(1)知正方形达长为6,
∵是的中点,∴,
①由翻折得,,
,
连接,
则,
,
,
,
设,
则,
在中,
由,
即,
解得,
的长为2;
②由,,
得垂直平分,
,
又,
(同角的余有相等),
又,,
,
,
,
即的长为;
(3)由翻折知,
又是的中点,
,
由,
当、、共线时,最大,
如图所示,
,
,
,
,
,
,
,
点运动的路径长为.
【点睛】本题考查四边形综合题,涉及正方形的性质,三角形全等的判定与性质,折叠性质,勾股定理等知识,解题的关键是熟练掌握折叠的性质,全等三角形的判定和性质.
22.综合与实践
折纸是一项有趣的活动,折纸活动也伴随着我们初中数学的学习.在折纸过程中,我们可以研究图形的运动和性质,也可以在思考问题的过程中,初步建立几何直观,现在就让我们带着数学的眼光来折纸吧.定义:将纸片折叠,若折叠后的图形恰能拼合成一个无缝隙、无重叠的矩形,这样的矩形称为完美矩形.
(1)操作发现:
如图①,将纸片按所示折叠成完美矩形,若的面积为,,则此完美矩形的边长 ,面积为 .
(2)类比探究:
如图②,将平行四边形纸片按所示折叠成完美矩形,若平行四边形的面积为,,则完美矩形的周长为 .
(3)拓展延伸:
如图③,将平行四边形纸片按所示折叠成完美矩形,若,,求此完美矩形的周长为多少.
【答案】(1);
(2)
(3)
【分析】本题是四边形综合题,考查了平行四边形的性质,折叠的性质,矩形的性质,勾股定理等知识点,熟悉利用折叠的性质是解题的关键.
(1)根据折叠的性质和三角形的面积公式分别求出矩形的长和宽,即可得到矩形的周长;
(2)根据折叠的性质和三角形的面积公式分别求出矩形的长和宽,即可得到矩形的周长;
(3)连接,根据折叠的性质证出四边形是平行四边形,设,则,利用勾股定理求出矩形的长和宽,即可得到矩形的周长.
【详解】(1)解:由折叠可知,,,,
∴,点是中点,
过点作于点,交于点,如图①所示:
∵,
,
∴由折叠可知:,
∴,
∴完美矩形的面积为:;
(2)解:由折叠可得:,,,,
∴,
∴,
∴,
∴矩形的周长;
(3)解:连接,如图所示:
由折叠可得:点和分别是和的中点,
∴,,
∴四边形是平行四边形,
∴,
∵,
∴设,则,
∵在中,,
∴,
解得:,
∴,,
∴矩形的周长.
23.在平面直角坐标系中,如果P,Q为某个菱形相邻的两个顶点,且该菱形的两条对角线分别与x轴,y轴平行,那么称该菱形为点P,Q的“相关菱形”.图1为点P,Q的“相关菱形”的一个示意图.已知点A的坐标为,点B的坐标为,
(1)如果,那么R,S,T中能够成为点A,B的“相关菱形”顶点的是 ;
(2)如果点A,B的“相关菱形”为正方形,求点B的坐标.
(3)如图2,在矩形中,F.点M的坐标为,如果在矩形上存在一点N,使得点M,N的“相关菱形”为正方形,直接写出m的取值范围.
【答案】(1)
(2)或
(3)
【分析】本题考查坐标与图形,菱形的性质,正方形的性质,熟练掌握相关知识点,利用数形结合的思想,进行求解,是解题的关键.
(1)观察图象可知:R、S能够成为点A,B的“相关菱形”顶点;
(2)如图2中,过点A作垂直x轴于H点.根据正方形的性质可知,由此可求得点B的坐标即可;
(3)过点M作轴,垂直为G,可得到为等腰直角三角形,然后分为点N与点E重合、点N与点O两种情况求得m的最大值和最小值,从而可确定出m的范围.
【详解】(1)如图1中,观察图象可知:R、S能够成为点A,B的“相关菱形”顶点.
故答案为:;
(2)如图2中,过点A作垂直x轴于H点.
∵点A,B的“相关菱形”为正方形,
∴为等腰直角三角形.
∵,
∴,
∴.
∵,
∴或5.
∴B点的坐标为或.
(3)如下图所示:当点N与点E重合时,过点M作MG⊥x轴,垂直为G.
∵点M,N的“相关菱形”为正方形,
∴为等腰直角三角形,
∴,
∴.
如下图所示:当点N与点O重合时,过点M作轴,垂直为G.
∵点M,N的“相关菱形”为正方形,
∴为等腰直角三角形,
∴,
∴.
∴m的取值范围是:.
24.如图,在平面直角坐标系中,直线分别交x轴,y轴于A,两点,直线交轴于C点,交直线m于点.
(1)填空: , , ;
(2)点D是直线m上一点,E是直线l上的一点,若与互相平分,求点E的坐标及四边形的面积;
(3)N是平面直角坐标系内一点,直线l上是否存在点M,使以点B,C,M,N为顶点的四边形是菱形,请求出符合条件的点的坐标.
【答案】(1),,4
(2),四边形E的面积
(3)点N坐标为或或或
【分析】(1)当,,得:,将代入得,,将代入,得;
(2)①由(1)知,,证明出四边形为平行四边形,设,,则,解得①当为菱形的边时,设,由,得,解得,,从而求解;②当,为菱形的边时,③当为菱形的对角线时,利用菱形的性质求解.
【详解】(1)解:当,,
解得:,
将代入得,
,
解得:,
将代入,
得,
解得:,
故答案为:,,4;
(2)解:由(1)知,
,
∵与互相平分,
∴四边形为平行四边形,
∴,
设,,
则,
解得,,
∴;
∴点P是的中点
∴四边形的面积=,
(3)解:分为菱形的边与为菱形的对角线两种情况:
①当为菱形的边时,
设,
由,得,
解得,,
当时,,
∵且,
∴;
ⅱ)当时,,
此时;
②当,为菱形的边时,
由,得,
解得,,(舍去),
∴,
此时;
③当为菱形的对角线时,
由菱形的性质可知垂直平分,
∴,
将代入得,,
∴,
∴,
综上,符合条件的点N有四个,分别是或或或.
【点睛】本题是二次函数综合题,考查了待定系数法求函数解析式,二次函数的图象和性质,菱形的性质,平行四边形的判定及性质等,运用分类讨论思想和方程思想是解题关键.
25.如图,取一张矩形的纸进行折叠,具体操作过程如下:
(1)【探究发现】
操作一:先把矩形对折,折痕为;
操作二:在上选一点P,沿折叠,使点A落在矩形内部点M处,连接,.根据以上操作,当点M在上时,写出图1中________;
(2)【类比应用】
小明将矩形纸片换成边长为的正方形纸片,继续探究,过程如下:
将正方形纸片按照(1)中的方式操作,并延长交于点Q,连接.
①如图2,当点M在上时,________,________;
②改变点P在上的位置(点P不与点A,D重合),如图3,判断与的数量关系,并说明理由.
(3)【拓展延伸】
在(2)的探究中,当,请直接写出的长.
【答案】(1)30
(2)①,;②
(3)或
【分析】(1)根据折叠的性质,得,取的中点O,连接,根据直角三角形那个斜边中线等于斜边的一半得到,可证为等边三角形,进而可结果;
(2)①根据折叠的性质,可证即可求解;②证明,即可;
(3)由(2)可得,分两种情况:当点Q在点F的下方时,当点Q在点F的上方时,设,分别表示出,由勾股定理即可求解
【详解】(1)解:,
,
,
如图,取的中点O,连接,
,
为等边三角形,
,
,
,
故答案为:30;
(2)①四边形是正方形,
,,
由折叠性质得:,,
,
,
,
,,
同法(1)可得:,
,
,
,
,
在中,,
根据勾股定理:,即,
解得:,
,
在中,,
根据勾股定理:,即,
,
,
故答案为:15,;
②,理由如下:
,,
,
;
(3)当点Q在点F的下方时,如图,
,,
,
,
由(2)可知,,
设,
,
即,
解得:,
;
当点Q在点F的上方时,如图,
,,
,
由(2)可知,,
设,
即,
解得:,
,
综上所述,或
【点睛】本题考查了矩形与折叠,正方形的性质、勾股定理、全等三角形的判定与性质,等边三角形的判定与性质,直角三角形斜边中线等于斜边一半,掌握相关知识并灵活应用是解题的关键
26.【探究发现】如图,矩形所在平面内有一点.连接.
(1)①当点与矩形对角线交点重合时(如图1),显然有;
②当点落在边上时(如图2),且,则______;通过计算,发现并猜想的关系:______.
(2)当点在矩形内部(如图3),是否仍存在你所猜想的结论?
【直接运用】如图4,矩形外有一点,且.
①.求证:;
②.若,则______.
【拓展应用】如图5,,点在边上运动,若,求的值.
【答案】【探究发现】(1)②7,;(2)见解析;【直接运用】①.见解析;②.;【拓展应用】16
【分析】(1)②直接利用矩形的性质与勾股定理计算即可得到答案;
(2)如图3中,过点作的垂线,交于点,交于点,则四边形和为矩形,,再利用勾股定理可得结论;
【直接运用】①当点在矩形外部时,如图4中,由(2)同法可证:;如图5中,连接.证明,结合,从而可得结论;②直接利用①的结论计算即可;
【拓展应用】如图6中,将沿翻折得到,连接,证明四边形是矩形,再利用前面的结论可得答案.
【详解】解:(1)②如图2中,
四边形是矩形,
,
,
,
,
,
.
(2)如图3中,过点作的垂线,交于点,交于点,
则四边形和为矩形,
,
由勾股定理得:则,,
,
,
.
直接运用:
①证明:当点在矩形外部时,如图4中,由(2)同法可证:
;
如图5中,连接.
,
,
四边形是矩形,
,
,
,
,
.
②,
,
∵,
∴,
拓展应用:
如图6中,将沿翻折得到,连接,
∵,
∴,,
∵,
∴,
∴,
∴四边形是矩形,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴.
【点睛】本题考查矩形的性质与判定,勾股定理,全等三角形的性质,二次根式的乘法运算等知识,解题的关键是理解题意,学会添加常用辅助线,构造直角三角形解决问题,学会构建模型解决问题,属于中考压轴题.
27.如图,在中,,是角平分线,点、分别在、上,且,、分别是、的中点,的延长线交边于,过、分别作的垂线交边与、,垂足分别为、.
求证:
(1);
(2);
(3);
【答案】(1)见解析
(2)见解析
(3)见解析
【分析】(1)根据角平分线的定义和垂直的定义证明,,可得,即可证明;
(2)连接,取的中点P,连接,根据三角形中位线的定义可得,,,,利用三角形外角可得,从而根据平行线的性质即可证明;
(3)连接,根据和中点的定义可得四边形为平行四边形,即可证明.
【详解】(1)证明:∵是角平分线,
∴
∵
∴
∵,
∴
∵
∴
∴,
∵
∴
∴,
∴
∵
∴
∴
∴;
(2)连接,取的中点P,连接
∵是的中点,
∴
∴,
∵是的中点,
∴
∴,
∵
∴
∴
∵
∴,
∵
∴
∵
∴
∴
∵,
∴
∵,
∴,
∴
∵
∴
∴
∴;
(3)证明:连接
∵
∴
∵是的中点,
∴
∴,
∵
∴四边形为平行四边形
∴
∴
∵,
∴
【点睛】本题考查了三角形综合问题,涉及到角平分线的定义,全等三角形的判定与性质,三角形中位线等,正确作出辅助线是关键.
28.(1)如图1,已知正方形纸片,将正方形纸片沿过点A的直线折叠,使点B 落在正方形的内部,点B的对应点为点M,折痕为,延长交于点F,连接,求的度数;
(2)如图2,将正方形纸片沿继续折叠,点C的对应点为点N.当点N恰好落在折痕上,则
① ;
②若 线段 ;
(3)如图3,在矩形中,,点E、F 分别在边上,将矩形沿 折叠,点B落在M处,点D 落在G处,点A、M、G恰好在同一直线上,若 ,求的长.
【答案】(4)45度;(2)①60度;②;(3)
【分析】(1)由正方形的性质得,再由折叠的性质得,再说明点F在的角平分线上,即,最后根据角的和差即可解答;
(2)①由折叠的性质和平角的定义即可解答;②先根据①可得,由直角三角形含的性质可得和的长,进而可得和的长,由三角函数可得的长即可;
(3)由可得,再证是的中位线可得,然后再证是正方形,可得、,再利用勾股定理可求的长,进而求得,最后再根据线段的和差即可解答.
【详解】解:(1)∵四边形是正方形,
,,
由折叠得: ,,
∴,
∴点F在的角平分线上,即,
∴;
(2)①如图2,由折叠得:,,
∴,
∵,
.
故答案为:60.
②∵四边形是正方形,
,
,
,
,
,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,解得:.
故答案为:.
(3)如图3,延长交于点P,过点P作于N,
∵,
∴,
∵将矩形纸片沿、折叠,点B落在M处,点D 落在G处,
,,,,
∴,
∴垂直平分,
∴,,
∵,
∴,
∴,
∴,
在和中,,
,
∴,,
∴,
∴,
∴是的中位线,
∴,
,,
∴四边形是矩形,
又,
∴四边形是正方形,
,
,
∵,
∴,解得:,
∴,
∴.
【点睛】本题主要考查了正方形的性质、翻折变换的性质、全等三角形的判定与性质、矩形的性质和判定、含角的直角三角形的性质、三角中位线等知识,熟练掌握正方形的性质和翻折变换的性质是解题的关键.
29.如图,在等边中,,点是所在直线上一点,连接.
(1)如图1,点在线段上,若,求的长;
(2)如图2,点在线段上,点是线段上一点,满足,连接交于点.过作于,点是延长线上一点,连接交于点.若,求证:;
(3)如图3,过作交直线于,连接,将沿所在直线翻折至所在平面内得到,连接,当取最小值时,请直接写出的面积.
【答案】(1)
(2)见解析
(3)
【分析】(1)过点作于点,根据含30度角的直角三角形的性质得出,在中,勾股定理求得,在中,勾股定理即可求解;
(2)过点作于点,证明,得出,,则,根据含30度角的直角三角形的性质得出,进而根据已知,可得,过点作交的延长线于点,则四边形是平行四边形,得出,进而证明,根据全等三角形的性质,即可得证;
(3)作关于的对称点,连接,取的中点,连接,过点作交的延长线于点,连接,则四边形是菱形,根据题意将沿所在直线翻折至所在平面内得到,则关于对称,得出是直角三角形,当在上时,取得最小值,勾股定理求得的最小值为,过点作于点,连接,进而等面积法得出,然后根据三角形的面积公式,即可求解.
【详解】(1)解:如图所示,过点作于点,
∵是等边三角形,
∴
∵,
∴
∵,则
在中,,
∵,则
在中,
(2)证明:如图所示,过点作于点,
∵是等边三角形,
∴,
又∵,
∴
∴,
∴,
∴
∵,
∴,,
∴
∴
∵,
∴,
即是的中点,
过点作交的延长线于点,
∵
∴四边形是平行四边形,
∴
又∵
∴
在中,
∴
∴;
(3)解:如图所示,作关于的对称点,连接,取的中点,连接,过点作交的延长线于点,连接,
则,
∴四边形是菱形,
∴,
∴,则,
∵将沿所在直线翻折至所在平面内得到,
∴关于对称,
∴关于对称,
∵
∴是直角三角形,
∴
当在上时,取得最小值,
∵,
∴,则,
在中,
∴的最小值为
如图所示,过点作于点,连接,
∵是的中点,,则
∴,
∴,
∵
∴
∴
∴当取最小值时, 的面积为.
【点睛】本题考查了含30度角的直角三角形的性质,勾股定理,平行四边形的性质与判定,菱形的性质与判定,等边三角形的性质与判定,勾股定理,全等三角形的性质与判定,直角三角形中斜边上的中线等于斜边的一半,三角形的外角的性质,轴对称的性质,三角形三边关系的应用,熟练掌握以上知识是是解题的关键.
30.在中,,连接,已知,点E在线段上,将线段绕点D顺时针旋转 为线段.
(1)如图1,线段与线段的交点和点E重合,连接,求线段的长度;
(2)如图2,点G为延长线上一点,使得,连接交于点H,求证:;
(3)如图3,在(2)的条件下,平面内一点P,当最小时,求的面积.
【答案】(1)
(2)见解析
(3)
【分析】(1)作,根据等腰直角三角形的性质与判定,得到,,在中,应用勾股定理,求出的长,根据平行四边形的性质得到的长,根据等腰直角三角形的性质与判定,即可求解,
(2)连接,,根据全等三角形的性质与判定得到,,,结合旋转的性质得到,,根据平行四边形的判定得到,,根据平行四边形的性质得到的长度,即可求解,
(3)将绕点顺时针旋转,得到,由旋转的性质可得,根据两点之间线段最短,得到,当在线段上时取得最小值,作, 根据等腰直角三角形的判定与性质,得到,在中,应用勾股定理得到,,,,由,得到,
在中,得到,在中,得到,,根据,即可求解,
本题考查了,平行四边形的性质,旋转的性质,等腰直角三角形的性质与判定,勾股定理,全等三角形的性质与判定,解题的关键是:通过旋转得到.
【详解】(1)解:过点作,交延长线于点,
∵,,
∴,,
∴,
∵,
∴,,,
∵,
∴,
在中,,,
∴,
由旋转的性质可得:,,
∴是等腰直角三角形,
∴,
故答案为:,
(2)解:连接,,
∵,,
∴,,
又∵,,
∴,
∴,,
∵,,
∴,,
∴,
∴四边形是平行四边形,
∴,
∴,
∴,
(3)解:将绕点顺时针旋转,得到,连接,
由旋转的性质可得,,,,
∴,
∴,当在线段上时取得最小值,
延长与延长线交于点,过点作于点,连接,
由旋转的性质可得,,,
∵,
∴,,
∴,
在中,,,,
∵,即:,解得:,
在中,,
在中,,
∴,
∴,
故答案为:.
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