内容正文:
分析函数图像
方法突破练
一、几何问题
1. 如图①,在矩形ABCD中,动点E从点A出发,沿A→B→C的路线运动,当点 E 到达点 C时停止运动.若 交 CD于点F,设点E运动的路程为x, ,已知y关于x的图象如图②所示.请根据图象回答下列问题:
(1)图②中点G表示 ,点H表示 ;(填“起点”或“拐点”)
(2)图②中GH段的函数解析式为 ,此段x的取值范围为 ;
(3)图②中曲线HM段的函数解析式为 ,此段x的取值范围为 ;
(4)点L的坐标为 ;
(5)在图①中,当 时,x的值为 .
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二、实际问题
2.龟兔赛跑的故事:乌龟和兔子从同一地点同时出发后,兔子很快把乌龟远远甩在后头.骄傲自满的兔子觉得自己遥遥领先,就躺在路边呼呼大睡起来.当它一觉醒来,发现乌龟已经超过它,于是奋力加速直追,最后同时到达终点.如图表示了赛跑过程中龟、兔的路程S和时间t的关系,请根据图象回答下列问题.
(1)图中折线段OABC表示赛跑过程中 (填“兔子”或“乌龟”)的路程与时间之间的关系,线段 OC 表示赛跑过程中 (填“兔子”或“乌龟”)的路程与时间的关系,赛跑的全路程是 m;
(2)赛跑中,兔子共睡了 min;
(3)点“D”代表的意义为 ;
(4)乌龟追上兔子所用的时间为 min;
(5)兔子加速后比加速前快 m/min;
(6)赛跑过程中乌龟的路程S和时间t的函数关系式为 ,兔子的路程S和时间t的函数关系式为 .
3.小文宿舍、体育馆、图书馆在同一条直线上,且体育馆在小文宿舍与图书馆之间,小文先从宿舍出发去体育馆锻炼身体,接着去图书馆看了一会书,借了几本书之后回宿舍,小文与体育馆之间的距离y(km)与时间x(min)之间的对应关系如图所示.给出以下说法:
①小文宿舍与体育馆之间的距离是0.6km;
②小文宿舍与图书馆之间的距离是0.9 km;
③小文从体育馆去图书馆的速度是0.2k m/min;
④小文从图书馆回宿舍的速度是0.09 km/min.
其中说法正确的是 ( )
A. ①②③ B. ①②④
C. ②③④ D. ①③④
设问进阶练
例1 已知四边形ABCD为平行四边形,
(1)如图①,若 的对角线AC,BD 相交于点 E.动点 P从 的某个顶点出发,沿图中的线段匀速运动.设点 P运动的时间为x,线段EP的长为y,图②是y与x的函数关系的大致图象,则点 P的运动路径可能是 ( )
A. C→B→A B. C→D→E
C. A→E→C D. A→E→D
(2)如图①,若 ,动点 P 以 1 cm/s 的速度从点 B 出发沿线段 BC运动到点 C,同时动点 Q 以 2 cm/s 的速度从点 B出发,沿路线B→A→D→C 运动,点 P 到达 C 点的同时,点 Q也停止运动,图②是点P,Q运动时, 的面积S随运动时间t变化关系的图象,则a-b的值是 ( )
B. 1 C. 2
(3)如图①,动点 E 从 C 点出发,沿路线 C→D→A→B运动至B点停止,设点 E 运动的路程为x(cm),△BCE 的面积为 且y与x之间的函数关系如图②,以下结论:①当x=1时,△BCE的面积为2cm²;②△BCE的面积最大值为( ③▱ABCD 的面积为: ;其中正确的结论为 .
例2 李明和王彬分别从A,B两地出发相向而行,A,B两地在同一直线上.
(1)两人同时出发,相遇时两人均停留了4 min后,又以各自的速度继续出发前往目的地,两人之间的距离y(m)与出发的时间x(min)之间的关系如图所示,则(
(2)若C地在A,B两地之间,李明先出发1分钟后,王彬再出发,到达C地停留了2分钟,因有事原速原路返回.李明直接从A地到达B地,两人距各自的出发地y(m)与王彬出发的时间x(min)之间的关系如图所示,则王彬出发22分钟后,两人之间的距离为 ;
(3)李明出发5分钟后,王彬才出发,他们相遇后,李明休息半分钟后开始以原来的速度返回A地,王彬没有休息继续跑向A地,李明和王彬到达A地后均停止,在整个过程中,李明、王彬两人均保持各自的速度,两人之间的距离y(m)与李明出发的时间x(min)的关系如图所示,则王彬到A地时,李明离A地的距离为 m.
综合强化练
1.如图①,在半圆O中,动点P以每秒1个单位的速度作匀速运动,运动路径:从点O出发,沿半径OA运动到点A,再沿 运动到点 B,最后沿半径BO运动到点 O 停止.图②是点 P 运动过程中,OP的距离y随时间x(s)变化的图象,则a的值为 ( )
A. 30 B. 15
2.(直线平移截菱形)如图,在平面直角坐标系中,菱形ABCD 在第一象限, 轴,点A的坐标为(3,1),直线y=-x+3沿x轴向右平移,在平移过程中,直线被菱形ABCD截得的线段长为y,直线在x轴上的平移距离为x,y与x之间的函数关系如图②所示,则菱形AB-CD 的面积为 ( )
C. 4
3. 如图①,在矩形ABCD中,AB<BC,对角线AC,BD相交于点E,动点P从点A出发,沿A→B→C→D 向点D运动,设点 P 的运动路程为x,△AEP的面积为y,y与x之间的函数关系图象如图②所示,则下列结论错误的是 ( )
A. 矩形ABCD 的面积为12 B. AD 边的长为4
C. 当x=2.5时,△AEP是等边三角形 的面积为3时,x的值为3或10
4. 如图①,在正方形ABCD中,点Q沿路线A→B→C 匀速运动,点P沿路线D→A以1cm/s的速度运动,点P到A时,P,Q停止运动.设点 P出发的时间为x(s), 的面积为 y与x之间的函数图象如图②,线段EF 所在直线对应的函数关系式为: 则正方形ABCD 的边长为 cm.
5.(不同图形平移求重叠面积)将正方形ABCD 和等腰 如图放置,AD 与EF 在一条直线上,点A与点E重合.现将正方形ABCD沿EF方向以每秒1个单位的速度运动,当点A与点 F重合时停止.在这个运动过程中,正方形ABCD 和. 重叠部分的面积S与运动时间t(s)的函数图象如图所示,则图②中AB段的函数解析式为 .
6.(相向而行)小芳和弟弟小钰分别从家和体育馆出发,沿同一条笔直的马路相向而行,小芳先出发5分钟后,小钰骑自行车匀速回家,小芳开始跑步中途改为步行,且步行的速度为跑步速度的一半,到达体育馆恰好用了35 min,两人之间的距离y(m)与小芳离开家的时间x(min)之间的函数图象如图所示,则当弟弟到家时,小芳离体育馆的距离为 m.
7.(追及问题)周末,雨桐和爷爷一起在小区一条笔直的跑道上跑步,在起点处爷爷匀速先跑了两分钟,然后雨桐再出发匀速追赶,雨桐赶上爷爷后祖孙二人继续保持各自的速度向终点跑去,雨桐到达终点后立即转身往回跑,此时雨桐把跑步的速度减少了 100米/分钟.雨桐在转身返回的同时,爷爷也把跑步的速度降低为之前的一半.雨桐在返回的途中与爷爷相遇.雨桐和爷爷之间的距离y(米)与爷爷的跑步时间x(分钟)之间的函数关系如图所示,则雨桐和爷爷第二次相遇时,离出发地有 米.
8. (双动点距离最短求面积和)如图①,菱形ABCD的对角线AC与BD 相交于点O,P,Q两点同时从点 O出发,以1cm/s的速度在菱形的对角线及边上运动.点 P 的运动路线为O→A→D→O,点Q的运动路线为O→C→B→O.设运动的时间为x(s),P,Q间的距离为y(cm),y与x函数关系的图象大致如图②所示,当点 P 在 A→D 段上运动且P,Q 两点间的距离最短时,△APO和△CQO的面积之和为 .
9. 创新题·开放性试题 如图①,在 中, 点D 从点 A 出发沿 A→C→B 以 1 cm/s的速度运动到点B,过点D作DE⊥AB于点E,图②是点 D 运动时,线段DE 的长度y(cm)随运动时间x(s)的变化关系的图象,当a<x<2a时,x的值可能为 .
一阶 方法突破练
1.(1)起点,拐点 【解析】观察题图②可得,点 G 表示x=0时,函数图象与y轴的交点,为起点,点H表示点 E 运动到点 B 的位置,即将转到线段 BC 上时,为拐点.
(2)y=6-x ,0≤x≤6 【解析】由点 E运动方式可知,图②中 GH段表示当点 E 在 AB 上运动时,y=FC=BE=AB-AE=6-x,∴GH段的函数解析式为y=6-x(0≤x≤6).
【解析】∵x=0时,y=6.∴AB=CD=6,由题图②知,当x=10时,点E 停止运动,即点 E 到达点 C,∴BC=4,当点 E 在BC上运动时,如解图,BE=x-AB=x-6,EC=BC-BE=4-(x-6)=10-x,∵∠FEC+∠AEB=90°,∠AEB+∠EAB=90°,∴ ∠FEC =∠EAB,即 tan∠EAB =tan∠FEC,即 则 ∴HM 段的函数解析式为
【解析】由(3)得, 当x=8时, 点L的坐标为(8, ).
(5)7或9或 【解析】当点 E 在 BC 上, 时, 解得 当点 E 在AB 上 时, 解得 综上,当 时,x的值为7或9或 .
2. (1)兔子,乌龟,600 【解析】∵ 乌龟是一直跑的,而兔子中间有休息的时刻,∴折线段 OABC 表示赛跑过程中兔子的路程与时间的关系;线段 OC 表示乌龟的路程与时间的关系.由图象知赛跑的全路程是600 m.
(2)40 【解析】由图象知,AB段时间在变化,路程不变,此阶段兔子在休息,∴兔子睡觉的时间为50-10=40(min).
(3)乌龟追上了兔子 【解析】点 D 是折线段 OABC与线段 OC的交点,表示的是乌龟追上了兔子.
(4)20 【解析】乌龟追上兔子即为点 D 处,所用时间为20 min.
(5)20 【解析】兔子加速前的速度为 200÷10=20(m/min),兔子加速后的速度为(600-200)÷(60-50)=40(m/min),∴40-20=20(m/min),∴兔子加速后比加速前快 20 m/min.
【解析】设乌龟的路程S 和时间 t 的函数关系式是 S=kt,则 60t=600,解得t=10,∴乌龟的路程S和时间t的函数关系式是S=10t(0≤t≤60).设兔子的路程S和时间t的函数关系式是 ,当0≤t≤10,10k₁=200,解得k₁=20,∴S=20t;当10<t≤50,∴S=200;当50<t≤ 解得 k₁ = 40,∴ S=40t,∴兔子的路程S 和时间 t 的函数关系式是
3.B 【解析】由题图可得,小文宿舍与体育馆之间的距离是0.6km,从体育馆锻炼身体后,去图书馆,走了0.3km,体育馆在小文宿舍与图书馆之间,∴小文宿舍与图书馆之间的距离是0.9km,故①②正确;图书馆与体育馆之间的距离是0.3 km,小文从体育馆到图书馆所用的时间是28-25=3(min),∴小文从体育馆去图书馆的速度是 故③错误;小文宿舍与图书馆之间的距离为0.9 km,小文从图书馆回到宿舍所用时间为68-58=10(min),∴小文从图书馆回宿舍的速度是 故④正确.
二阶 设问进阶练
例1 (1)C 【解析】由图象可知,y=0时,点 P 与点E重合,∴第二个点是点 E,故排除A,B选项;由题图②知,第一段y随x的增大而减小,第二段y随x的增大而增大,且第二段的最高点等于第一段的最高点,∵AE=CE≠ED,故C 选项正确.
(2)A 【解析】由题图②得t=4s时,P,Q同时停止运动,点 P到达点 C.整个过程分为三个阶段,
①当点 Q 在AB 边上时,即0~1.5 s时,
②当点 Q 在 AD 边上时,即1.5~3.5 s时,S△BPQ =
③当点 Q 在 CD 边上时,即3.5~4s时,
∴当t=3.5时,此时S达到最大值, 当t=4时,
(3)③ 【解析】由题图②可知,在0<x<3 时,y 与x的函数关系为正比例函数,且过点(3,4),∴函数关系式为 (求出解析式),∴当x=1时, 故①错误,不符合题意(根据解析式判断);由题图②知,S△BCE 的最大值为4 cm²,故②错误(由图象即可判断),不符合题意;当点 E 运动到点 D时,△BCE的面积为▱ABCD 面积的一半,∴▱ABCD 的面积为 8 cm²,故③正确,符合题意.
例2 (1)59 【解析】由图象可得,A,B之间的距离为5500m,∵两人在出发22 min后相遇,∴两人的速度之和为5500÷22=250(m/min),∵在 时出现拐点,此时两人中速度较快的已到达目的地,∴两人中较快的速度为 较慢的速度为250-150=100(m/min),∵速度较慢的人到达目的地的时间为a,则a=5500÷100+4=55+4=59.
(2)100 m 【解析】由图象可得,李明的速度为100÷1=100(m/min),李明从开始到最后到达 B 地用的时间为5500÷100=55(min),则王彬从C地返回B地的速度为 由图可得 王彬出发22分钟后,两人之间的距离是15500-(100×23+150×22)|=100(m).
【解析】由图象可得,AB 段表示李明出发5分钟后,王彬才出发, min);CD段表示李明休息的半分钟,这半分钟只有王彬在走,且走了 75 m, C 段表示王彬出发到与李明相遇,需要的时间为 点表示王彬到达A地,所需要的时长为 F 点表示王彬与李明相遇后王彬到达 A 地,需要的时间为 王彬到A 地时,李明离A 地的距离为
三阶 综合强化练
1. C 【解析】点P在点A 和点 B 处与圆心O的距离相等,即半径相等,结合函数图象求解即可.由题图②知,当点 P 从 O 点运动到点 A 的路程为 1·a=a,∴⊙O的半径OA=OB=a,当a<x<30时,OP走过的路径为半圆O 的周长,∴半圆周长=30-a,∴πa=30-a,解得
2. D 【解析】直线y=-x+3 向下平移3个单位得到直线y=-x,在第二、四象限的角平分线上,即想到45°,由已知∠A=45°,构造直角三角形找运动到点 B时的临界点求解即可.如解图,当直线y=-x+3 沿x轴向右平移到点 B 处时,与AD 交于点 E,由题图②得 BE =2,∵ ∠ABE =45°,∠A = 45°,∴ ∠AEB =
3. C 【解析】如题图②知,函数y的最大值是3,对应点P 运动到距直线AC 最远的时刻位置为点 B,D 两个时刻,∴ △ABE 的面积是3,12.A 选项正确;函数图象的y 最小值是0,对应点 P运动到距直线AC最近的时刻位置为点A,C 两个位置,∴x=7 时,即AB+BC=7①,∵ S矩形ABCD =12,∴BC×AB=12②,联立①②,解得 BC=4,AB=3,∴AD=4,B选项正确;△ABE的面积是3,可知这个面积是点 P 运动到距直线AC 最远的时刻位置,即点B,D 两个时刻.此时x=3 或x=10. D 选项正确;当x=2.5 时,即x<3,点 P 在 AB 边上,∵ 在 Rt△ABC中,三边分别是3,4,5,∴∠BAC≠60°,∴△AEP 不可能是等边三角形.C 选项错误.
4.6 【解析】由点 E,F所在直线的对应的函数关系式可求出点 E 的坐标,点E 的横坐标即为DP 的长,代入△PAQ的面积计算公式中求解即可.∵线段 EF所在的直线对应的函数关系式为y=-4x+21,且由题图②知点E 的纵坐标是9,∴E(3,9),∵点 P 沿边DA 从点 D 开始向点 A 以 1 cm/s 的速度移动,点 Q沿边 A→B→C 从点 A 开始向点 C 匀速移动.∴ 当 Q到达B点,DP=3cm时,△PAQ 的面积为9 cm²,设正方形的边长为b cm, 解得b=6(负值已舍去),即正方形的边长为6cm.
【解析】当0≤t≤1时,如解图①,设AB交EG 于点 H,则 函数为开口向上的抛物线,当t=1时, 此时点 D 与点 E 重合,即正方形ABCD 的边长为1,观察题图②可得AF=4;
由题图②知,当t=2时正方形ABCD 与等腰Rt△EFG完全重合,当1<t≤2时,如解图②,设直线 EG交 BC于点 M,交CD 于点 H,则ED=AE-AD=t-1=HD,则CH=CD-HD=2-t=CM,S=S正方形ABCD-S△CMH=1×1-
6. 1500 【解析】由题图可得,小芳跑步的速度为:(4500-3500)÷5 =200(m/min),则步行速度为: 设小芳跑步的时间为 a 分钟,∴200a+(35-a)×100=4500,解得a=10,设小钰骑车速度为x(m/min),∴200×(10-5)+(10-5)x=3500-1000,解得 x=300,即小钰骑车速度为300 m/min,小钰到家用的时间为:4500÷300 =15(min),则当弟弟小钰到家时,小芳离体育馆的距离为:4500-10×200-(5+15-10)×100=1500(m).
7.640 【解析】由题图的第一段得爷爷的跑步速度为 (米/分钟),设雨桐的跑步速度为x米/分钟,则由雨桐出发到追上爷爷可列方程 解得x=200,∴雨桐的跑步速度为200米/分钟.雨桐返回的速度为100米/分钟,爷爷的速度降为50(米/分钟),设雨桐从追上爷爷到到达终点用时 t 分钟,则100(7-4-t)+50(7-4-t)= 200t-100t,解得 雨桐和爷爷第二次相遇时,离出发地有 米).(
【解析】点 P 与点 Q 同时同速从 O 出发,由“垂线段最短”即OP⊥AD,OQ⊥BC 时,此时PQ 的距离最小,再由勾股定理和三角形的面积公式求解即可.由题图②得:当点 P 从 O→A 运动,点 Q从O→C运动时,y不断增大,当点 P 运动到A点,点Q 运 动 到 C 点 时, 由 图 象 知 此 时 y = PQ = ∵ 四边形 ABCD 为菱形, 当点 P 运动到D 点,点 Q 运动到 B 点,结合图象,易知此时, 在 Rt△ADO中, AB=BC=DC=2cm,当P,Q 两点运动到如解图所示的位置时,即PQ⊥AD,且PQ⊥BC时,P,Q两点的距离最短,此时, 当点 P 在 A→D段上运动且P,Q 两点间的距离最短时,S△APO+
9. 6(答案不唯一,5<x<10 即可) 【解析】由题图②可知△ACB是等腰直角三角形,如解图,当点 D 运动到点 C时,DE 最长为 此时运动时间为a(s),则AC=a(cm),在 Rt△ACE 中,由勾股定理可得: 解得a=5. ∴当a<x<2a时,5<x<10,故x的值可能为6.(答案不唯一,5<x<10 即可)
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