内容正文:
专题10 平面直角坐标系压轴题归纳
目录
解题知识必备 1
压轴题型讲练 1
类型一、点坐标规律探索 (5种类型) 1
类型二、平面直角坐标与几何综合 7
压轴能力测评(11题) 10
知识点1:平面直角坐标
平面内画两条 相互垂直,原点重合 的数轴,组成平面直角坐标系.
水平的数轴称为 横轴或 x 轴 ,取 向右 为正方向;
竖直的数轴称为 纵轴或 y 轴 ,取 向上 为正方向;
两坐标轴的交点称为平面直角坐标系的原点.
知识点2:象限
x轴y轴将坐标平面分成了四个象限(quadrant),右上方的部分叫做第一象限,其他三个部分按逆时针方向依次叫做第二象限、第三象限和第四象限。
类型一、点坐标规律探索 (5种类型)
【典例1】如图所示,在平面直角坐标系中,半径均为个单位长度的半圆,,,成一条平滑的曲线,点从原点出发,沿这条曲线向右运动,速度为每秒个单位长度,则第秒时,点的坐标是( )
A. B. C. D.
【变式1-1】在平面直角坐标系中,一个智能机器人接到的指令是:从原点O出发,按“向上→向右→向下→向右”的方向依次移动,每次移动一个单位长度,其移动路线如图所示,第1次移动到点,第2次移动到点,……第n次移动到点,则点的坐标是( )
A. B. C. D.
【变式1-2】如图,动点P在平面直角坐标系中按图中箭头所示方向运动,第1次从原点运动到点,第2次接着运动到点,第3次接着运动到点,…按这样的运动规律,经过第2024次运动后,动点P的坐标是( )
A. B. C. D.
【变式1-3】如图,在平面直角坐标系中,一动点从原点出发,沿着箭头所示方向,每次移动一个单位长度,依次得到点;;;;;,则点的坐标是( )
A. B. C. D.
【典例2】如图,在平面直角坐标系中,,把一条长为2024个单位长度且没有弹性的细线(线的粗细忽略不计)的一端固定在点A处,并按…的规律绕在四边形的边上,则细线另一端所在位置的点的坐标是( )
A. B. C. D.
【变式2-1】如图,在平面直角坐标系中,已知点,,,,动点P从点A出发,以每秒2个单位的速度按逆时针方向沿四边形的边做环绕运动:另一动点Q从点C出发,以每秒3个单位的速度按顺时针方向沿四边形的边做环绕运动,则第2024次相遇点的坐标是( )
A. B. C. D.
【变式2-2】如图,在平面直角坐标系中,一只瓢虫从点A出发以2个单位长度/秒的速度沿循环爬行,第2024秒瓢虫在( )处.
A. B. C. D.
【变式2-3】如图所示,在平面直角坐标系中,,,,.把一条长为2019个单位长度且没有弹性的细线(线的粗细忽略不计)的一端固定在点A处,并按…的规律紧绕在四边形的边上,则细线另一端所在位置的点的坐标是( )
A. B. C. D.
【典例3】如图,在平面直角坐标系中,一动点自处向上运动个单位长度至点,然后向左运动个单位长度至点处,再向下运动个单位长度至点处,再向右运动个单位长度至点处,…,按如此规律继续运动下去,当这点运动至处时,点的坐标是( )
A. B.
C. D.
【变式3-1】如图,已知坐标,,,,,,,则的坐标是( )
A. B.
C. D.
【变式3-2】如图,在一个单位面积为1的方格纸上,三角形,三角形,三角形,…是斜边在x轴上,且斜边长分别为2,4,6,…的等腰直角三角形.若三角形的顶点坐标分别为,,,则依图中所示规律,点的坐标是( )
A. B. C. D.
【变式3-3】如图,在平面直角坐标系中,从点,,,,,……依次扩展下去,则的坐标为( )
A. B. C. D.
【典例4】如图,一个粒子在第一象限内及x轴、y轴上运动,在第1分钟后,它从原点运动到点,在第2分钟后,它从点运动到点,而后它接着按图中箭头所示在与x轴,y轴平行的方向上来回运动,且每分钟移动1个单位长度,则在第200分钟后,这个粒子所在位置的坐标是( )
A. B. C. D.
【变式4-1】如图,在平面直角坐标系中,有若干个横坐标分别为整数的点,其顺序按图中“→”方向排列,如,,,,,…根据这个规律,第2024个点的横坐标为( )
A.42 B.43 C.44 D.45
【变式4-2】如图,在平面直角坐标系中,有若干个整数点,其顺序按图中箭头方向排列,如,,,,,,,…,根据规律探索可得,第2024个点的坐标为( )
A. B. C. D.
【变式4-3】如图,在平面直角坐标系中,一动点从点出发,其顺序按图中“→”方向排列,如:,,,,,,……按照这样的运动规律,第2023个点的坐标是( )
A. B. C. D.
【典例5】如图,在平面直角坐标系中,一个点从出发沿图中路线依次经过,,,…,按此一直运动下去,则的值为( )
A.1006 B.1007 C.1509 D.1511
【变式5-1】如图,在平面直角坐标系上有个点,点A第1次向上跳动1个单位至点,紧接着第2次向右跳动2个单位至点,第3次向上跳动1个单位,第4次向左跳动3个单位,第5次又向上跳动1个单位,第6次向右跳动4个单位,…,依次规律跳动下去,点A第2022次跳动至点的坐标是( )
A. B.
C. D.
【变式5-2】如图,在平面直角坐标系中有点,点第一次向左跳动至,第二次向右跳动至,第三次向左跳动至,第四次向右跳动至,…,依照此规律跳动下去,点第2024次跳动至点的坐标为( )
A. B. C. D.
类型二、平面直角坐标与几何综合
【典例6】如图,在平面直角坐标系中,点A的坐标,点B的坐标是,将线段向右平移得到线段,点D的坐标为,过点D作轴,垂足为E,动点P以每秒2个单位长度的速度匀速从点A出发,沿着A→E→D的方向向终点D运动,设运动时间为t秒.
(1)点C的坐标是______,当点P出发5秒时,则点P的坐标是______;
(2)当点P运动时,用含t的式子表示出点P的坐标;
(3)当点P在线段上运动时,是否存在点P使得三角形的面积是四边形面积的,若存在,求出此时点P的坐标;若不存在,试说明理由.
【变式6-1】如图,在平面直角坐标系中,已知,点A的坐标是,点B的坐标是且点C在x轴的负半轴上,且.
(1)直接写出点B坐标______,点C的坐标______
(2)在x轴上是否存在点P,使,若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)把点C往上平移3个单位得到点H,作射线,连接,点M在射线上运动(不与点C、H重合),试探究之间的数量关系,并证明你的结论.
【变式6-2】如图,在平面直角坐标系中,A,B坐标分别为、,且a,b满足:,现同时将点A,B分别向下平移4个单位,再向左平移1个单位,分别得到点A,B的对应点C,D,连接.
(1)求C,D两点的坐标及四边形的面积;
(2)点P是线段上的一个动点,连接,当点P在上移动时(不与B,D重合),的值是否发生变化,并说明理由;
(3)已知点M在y轴上,且点D在的外部,连接,若的面积与四边形的面积相等,求点M的坐标.
【变式6-3】如图,平面直角坐标系中,,,,,.
(1)求的面积;
(2)如图,点以每秒个单位的速度向下运动至,与此同时,点从原点出发,以每秒个单位的速度沿轴向右运动至,秒后,、、在同一直线上,求的值;
(3)如图,点在线段上,将点向右平移个单位长度至点,若的面积等于,求点坐标.
【变式6-4】如图,在平面直角坐标系中,点A,B的坐标分别为A(0,3),B(6,3),现同时将点A,B分别向下平移3个单位,再向左平移2个单位,分别得到点A,B的对应点C,D,连接AC,BD,AB.
(1)求点C,D的坐标;
(2)点M从O点出发,以每秒1个单位的速度向上平移运动.设运动时间为秒,问:是否存在这样的使得四边形OMDB的面积为12?若存在,请求出的值,若不存在,请说明理由.
(3)在(2)的条件下,点M从O点出发的同时,点N从D点出发,以每秒2个单位的速度向左平移运动,当点N到达点O时运动停止.设射线BN交轴于点E.设运动时间为秒,问:的值是否会发生变化?若不变,请求出它的值;若变化,请说明理由.
1.如图,所有正方形的中心均在坐标原点,且各边轴或轴平行,从内到外,它们的边长依次为2,4,6,8,…顶点依次用,,,,…表示,(在第三象限,顺时针依次为,,,在第三象限顺时针依次为,依此类推…)则顶点的坐标是( )
A. B. C. D.
2.如图,在平面直角坐标系上有点,点A第一次向左跳动至,第二次向右跳动至,第三次向左跳动至,第四次向右跳动至…依照此规律跳动下去,点A第2021次跳动至的坐标( )
A. B. C. D.
3.如图,在平面直角坐标系中,有若干个整数点,其顺序按图中箭头方向排列,如,,,,,,,…,根据规律探索可得,第2024个点的坐标为( )
A. B.
C. D.
4.在一单位为1的方格纸上,有一列点(其中n为正整数)均为网格上的格点,按如图所示规律排列,点,则的坐标为( )
A. B. C. D.
5.如图,在平面直角坐标系中有若干个整数点,其顺序按图中“→”方向排列,依次为,,,,,,,根据这个规律,可得第50个点的坐标为( )
A. B. C. D.
6.如图所示,在平面直角坐标系中,,将边长为1的正方形一边与x轴重合,按图中规律摆放,其中相邻两个正方形的间距都是1,则点的坐标为( )
A. B. C. D.
7.如图,在平面直角坐标系中,一动点从原点出发,沿着箭头所示方向,每次移动1个单位,依次得到点,…,根据这个规律,点的坐标为( )
A. B. C. D.
8.如图,一个机器人从点出发,向正西方向走到达点;再向正北方向走到达点,再向正东方向走到达点,再向正南方向走到达点,再向正西方向走到达点,…按如此规律走下去,当机器人走到点时,点的坐标为 .
9.如图,长方形的各边分别平行于x轴或y轴,物体甲和物体乙分别由点同时出发,沿矩形的边作环绕运动,物体甲按逆时针方向以1个单位/秒匀速运动,物体乙按顺时针方向以2个单位/秒匀速运动,则两个物体运动后的第2022次相遇地点的坐标是 .
10.如图,在平面直角坐标系中,一巡查机器人接到指令,从原点O出发,沿的路线移动,每次移动1个单位长度,依次得到点, , , , , , , ,…,则点的坐标是 .
11.如图,在平面直角坐标系中,点,的坐标分别为,,现同时将,两点先向上平移2个单位长度,再向右平移1个单位长度,分别得到点,的对应点,,连接,,.
(1)写出点,的坐标分别是______,______;四边形的面积为______;
(2)在轴上是否存在点,连接,,使得三角形面积是三角形面积的2倍,若存在,请求出点的坐标:若不存在,请说明理由;
(3)若点是直线上一点,连接,,请你直接写出,与的数量关系.
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专题10 平面直角坐标系压轴题归纳
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解题知识必备 1
压轴题型讲练 1
类型一、点坐标规律探索 (5种类型) 1
类型二、平面直角坐标与几何综合 14
压轴能力测评(11题) 23
知识点1:平面直角坐标
平面内画两条 相互垂直,原点重合 的数轴,组成平面直角坐标系.
水平的数轴称为 横轴或 x 轴 ,取 向右 为正方向;
竖直的数轴称为 纵轴或 y 轴 ,取 向上 为正方向;
两坐标轴的交点称为平面直角坐标系的原点.
知识点2:象限
x轴y轴将坐标平面分成了四个象限(quadrant),右上方的部分叫做第一象限,其他三个部分按逆时针方向依次叫做第二象限、第三象限和第四象限。
类型一、点坐标规律探索 (5种类型)
【典例1】如图所示,在平面直角坐标系中,半径均为个单位长度的半圆,,,成一条平滑的曲线,点从原点出发,沿这条曲线向右运动,速度为每秒个单位长度,则第秒时,点的坐标是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】本题考查了点的规律变化,解答本题的关键是仔细观察图象,得到点的变化规律,解决问题.根据图象可得移动 次图象完成一个循环,从而可得出点的坐标.
【详解】解:半径为个单位长度的半圆的周长为:,
点从原点出发,沿这条曲线向右运动,速度为每秒个单位长度,
点秒走个半圆,
当点从原点出发,沿这条曲线向右运动,运动时间为秒时,点的坐标为,
当点从原点出发,沿这条曲线向右运动,运动时间为秒时,点的坐标为,
当点从原点出发,沿这条曲线向右运动,运动时间为秒时,点的坐标为,
当点从原点出发,沿这条曲线向右运动,运动时间为秒时,点的坐标为,
当点从原点出发,沿这条曲线向右运动,运动时间为秒时,点的坐标为,
当点从原点出发,沿这条曲线向右运动,运动时间为秒时,点的坐标为,
,
,
的坐标是,
故选:.
【变式1-1】在平面直角坐标系中,一个智能机器人接到的指令是:从原点O出发,按“向上→向右→向下→向右”的方向依次移动,每次移动一个单位长度,其移动路线如图所示,第1次移动到点,第2次移动到点,……第n次移动到点,则点的坐标是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】本题考查点的坐标变化规律探究,根据题意可得移动四次完成一次循环,从而得到点的坐标.
【详解】解:根据题意得:,…,
根据变化规律可得,纵坐标4个为一个循环,前两个都为1,后两个都为0;
横坐标第一个为0,后面分别依次是2个点的横坐标为1,2个点的横坐标为2,2个点的横坐标为3,……,
,
∴点的坐标为,即.
故选:C.
【变式1-2】如图,动点P在平面直角坐标系中按图中箭头所示方向运动,第1次从原点运动到点,第2次接着运动到点,第3次接着运动到点,…按这样的运动规律,经过第2024次运动后,动点P的坐标是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题是平面直角坐标系下的坐标规律探究题,解答关键是利用数形结合解决问题.分析点的运动规律找到循环规律即可.
【详解】解:点坐标运动规律可以看做每运动四次一个循环,每个循环向右移动个单位,
∵,
∴经过第2024次运动后,点P正好完成了506个循环,
∴向右移动的距离为,
∴此时点P的坐标为,
故选:B.
【变式1-3】如图,在平面直角坐标系中,一动点从原点出发,沿着箭头所示方向,每次移动一个单位长度,依次得到点;;;;;,则点的坐标是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】本题考查坐标系下点的规律探究,根据图形找到点的规律是解题的关键.根据, ,得到,再结合图中点坐标规律可得,,由于,得到,由此可得.
【详解】解: , ,
,
由图中点的坐标规律可得,
,
,
,即,
,即.
故选:D.
【典例2】如图,在平面直角坐标系中,,把一条长为2024个单位长度且没有弹性的细线(线的粗细忽略不计)的一端固定在点A处,并按…的规律绕在四边形的边上,则细线另一端所在位置的点的坐标是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】本题利用点的坐标考查了数字变化规律,先求出四边形的周长为10,得到的余数为4,由此即可解决问题.
【详解】解:∵,
∴,,,,
∴绕四边形一周的细线长度为,
,
∴细线另一端在绕四边形第203圈的第4个单位长度的位置,
即细线另一端所在位置的点在C处上面1个单位的位置,坐标为.
故选:D.
【变式2-1】如图,在平面直角坐标系中,已知点,,,,动点P从点A出发,以每秒2个单位的速度按逆时针方向沿四边形的边做环绕运动:另一动点Q从点C出发,以每秒3个单位的速度按顺时针方向沿四边形的边做环绕运动,则第2024次相遇点的坐标是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题考查点坐标规律探索、行程问题中的相遇问题,通过计算找到坐标变化规律是解答的关键.根据坐标与图形可得四边形的各边长,结合点P、Q的速度求得两点相遇点的坐标,找出坐标变化规律即可求解.
【详解】解:∵点,,,,
∴,,
∴四边形的周长为,
由题意,经过1秒时,两点在点处相遇,随后,两点走的路程和是10的倍数时,两点相遇,相邻两次相遇间隔时间为(秒),
∴第二次相遇点是边的中点;
第三次相遇点是点;
第四次相遇点为点;
第五次相遇点为点,
第六次相遇点为点,……,
由此发现,每五次相遇点重合一次,
∵,
∴第2024次相遇点与第四次相遇点重合,即,
故选:B.
【变式2-2】如图,在平面直角坐标系中,一只瓢虫从点A出发以2个单位长度/秒的速度沿循环爬行,第2024秒瓢虫在( )处.
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】本题考查了点的坐标规律探索,能够找到规律是解题关键.
根据坐标可知,,求出循环爬行一周用时秒,然后计算,根据余数可确定最后的位置.
【详解】解:∵,
∴,,
∵一只瓢虫从点A出发以2个单位长度/秒的速度沿循环爬行,
∴爬行一周所需的时间为:秒,
∵,
∴在第2023秒时,瓢虫在点,
∴到第2024秒时,瓢虫从点往点跑了秒钟,即跑了2个单位长度,
故在第2024秒时,瓢虫的坐标为,
故选:A.
【变式2-3】如图所示,在平面直角坐标系中,,,,.把一条长为2019个单位长度且没有弹性的细线(线的粗细忽略不计)的一端固定在点A处,并按…的规律紧绕在四边形的边上,则细线另一端所在位置的点的坐标是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】本题考查的是坐标规律的探究,先求解四边形的周长为.结合,从而可得答案.
【详解】解:∵,,,,
∴,,
∴四边形的周长为.
∵,
∴细线另一端所在位置的点的坐标为.
故选A.
【典例3】如图,在平面直角坐标系中,一动点自处向上运动个单位长度至点,然后向左运动个单位长度至点处,再向下运动个单位长度至点处,再向右运动个单位长度至点处,…,按如此规律继续运动下去,当这点运动至处时,点的坐标是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】本题考查坐标系中点的坐标规律探究.解题的关键是找到点的横纵坐标的数字规律.先确定点在第四象限,根据第四象限各点横坐标、纵坐标的数据得出规律,进而得出答案即可.
【详解】解: ,则在第四象限,
由题意,第四象限的点为,,,,,
.
故选:C.
【变式3-1】如图,已知坐标,,,,,,,则的坐标是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】本题主要考查了点的坐标规律的探索,发现点的下标和点的坐标之间的关系是解答本题的关键.根据各个点在坐标系中点的位置,寻找出点的下标和各个点的坐标之间的关系,归纳出规律,然后根据规律推理点的坐标即可.
【详解】解:通过观察可得数字是4的倍数的点在第三象限,
,
点在第三象限,
,,,
,,,
依次类推,,
即.
故选D.
【变式3-2】如图,在一个单位面积为1的方格纸上,三角形,三角形,三角形,…是斜边在x轴上,且斜边长分别为2,4,6,…的等腰直角三角形.若三角形的顶点坐标分别为,,,则依图中所示规律,点的坐标是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】本题主要考查了点的坐标规律探索,观察图形可以看出;;每4个为一个循环,的横坐标为2,纵坐标每个循环增加2,由于,则的横坐标为2,纵坐标为,据此即可解答.
【详解】解:观察图形可以看出;;……每4个为一个循环,的横坐标为2,纵坐标每个循环增加2,
∵,
∴的横坐标为2,,纵坐标为,
∴的坐标为.
故选:D.
【变式3-3】如图,在平面直角坐标系中,从点,,,,,……依次扩展下去,则的坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】本题考查规律型:点的坐标,是一个阅读理解,猜想规律的题目,解答此题的关键是首先确定点所在的象限,该象限内点的规律,然后就可以进一步推出点的坐标.根据各个点的位置关系,可得出下标为4的倍数的点在第一象限,被4除余1的点在第二象限,被4除余2的点在第三象限,被4除余3的点在第四象限,点的在第二象限,再根据第二项象限点的规律即可得出结论.
【详解】解:由规律可得,,
∴点的在第二象限,
∵点,点,点,
∴点.
故选:C.
【典例4】如图,一个粒子在第一象限内及x轴、y轴上运动,在第1分钟后,它从原点运动到点,在第2分钟后,它从点运动到点,而后它接着按图中箭头所示在与x轴,y轴平行的方向上来回运动,且每分钟移动1个单位长度,则在第200分钟后,这个粒子所在位置的坐标是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题考查的是动点坐标问题,解题的关键是找出粒子的运动规律.找出粒子运动规律和坐标之间的关系即可解题.
【详解】解:由题知表示粒子运动了0分钟,
表示粒子运动了(分钟),将向左运动,
表示粒子运动了(分钟),将向下运动,
表示粒子运动了(分钟),将向左运动,
…,
于是会出现:
点粒子运动了(分钟),此时粒子是从左边移动过来的,将会向下运动,
∴在第200分钟时粒子是在 点粒子左边个单位长度,
∴粒子的位置为,
故选:B.
【变式4-1】如图,在平面直角坐标系中,有若干个横坐标分别为整数的点,其顺序按图中“→”方向排列,如,,,,,…根据这个规律,第2024个点的横坐标为( )
A.42 B.43 C.44 D.45
【答案】D
【分析】此题考查的是点的坐标规律题,根据点的坐标变化规律归纳公式是解决此题的关键.根据图形推导出当n为奇数时,第n个正方形每条边上有个点,连同前边所有正方形共有个点,且终点为;当n为偶数时,第n个正方形每条边上有个点,连同前边所以正方形共有点,且终点为.而,由,解得.由规律可知,第44个正方形每条边上有个点,且终点坐标为,由图可知,再倒着推1个点的坐标即可得到答案.
【详解】解:由图可知:第一个正方形每条边上有2个点,共有个点,且终点为;
第二个正方形每条边上有3个点,连同第一个正方形共有个点,且终点为;
第三个正方形每条边上有4个点,连同前两个正方形共有个点,且终点为;
第四个正方形每条边上有5个点,连同前两个正方形共有个点,且终点为;
故当n为奇数时,第n个正方形每条边上有个点,连同前边所有正方形共有个点,且终点为;当n为偶数时,第n个正方形每条边上有个点,连同前边所以正方形共有点,且终点为.
而,,
解得:.
由规律可知,第44个正方形每条边上有个点,且终点坐标为,由图可知,再倒着推1个点的坐标为:.
∴第2024个点的横坐标为45;
故选:D.
【变式4-2】如图,在平面直角坐标系中,有若干个整数点,其顺序按图中箭头方向排列,如,,,,,,,…,根据规律探索可得,第2024个点的坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】本题考查了点的坐标规律,根据图形可知第列有个点,点的横坐标为,奇数列点由下到上进行运动,偶数列点从上到下进行运动,进而得到所有列点的总数为,推出第2024个点在第列,即可得到第2024个点的坐标
【详解】解:解:由图知,第一列有1个点,点的横坐标为0,
第二列有2个点,点的横坐标为1,
第三列有3个点,点的横坐标为2,
依次类推,
第列有个点,点的横坐标为,且奇数列点由下到上进行运动,偶数列点从上到下进行运动,
所有列点的总数为,
有,
,
,即第2024个点在第64列,
第2024个点的横坐标为63,
,64为偶数列,
第2024个点的纵坐标为7,
第2024个点的坐标为.
故选:A.
【变式4-3】如图,在平面直角坐标系中,一动点从点出发,其顺序按图中“→”方向排列,如:,,,,,,……按照这样的运动规律,第2023个点的坐标是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题主要考查了找规律,由图得第1个点的坐标是,第9个点的坐标是,第25个点的坐标是,,得第个点为奇数)的坐标是,由,得第2025个点的坐标是,故第2023个点的坐标是.
【详解】解:由图得第1个点的坐标是,第9个点的坐标是,第25个点的坐标是,,
得第个点为奇数)的坐标是,
由,
得第2025个点的坐标是,
故第2023个点的坐标是.
故选:B.
【典例5】如图,在平面直角坐标系中,一个点从出发沿图中路线依次经过,,,…,按此一直运动下去,则的值为( )
A.1006 B.1007 C.1509 D.1511
【答案】D
【分析】本题主要考查了点坐标规律的探索,解题的关键在于能够准确找到相应的规律进行求解.根据题意可得,,,,,,则,,,,,,,,由此可知当n为偶数时;每四个数中有1个负数,且为每组的第三个数,从开始递减,而,可得,由此求解即可.
【详解】解:由题意可知,,,,,,
∴,,,,,,,,
由此可知当n为偶数时 ,
∴,,
∵每四个数中有1个负数,且为每组的第三个数,从开始递减,
而,
∴,
∴,
故选:D.
【变式5-1】如图,在平面直角坐标系上有个点,点A第1次向上跳动1个单位至点,紧接着第2次向右跳动2个单位至点,第3次向上跳动1个单位,第4次向左跳动3个单位,第5次又向上跳动1个单位,第6次向右跳动4个单位,…,依次规律跳动下去,点A第2022次跳动至点的坐标是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】本题考查了点的坐标规律探究,根据部分点坐标的变化找出变化规律“,,,,(m为自然数)”是解题的关键.
设第次跳动至点,根据部分点坐标的变化找出变化规律“,,,,(m为自然数)”,依此规律结合即可得出点的坐标.
【详解】解:设第次跳动至点,
观察,发现:,,,,,,,,,,,
,,,,(m为自然数).
,
,即.
故选:D.
【变式5-2】如图,在平面直角坐标系中有点,点第一次向左跳动至,第二次向右跳动至,第三次向左跳动至,第四次向右跳动至,…,依照此规律跳动下去,点第2024次跳动至点的坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】本题考查了点的坐标规律,根据题意可以发现规律,顺序数为偶数的点都在第一象限,且对应点的坐标的纵坐标比横坐标小1,的坐标为,根据规律直接求解即可.
【详解】解:根据题意可以发现规律,顺序数为偶数的点都在第一象限,且对应点的坐标的纵坐标比横坐标小1,
∴的坐标为,
∴点的坐标为,
故选:A.
类型二、平面直角坐标与几何综合
【典例6】如图,在平面直角坐标系中,点A的坐标,点B的坐标是,将线段向右平移得到线段,点D的坐标为,过点D作轴,垂足为E,动点P以每秒2个单位长度的速度匀速从点A出发,沿着A→E→D的方向向终点D运动,设运动时间为t秒.
(1)点C的坐标是______,当点P出发5秒时,则点P的坐标是______;
(2)当点P运动时,用含t的式子表示出点P的坐标;
(3)当点P在线段上运动时,是否存在点P使得三角形的面积是四边形面积的,若存在,求出此时点P的坐标;若不存在,试说明理由.
【答案】(1); ;
(2)点在上运动时,,点P在上运动时,
(3)存在,或.
【分析】本题是平移综合题,考查了三角形的面积,动点问题,解题的关键是分类讨论思想的应用.
(1)根据题意,,进而求出点的坐标;由题意得,,,点在上,且,进而表示出点的坐标;
(2)当点在上运动时,当点在上运动时,分别表示出点的坐标即可作答;
(3)先求出四边形的面积,点在上运动时列方程求解即可.
【详解】(1)解:点的坐标是,点的坐标为,
由平移的性质得,
点的坐标,
;
由题意得,,,
点的运动速度为每秒2个单位长度,
出发5秒时,运动的距离为10个单位长度,
此时点在上,且,
点的坐标为,
故答案为:,;
(2)解:当点在上运动时,
,
点的坐标为;
当点在上运动时,
,
点的坐标为,
点的坐标为;
(3)解:四边形的面积为,
,
当点在上运动时,边上的高为4,
即,
解得,
点的坐标为或,
【变式6-1】如图,在平面直角坐标系中,已知,点A的坐标是,点B的坐标是且点C在x轴的负半轴上,且.
(1)直接写出点B坐标______,点C的坐标______
(2)在x轴上是否存在点P,使,若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)把点C往上平移3个单位得到点H,作射线,连接,点M在射线上运动(不与点C、H重合),试探究之间的数量关系,并证明你的结论.
【答案】(1),
(2)或
(3)或或,理由见解析
【分析】本题是几何变换综合题,考查了平移变换的性质,平行线的判定和性质,二次根式有意义的条件等知识;
(1)由非负数的性质求a,b的值,求出线段的长即可;
(2)设出P点坐标,可分两种情况,根据面积关系,构建方程即可解决问题;
(3)分三种情形:①当点M在点H的上方且在直线下方时;②如图,点M在H上方且在直线上方时;③当点M在线段上(不与C,H重合)时,由平行线的性质即可解决问题.
【详解】(1)解:,
,
,,
,
,
,
,
,
点C在x轴的负半轴,
,
故答案为:,;
(2)点P在x轴上,设,
,
由题意得:,
解得:或,
或;
(3)①当点M在点H的上方且在直线下方时,,
证明:设交于J,
,
,
,
;
②如图,点M在H上方且在直线上方时,
同理可得.
③当点M在线段上(不与C,H重合)时,,
作,
,
,
,
.
【变式6-2】如图,在平面直角坐标系中,A,B坐标分别为、,且a,b满足:,现同时将点A,B分别向下平移4个单位,再向左平移1个单位,分别得到点A,B的对应点C,D,连接.
(1)求C,D两点的坐标及四边形的面积;
(2)点P是线段上的一个动点,连接,当点P在上移动时(不与B,D重合),的值是否发生变化,并说明理由;
(3)已知点M在y轴上,且点D在的外部,连接,若的面积与四边形的面积相等,求点M的坐标.
【答案】(1);四边形的面积为20;
(2)不变,,理由见解析;
(3).
【分析】(1)根据条件确定A,B坐标,根据平移得到C,D两点的坐标;由A,B,C,D坐标确定四边形底和高,即可求面积;
(2)过点作的平行线,根据平行线的性质可得;
(3)设M坐标为,根据,列出方程求出m的值,即可确定M点坐标.
【详解】(1)解:
将点A,B分别向下平移4个单位,向左平移1个单位
故答案为:,四边形的面积为20;
(2)由(1)中、,可得;
如下图所示,过点作
,不发生变化;
(3)如下图所示,过作交于点F,设点
即
解得:,;
故答案为:.
【点睛】本题考查了坐标与图形平移的关系,坐标与平行四边形性质的关系,平行线的性质及三角形、平行四边形的面积公式,关键是理解平移规律,作平行线将相关角进行转化.
【变式6-3】如图,平面直角坐标系中,,,,,.
(1)求的面积;
(2)如图,点以每秒个单位的速度向下运动至,与此同时,点从原点出发,以每秒个单位的速度沿轴向右运动至,秒后,、、在同一直线上,求的值;
(3)如图,点在线段上,将点向右平移个单位长度至点,若的面积等于,求点坐标.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)由非负数的性质求出,求出,由三点的坐标可求出答案;
(2)根据三角形的面积关系可得出答案;
(3)连接,设,由三角形面积关系得出,由平移的性质得出,根据三角形的面积关系可求出答案.
【详解】(1),,,
,,
,,
,
,,,
,,
;
(2)由题意知:,,
,
,
.
(3)连接,,
设,
,
,
,
点向右平移个单位长度得到点,
,
,
,
,
,
【点睛】本题是三角形综合题,考查了非负数的性质,坐标与图形的性质,平移的性质,三角形的面积等知识,解题的关键是学会利用参数构建方程解决问题.
【变式6-4】如图,在平面直角坐标系中,点A,B的坐标分别为A(0,3),B(6,3),现同时将点A,B分别向下平移3个单位,再向左平移2个单位,分别得到点A,B的对应点C,D,连接AC,BD,AB.
(1)求点C,D的坐标;
(2)点M从O点出发,以每秒1个单位的速度向上平移运动.设运动时间为秒,问:是否存在这样的使得四边形OMDB的面积为12?若存在,请求出的值,若不存在,请说明理由.
(3)在(2)的条件下,点M从O点出发的同时,点N从D点出发,以每秒2个单位的速度向左平移运动,当点N到达点O时运动停止.设射线BN交轴于点E.设运动时间为秒,问:的值是否会发生变化?若不变,请求出它的值;若变化,请说明理由.
【答案】(1)C(-2,0),D(4,0)
(2)t=2
(3)值不变,为6
【分析】(1)根据点的坐标及平移方法即可确定;
(2)过B作BH⊥OD的延长线,垂足为H.由(1)中点的坐标得出D=6,DH=2,OD=4,AB=6,设M点坐标为(0,t),连接MB、OB,则四边形的面积等于△OBD的面积加上△OMD的面积等于12,然后解出t即可;
(3)设运动时间为秒,OM=t,ON=4-2t(0≤t≤2),过B作BH⊥OD的延长线,垂足为H,连接MB,OB,结合图形可得=S△ONB+S△OMB,然后代入求解即可.
【详解】(1)解:∵点A,B的坐标分别为A(0,3),B(6,3),将点A,B分别向下平移3个单位,再向左平移2个单位
∴C(-2,0),D(4,0);
(2)解:存在;如图,过B作BH⊥OD的延长线,垂足为H.
由题意得点C和点D的坐标分别为(-2,0)和(4,0).A(0,3),B(6,3),
∴CD=6,DH=2,OD=4,AB=6,
设M点坐标为(0,t),连接MB、OB,
∴OM=t.
∵S四边形OMBD=S△OBD+S△OMB=12,
∴,
即,
解得t=2;
(3)解:不变.
理由如下:
如图所示,设运动时间为秒,OM=t,ON=4-2t(0≤t≤2),
过B作BH⊥OD的延长线,垂足为H,连接MB,OB,
∵=S四边形OMBN,S四边形OMBN=S△ONB+S△OMB,
∴=S△ONB+S△OMB
=
=
=6-3t+3t
=6;
∴为定值6,故其值不会变化.
【点睛】本题属于四边形的综合问题,考查了点坐标平移、坐标与图形、动点问题以及图形的面积等知识点,灵活应用所学知识是解答本题的关键.
1.如图,所有正方形的中心均在坐标原点,且各边轴或轴平行,从内到外,它们的边长依次为2,4,6,8,…顶点依次用,,,,…表示,(在第三象限,顺时针依次为,,,在第三象限顺时针依次为,依此类推…)则顶点的坐标是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】本题主要考查点坐标与图形的规律,掌握图形与点坐标的特点,规律是解题的关键.
根据坐标的变化找出变化规律“,为自然数”,依此即可得出结论.
【详解】解:观察发现:,…
∴为自然数.
∵,
∴.
故选:C.
2.如图,在平面直角坐标系上有点,点A第一次向左跳动至,第二次向右跳动至,第三次向左跳动至,第四次向右跳动至…依照此规律跳动下去,点A第2021次跳动至的坐标( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据即,即, 即,即…依照此规律跳动下去,当n为奇数时,当n为偶数时,解答即可.
本题考查了坐标的规律问题,正确发现坐标与序号的规律是解题的关键.
【详解】解:根据即,即, 即,即…
依照此规律跳动下去,当n为奇数时,当n为偶数时,
2021是奇数,
故点A第2021次跳动至的坐标为即.
故选A.
3.如图,在平面直角坐标系中,有若干个整数点,其顺序按图中箭头方向排列,如,,,,,,,…,根据规律探索可得,第2024个点的坐标为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】本题考查了点的坐标规律,根据图形可知第列有个点,点的横坐标为,奇数列点由下到上进行运动,偶数列点从上到下进行运动,进而得到所有列点的总数为,推出第2024个点在第列,即可得到第2024个点的坐标.
【详解】解:由图知,第一列有1个点,点的横坐标为0,
第二列有2个点,点的横坐标为1,
第三列有3个点,点的横坐标为2,
依次类推,
第列有个点,点的横坐标为,且奇数列点由下到上进行运动,偶数列点从上到下进行运动,
所有列点的总数为,
有,
,
,即第2024个点在第列,
第2024个点的横坐标为,
,为偶数列,
第2024个点的纵坐标为,
第2024个点的坐标为.
故选:B.
4.在一单位为1的方格纸上,有一列点(其中n为正整数)均为网格上的格点,按如图所示规律排列,点,则的坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题考查了坐标的规律探索,根据直角坐标系得出坐标的规律是解题关键.观察坐标系发现,即可得到的坐标.
【详解】解:由直角坐标系可知,,,,…,
以此类推可知,
,
的坐标为,即.
故选:B.
5.如图,在平面直角坐标系中有若干个整数点,其顺序按图中“→”方向排列,依次为,,,,,,,根据这个规律,可得第50个点的坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】本题的考查了对平面直角坐标系的熟练运用能力,用“从特殊到一般”的方法入手寻找规律是解答本题的关键.从图中可以看出横坐标为1的有一个点,横坐标为2的有2个点,横坐标为3的有3个点,…依此类推横坐标为n的有n个点,通过加法计算算出第50个点位于第几列第几行,然后对应得出坐标规律,将行列数代入规律式.
【详解】解:在横坐标上,第一列有一个点,第二列有2个点.…第n个有n个点,并且奇数列点数对称而偶数列点数y轴上方比下方多一个,
∵,
∴第50个点在第10列上,
∴奇数列的坐标为 ;
偶数列的坐标为 ,
由加法推算可得到第50个点位于第10列自上而下第6行,
将10代入上式得,
即,
故选A.
6.如图所示,在平面直角坐标系中,,将边长为1的正方形一边与x轴重合,按图中规律摆放,其中相邻两个正方形的间距都是1,则点的坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】本题主要考查了点的坐标变化规律问题,根据横坐标,纵坐标的变化规律,每8个点看作一次循环,再根据点在第253个循环中的第7个点的位置,即可得出点的坐标.
【详解】解:由图可得,第一个正方形中,,
各点的横坐标依次为1,1,2,2,纵坐标依次为0,1,1,0;
第二个正方形中,,
各点的横坐标依次为3,3,4,4,纵坐标依次为0,,,0;
根据纵坐标的变化规律可知,每8个点一次循环,
,
∴点在第253个循环中的第7个点的位置,故其纵坐标为,
又的横坐标为3,的横坐标为7,的横坐标为11,
…
的横坐标为1012,
∴点的坐标为,
故选:D.
7.如图,在平面直角坐标系中,一动点从原点出发,沿着箭头所示方向,每次移动1个单位,依次得到点,…,根据这个规律,点的坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】本题主要考查了点的坐标规律探索, 根据题意可得规律每四次移到为一个循环,横坐标为1,1,0,0依次出现,纵坐标每2次移到增加1,据此规律求解即可.
【详解】解:,,,,,……,
以此类推可知,每四次移到为一个循环,横坐标为1,1,0,0依次出现,纵坐标每2次移到增加1,
∵,
∴点的横坐标为0,纵坐标为14,
∴点的坐标为,
故选:A.
8.如图,一个机器人从点出发,向正西方向走到达点;再向正北方向走到达点,再向正东方向走到达点,再向正南方向走到达点,再向正西方向走到达点,…按如此规律走下去,当机器人走到点时,点的坐标为 .
【答案】
【分析】此题考查了点在平面直角坐标系的坐标规律,解题的关键是发现规律,利用规律解决问题.
观察点的坐标规律即可求解.
【详解】观察图象可知,下标为偶数时在二四象限,下标为奇数时在一、三象限,
由,,,…
,,,
…
,,,
∵,
∴,
故答案为:.
9.如图,长方形的各边分别平行于x轴或y轴,物体甲和物体乙分别由点同时出发,沿矩形的边作环绕运动,物体甲按逆时针方向以1个单位/秒匀速运动,物体乙按顺时针方向以2个单位/秒匀速运动,则两个物体运动后的第2022次相遇地点的坐标是 .
【答案】
【分析】本题考查坐标规律探究,先求出长方形的周长,求出两物体每次相遇所需的时间,进而得到相应的规律,进行求解即可.
【详解】解:由图可知,长方形的周长为,
∴每次相遇需要的时间为:秒,
∵物体甲按逆时针方向以1个单位/秒匀速运动,
∴每次相遇,甲走的路程为个单位长度,
∴第3次相遇时,两个物体回到起点,即每经过3次相遇,两个物体回到起点,
∵,
∴两个物体运动后的第2022次相遇回到起点;
故答案为:.
10.如图,在平面直角坐标系中,一巡查机器人接到指令,从原点O出发,沿的路线移动,每次移动1个单位长度,依次得到点, , , , , , , ,…,则点的坐标是 .
【答案】
【分析】本题考查了平面直角坐标系中动点的规律探索,由点的移动确定其位置及坐标的变化规律是解题的关键.根据坐标点的变化规律可知每8个点的位置一循环,由此先确定的坐标与的坐标类似,再由类似位置点的坐标变化规律确定点的坐标即可.
【详解】解:∵, , , , , , , ,…
∴坐标点每8个点的位置一循环,
∵,
∴的坐标与的坐标类似,
与的坐标类似为由,
得.
故答案为:.
11.如图,在平面直角坐标系中,点,的坐标分别为,,现同时将,两点先向上平移2个单位长度,再向右平移1个单位长度,分别得到点,的对应点,,连接,,.
(1)写出点,的坐标分别是______,______;四边形的面积为______;
(2)在轴上是否存在点,连接,,使得三角形面积是三角形面积的2倍,若存在,请求出点的坐标:若不存在,请说明理由;
(3)若点是直线上一点,连接,,请你直接写出,与的数量关系.
【答案】(1);;8;(2)存在,点坐标为或;(3)当点在线段上运动时,;当点在线段延长线运动时,;当点在线段延长线运动时,
【分析】(1)根据点的平移规律可得D、C的坐标以及四边形ABCD的面积;
(2)根据四边形的面积是三角形面积的2倍,得,即可求出点P的坐标;
(3)分三种情况,当点Q在线段BC上运动时,当点Q在线段BC的延长线上运动时,当点Q在CB的延长线上运动时,分别画图得出答案.
【详解】解:(1)点,的坐标分别为,,
将,两点先向上平移2个单位长度,再向右平移1个单位长度,分别得到点,的坐标分别是,
AB=CD,
四边形ABCD为平行四边形
四边形的面积为:;
(2)存在,理由如下:
D , C
∵AB、CD之间的距离为2,且三角形面积是三角形面积的2倍,
,
∵两个三角形等高,且
又∵
∴,
点B的坐标为
点P的坐标为或;
(3)①当点在线段上运动时,延长DQ交x轴于E点,如图2-1
;
②当点在线段延长线运动时,如图2-2
;
③当点在线段延长线运动时,如图2-3
;
综上所述:当点在线段上运动时,;
当点在线段延长线运动时,;
当点在线段延长线运动时,.
【点睛】本题考查了平行线的性质、三角形外角的性质,以及点的平移的规律,对点Q的位置进行分类讨论时解题的关键.
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