内容正文:
26
微专题一 平面直角坐标系中的相关计算
类型一 点的坐标变化规律
模型一 旋转问题中点的坐标变化
在平面直角坐标系中,点 A 的坐标为(a,
b),将点 A 绕原点 O 顺时针旋转.
(1)如图,每次旋转 90°,则点 A1(b, - a),A2( - a,
- b),A3( - b,a),A4(a,b),点 A4的坐标与点 A
的坐标相同,即每旋转 4 次为一个循环.
若将点
A 以此规律旋转 n 次,n ÷ 4 = p……q(q 为正整
数,且 q < 4),则点 An的坐标与点 Aq的坐标相
同. 例:将点 A 以此规律旋转 9 次,9 ÷ 4 = 2……
1,则 A9的坐标与 A1相同,即 A9(b, - a) .
(2)每次旋转 60°,则点 A6的坐标与点 A 的坐标
相同,即每旋转 6 次为一个循环
. 若将点 A 以此
规律旋转 n 次,n ÷ 6 = p……q( q 为正整数,且
q < 6),则点 An的坐标与点 Aq的坐标相同. 例:
将点 A 以此规律旋转 10 次,10 ÷ 6 = 1……4,则
A10的坐标与 A4相同.
(3)每次旋转 45°,则点 A8的坐标与点 A 的坐标
相同,即每旋转 8 次为一个循环
. 若将点 A 以此
规律旋转 n 次,n ÷ 8 = p……q( q 为正整数,且
q < 8),则点 An的坐标与点 Aq的坐标相同. 例:
将点 A 以此规律旋转 20 次,20 ÷ 8 = 2……4,则
A20的坐标与 A4相同.
例 1 如图,已知菱形 ABCD 的顶点 A 的坐标为
(1,0),顶点 B 的坐标为(4,4),若将菱形 ABCD
绕原点 O 逆时针旋转 45°称为 1 次变换,求经
过 60 次变换后点 C 的坐标.
解:∵ 360° ÷45° =8,
∴ 菱形 ABCD 绕原点 O 逆时针旋转 8 次变换为
一次循环.
∵ 60 ÷ 8 = 7……4,4 × 45° = 180°,
∴ 经过 60 次变换后点 C 的坐标处于点 C 绕原
点逆时针旋转 180°的位置.
∵ 顶点 A 的坐标为(1,0),顶点 B 的坐标为(4,
4),
∴ AB = (4 - 1) 2 + 42 = 5.
∵ 四边形 ABCD 是菱形,
∴ BC∥AD,BC = AB = 5. ∴ C(9,4) .
∴ 经过 60 次变换后点 C 的坐标为( - 9, - 4) .
1. 如图,矩形 ABCD 的顶点 A,B 分别在 x 轴,y 轴
上,OB =4,OA =3,AD =10.将矩形 ABCD绕点O
顺时针旋转,每次旋转 90°,则第2 023 次旋转结
束时,点 D的坐标为 ( C )
A. (6,5) B. (5,6)
C. ( - 6, - 5) D. ( - 5,6)
第 1 题图
第 2 题图
2. 如图,指针 OA,OB 分别从与 x 轴正半轴和
y 轴正半轴重合的位置出发,绕着原点 O 顺
时针转动,已知 OA 每秒转动 45°,OB 的转动
速度是 OA 的 13 ,则第 102 秒时,∠AOB 的度
数为 ( A )
A. 90° B. 130° C. 145° D. 150°
27
3. 如图,直线 y = x + 1 与 x 轴,y 轴分别相交于
点 A,B,过点 B 作 BC⊥AB,使 BC = 2BA,连
接 AC. 将△ABC 绕点 O 顺时针旋转,每次旋
转 90°. 若第 101 次旋转结束时,点 C 的对应
点 C′落在反比例函数 y = kx 的图象上,则 k
的值为 ( D )
A. - 4 B. 4 C. - 6 D. 6
模型二 运动轨迹中点的坐标变化
与旋转问题的思路相似,先依据运动轨迹
确定点的变化规律,再根据规律确定动点的最
终位置,从而求出坐标.
例 2 如图,在平面直角坐标系中,A( - 1,1),
B( - 1, - 2),C(3, - 2),D(3,1),一只瓢虫从
点 A 出发以 2 个单位长度 /秒的速度沿 A→B→
C→D→A循环爬行,请分别求出第9 秒、第110 秒、
第 2 023 秒瓢虫所在位置的坐标.
解:∵ A( - 1,1),B( - 1, - 2),C(3, - 2),D(3,
1),
∴ AB =CD =3,AD =BC =4.
∴ C矩形ABCD =2 × (3 +4) =14.
∵ 14 ÷ 2 = 7,
∴ 瓢虫每 7 秒爬行一圈.
∵ 9 ÷ 7 = 1……2,∴ 瓢虫第 9 秒爬行 1 圈回到
点 A 处后又继续爬行了 2 秒.
又∵ 2 × 2 = 4,
∴ 第 9 秒瓢虫所在位置的坐标为(0, - 2) .
4. 如图所示,在平面直角坐标系中,半径均为
1 个单位长度的半圆 O1,O2,O3,…组成一条
平滑的曲线. 点 P 从原点 O 出发,沿这条曲
线向右运动,速度为每秒π2 个单位长度,则第
2 023秒时,点 P 的坐标是 (2 023, - 1) .
5. 在平面直角坐标系中,若干个半径为 2、圆心
角为 60°的扇形形成了如图所示的连续的曲
线(x 轴上的半径除外),点 P 从原点 O 出
发,沿这条曲线向右上下起伏运动,在直线上
的速度为每秒 2 个单位长度,在弧线上的速
度为每秒2π3 个单位长度,则第 2 023 秒时,点
P 的坐标是 (2 023, - 3 ) .
6. 如图,在平面直角坐标系中,一只蚂蚁从原点
O 出发,沿着 O→A1→A2→A3→A4→A5→A6→…
运动,每次移动 1 个单位长度,则该蚂蚁运动
2 023次时所在位置的坐标为 .
模型三 图形渐变中点的坐标变化
需要从两个方面考虑:(1)位置变化规律,
同旋转问题的思路相似,通常为旋转或平移;
(2)大小变化规律,求出每次变化后对应坐标
的数值变化,通常为倍数关系.
28
例 3 在平面直角坐标系中,等边三角形 AOB
如图放置,点 A 的坐标为 (1,0),每一次将
△AOB 绕着点 O 沿逆时针方向旋转 60°,同时
每边扩大为原来的 2 倍,第一次旋转后得到
△A1OB1,第二次旋转后得到△A2OB2……依次
类推,则点 A2 024的坐标为 ( )
A. ( - 22 023, - 3 × 22 023)
B. (22 024, 3 × 22 024)
C. ( - 22 023, 3 × 22 023)
D. ( - 22 024, - 3 × 22 024)
7. 如图,在平面直角坐标系中,点 A1,A2,A3,A4,…
在 x 轴上且 OA1 = 1,OA2 = 2OA1,OA3 = 2OA2,
OA4 = 2OA3,…按此规律,分别过点 A1,A2,
A3,A4,…作 x 轴的垂线,分别与直线 y =
3 x
交于点 B1,B2,B3,B4,…则点 B2 024的纵坐标
为 ( )
A. 22 023
B. 22 022 3
C. 22 023 3
D. 22 024 3
8. 如图,过原点的两条直线分别为 l1:y = 2x,
l2:y = - x. 过点 A(1,0)作 x 轴的垂线与 l1
交于点 A1,过点 A1作 y 轴的垂线与 l2交于
点 A2,过点 A2作 x 轴的垂线与 l1交于点 A3,
过点 A3作 y 轴的垂线与 l2交于点 A4,过点 A4
作 x 轴的垂线与 l1交于点 A5……依次进行下
去,则点 A20的坐标为 .
9. 在平面直角坐标系中,由 12 个有公共顶点 O
的直角三角形拼成如图所示的图形,∠AOB =
∠BOC = ∠COD = … = ∠LOM = 30°. 若点 A
的坐标为( 3 ,0),则与△BOC 位似的三角形
的直角顶点坐标为 .
类型二 三角形的面积问题
模型一 三角形的一边在坐标轴上或平行于坐
标轴
直接公式法:如图,在△ABC 中,AB 是三角形在
坐标轴上(或平行于坐标轴)的边,h 为 AB 边上
的高,则直接使用三角形的面积公式 S = 12 AB·h.
29
例 1 如图,在平面直角坐标系中,已知点
A( -2,0),B(4,0),C(5, -4),求△ABC 的面积.
解:如图,过点 C 作 CD⊥x 轴于点 D.
1. 如图,一次函数 y = kx + b 的图象经过 A(1,2),
B(0,1)两点,与 x 轴交于点 C,则△AOC 的
面积为 1 .
第 1 题图
第 2 题图
2. 如图,在同一平面直角坐标系中,直线 y = t
( t 为常数)与反比例函数 y1 =
4
x ,y2 = -
1
x 的
图象分别交于点 A,B,连接 OA,OB,则△OAB
的面积为 ( C )
A. 5t B. 5t2 C.
5
2 D. 5
3. 如图,在平面直角坐标系中,二次函数 y =
x2 + bx + c 的图象与 x 轴交于点 A( - 1,0),
B(3,0),与 y 轴交于点 C.
(1)求 b,c 的值;
(2)若点 D在该二次函数的图象上,且 S△ABD =
2S△ABC,求点 D 的坐标.
解:(1)∵ 点 A,B 在二次函数
y = x2 + bx + c 的图象上,
∴
0 = 1 - b + c,
0 = 9 + 3b + c,{
解得
b = - 2,
c = - 3.{
(2)如图,连接 BC,AC.
由题意,可得 A( -1,0),B(3,0),C(0, -3),
∴ S△ ABC =
1
2 AB·DC =
1
2 × 4 × 3 = 6.
∵ 点 D 在该二次函数的图象上,
∴ 设点 D(m,m2 - 2m - 3) .
∵ S△ABD = 2S△ABC,∴ 点 D 的坐标为(1 + 10,
6)或(1 - 10,6).
模型二 三角形的三边不在坐标轴上或不平行
于坐标轴
S△ABC =
1
2 ×水平底 ×铅垂高.
(1)分割法:①如图,△ABC 的一个顶点在坐标轴
上,△ABC 被坐标轴分为两个三角形,则 S△ABC =
S△CBD + S△ABD =
1
2 BD·h1 +
1
2 BD·h2 =
1
2 BD·
(h1 + h2) .
②如图,△ABC 的顶点均不在坐标轴上,过点 A
作 AD∥y 轴交 BC 于点 D,分别过点 B,C 向 AD
作垂线,则 S△ABC = S△ABD + S△ACD =
1
2 AD·h1 +
1
2 AD·h2 =
1
2 AD·(h1 + h2) .
30
(2 ) 增补法:如图, 在 △ABC 中, 过点 B 作
DE∥x 轴,分别过点 A,C 向 DE 作垂线,垂足为
D,E,则 S△ABC = S四边形ADEC - S△ADB - S△BEC .
例 2 如图,直线 y = - 43 x + 4 与 y 轴交于点 A,
与直线 y = 45 x +
4
5 交于点 B,且直线 y =
4
5 x +
4
5 与x 轴交于点 C,BC 交 y 轴于点 D,求
△ABC 的面积.
解:如图,过
点 B 作 BE
⊥ y 轴 于
点 E.
∵ 点 B 为直线 y = - 43 x + 4 与直线 y =
4
5 x +
4
5
的交点,
∴
y = - 43 x + 4,
y = 45 x +
4
5 ,
ì
î
í
ï
ï
ï
ï
4. 如图, 平面直角坐标系中, 点 A ( 0, 3 ),
B( - 2,0),C(1, - 1),连接 AB,BC,AC. 则
△ABC 的面积为 .
第 4 题图
第 5 题图
5. 如图,在平面直角坐标系 xOy 中,一次函数
y = kx + b( k≠0)的图象与反比例函数 y =
n
x (n≠0)的图象相交于 A,B 两点,点 B 的坐标
为(12,m),线段 OA =10,点 E 在 x 轴负半轴上,
tan∠AOE = 43 .则△AOB 的面积为 36 .
6. 如图,抛物线 y = - x2 + x + 6 与 x 轴交于 A,B
两点,与 y 轴交于点 F,直线 y = x - 3 经过点
A,交 y 轴于点 C,且与抛物线交于另一点 D,
点 P 是直线 AD 上方抛物线上的一动点,连
接 PA,PD,求△PAD 面积的最大值,并求出
此时点 P 的坐标.
解:如图,过点 P 作 PE∥y 轴
交直线 AD 于点 E.
令 - x2 + x + 6 = x - 3,解得 x1 = - 3,x2 = 3.
∴ A(3,0),D( - 3, - 6) .
设点 P(m, - m2 + m + 6),则 E(m,m - 3) .
∴ PE = - m2 + m + 6 - (m - 3) = - m2 + 9.
∴ S△PAD =
1
2 PE·(xA - xD) =
1
2 × ( - m
2 + 9)
× [3 - ( - 3)] = - 3m2 + 27.
∵ -3 < 0,
∴ 当 m = 0 时,S△PAD取得最大值,最大值为
27,此时 P(0,6) .
时,活动二更合算.
综上所述,当300≤a<400或600≤a<800时,活动二更合算.
考法拓展
B
!3#$ 4%
!
1
" 89:;<=>?@A<=
以题代讲抓考点
考点一 平面直角坐标系中点的坐标
题目1.(1)一 (2)a<-12 (3)3 -
1
2 (4)
2
3
(5)(13,3) (6)(1,1) (7)(5,1) (-5,-1) (-5,1)
考点链接
①(-,+) ②(+,-) ③0 ④横 ⑤(0,0) ⑥相等 ⑦互为相反数
⑧纵坐标 ⑨横坐标 ⑩(a,-b) 瑏瑡(-a,b) 瑏瑢(-a,-b)
考点二 平面直角坐标系中的距离
题目2.(1)(-1,3)或(-4,-3) (2)11 (3) -32,( )2
(4)(-1,3)或(-3,-1) (5)槡35或槡5
考点链接
瑏瑣 b 瑏瑤 a 瑏瑥 a2+b槡
2 瑏瑦 x2-x1 瑏瑧 y2-y1
瑏瑨 (x2-x1)
2+(y2-y1)槡
2
多向思维解真题
1.-3<m<1 2.D 3.D 4.D 5.(-2,-4) 6.槡233 7.(-3,1) 8.C
9.A 10.(4,2) 11. 94,( )0 12.B 13.D 14.A 15.22022槡3
567"$ 89:;<=>?@ABCD
BC&#@A<=DEFG
模型一 旋转问题中点的坐标变化
例1.解:∵360°÷45°=8,
∴菱形ABCD绕原点O逆时针旋转8次变换为一次循环.
∵60÷8=7……4,4×45°=180°,
∴经过60次变换后点C的坐标处于点C绕原点逆时针旋转180°的位置.
∵顶点A的坐标为(1,0),顶点B的坐标为(4,4),
∴AB= (4-1)2+4槡
2=5.
∵四边形ABCD是菱形,∴BC∥AD,BC=AB=5.
∴C(9,4).
∴经过60次变换后点C的坐标为(-9,-4).
变式训练
1.C 2.A 3.D
模型二 运动轨迹中点的坐标变化
例2.解:∵A(-1,1),B(-1,-2),C(3,-2),D(3,1),
∴AB=CD=3,AD=BC=4.
∴C矩形ABCD=2×(3+4)=14.
∵14÷2=7,∴瓢虫每7秒爬行一圈.
∵9÷7=1……2,
∴瓢虫第9秒爬行1圈回到点A处后又继续爬行了2秒.
又∵2×2=4,
∴第9秒瓢虫所在位置的坐标为(0,-2).
∵110÷7=15……5,
∴瓢虫第110秒爬行15圈回到点A处后又继续爬行了5秒.
又∵5×2=10,
∴第110秒瓢虫所在位置的坐标为(3,1).
∵2023÷7=289,
∴瓢虫第2023秒正好爬行289圈回到点A处.
∴第2023秒瓢虫所在位置的坐标为(-1,1).
变式训练
4.(2023,-1) 5.(2023, 槡-3) 6. 槡
2023 2
2 ,-
槡2( )2
模型三 图形渐变中点的坐标变化
例3.C
变式训练
7.C 8.(1024,-1024) 9. - 槡64 327,
64( )27
BC-#H;IA9JKL
模型一 三角形的一边在坐标轴上或平行于坐标轴
例1.解:如图,过点C作CD⊥x轴于点D.
∵点A(-2,0),B(4,0),C(5,-4),
∴AB=6,CD=4.
∴S△ABC=
1
2AB·CD=
1
2×6×4=12.
变式训练
1.1 2.C
3.解:(1)∵点A,B在二次函数y=x2+bx+c的图象上,
∴
0=1-b+c,
0=9+3b+c{ ,解得 b=-2,c=-3{ .
(2)如图,连接BC,AC.
由题意,可得A(-1,0),B(3,0),C(0,-3),
∴S△ABC=
1
2AB·OC=
1
2×4×3=6.
∵点D在该二次函数的图象上,
∴设点D(m,m2-2m-3).
∵S△ABD=2S△ABC,
∴ 12AB· yD =2×6=12.
∴ 12×4× m
2-2m-3 =12,解得m1 槡=1+ 10,m2 槡=1- 10.
∴点D的坐标为( 槡1+ 10,6)或( 槡1- 10,6).
模型二 三角形的三边不在坐标轴上或不平行于坐标轴
例2.解:如图,过点B作BE⊥y轴于点E.
∵直线y=-43x+4与y轴交于点A,
∴点A的坐标为(0,4).
∵y=45x+
4
5与y轴交于点D,
∴点D的坐标为 0,( )45 .∴AD=4-45=165.
令
4
5x+
4
5=0,则x=-1,故点C的坐标为(-1,0).
∵点B为直线y=-43x+4与直线y=
4
5x+
4
5的交点,
∴
y=-43x+4,
y=45x+
4
5
{ ,解得 x=32,y=2{ .
故点B的坐标为 32,( )2.
∴BE=32,OC=1.
∴S△ABC=S△ABD+S△ACD=
1
2AD·BE+
1
2AD·OC=
1
2×
16
5×
3
2+
1
2×
16
5×
1=4.
变式训练
4.112 5.36
6.解:如图,过点P作PE∥y轴交直线AD于点E.
令-x2+x+6=x-3,解得x1=-3,x2=3.
∴A(3,0),D(-3,-6).
设点P(m,-m2+m+6),则E(m,m-3).
∴PE=-m2+m+6-(m-3)=-m2+9.
∴S△PAD=
1
2PE·(xA-xD)=
1
2×(-m
2+9)×[3-(-3)]=-3m2+27.
∵-3<0,
∴当 m=0时,S△PAD取得最大值,最大值为27,此时 P(0,6).
!
2
"#M%./NO
以题代讲抓考点
考点一 函数的相关概念
题目1.(1)B
(2)①y=5-x 0<x<5 3 1 ②S=-x2+5x 二次 6
考点链接
①不为0 ②非负数
考点巩固练
1.D 2.C
考点二 函数的图象与性质
题目2.解:(1)x≠-1 (2)0 -1 -32
(3)函数图象如图所示.
(4)函数图象关于直线x=-1对称.(答案不唯一,合理即可)
考点链接
③函数值 ④横 ⑤纵 ⑥平滑曲线
多向思维解真题
1.D 2.B 3.A 4.A 5.A 6.C 7.槡73
2
—3—