内容正文:
专题06 平面直角坐标系中的几何问题分类训练
(3种类型30道)
目录
【题型1 动点最值问题】 1
【题型2 探究数量关系】 6
【题型3 动点存在性问题】 10
【题型1 动点最值问题】
1.如图1,直线于点B,,点D为中点,一条光线从点A射向D,反射后与直线l交于点E(提示:作法线).
(1)求证:;
(2)如图2,连接交于点F,连接交于点H,,求证:;
(3)如图3,在(2)的条件下,点P是边上的动点,连接,,,,求的最小值.
2.已知,在平面直角坐标系中,点,,过点作直线与轴互相垂直,为轴上的一个动点,且.
(1)如图1,若点是第二象限内的一个点,且时,则点的坐标为___________;___________.
(2)如图2,若点是第三象限内的一个点,设点的坐标,试判断的值是否发生变化?若不变,请求出的值;若发生变化,请说明理由.
(3)如图3,连接,作的平分线,点分别是射线与边上的两个动点,连接,当时,试求的最小值.
3.如图1,在四边形中,,点E是边上一点,,,连接、,可知此时是等腰直角三角形.
(1)如图2,在长方形中,点P是边上一点,在边、上分别作出点E、F,使得点F、E、P是一个等腰直角三角形的三个顶点,且,.要求:用尺规作图,保留作图痕迹,不写作法.
【问题探究】
(2)如图3,在平面直角坐标系中,已知点,点,点C在第一象限内,若是等腰直角三角形,则点C的坐标?
【问题解决】
(3)如图4,在平面直角坐标系中,已知点,点C是y轴上的动点,线段绕着点C按逆时针方向旋转至线段,,连接、,则的最小值.
4.如图,已知点A(a,0),点C(0,b),其中a、b满足|a﹣8|+b2﹣8b+16=0,四边形OABC为长方形,将长方形OABC沿直线AC对折,点B与点B′对应,连接点C交x轴于点D.
(1)求点A、C的坐标;
(2)求OD的长;
(3)E是直线AC上一个动点,F是y轴上一个动点,求△DEF周长的最小值.
5.平面直角坐标系中,A(0,4),B(﹣4,0),点C为x轴上的点,且△ABC的面积为2.
(1)如图1,求点C的坐标;
(2)如图2,若点C在点B的右侧,连AC并延长至点D,使得DO=AO,过点B作BE∥y轴交OD的延长线于点E,求OE﹣BE的值;
(3)如图3,若点C在点B的右侧,点P为y轴上一点,CP为腰作等腰△CPQ,其中PC=PQ,且∠CPQ=2∠ACO=2α(α为定值),AC=5,连接OQ,求线段OQ的最小值.
6.如图1,在平面直角坐标系中,直线AB与x轴交于点A(m,0),与y轴交于点B(0,n),且m,n满足:(m+n )2+|n-6| =0.
(1)求:①m,n的值;② S△ABE 的值;
(2)D为OA延长线上一动点,以BD为直角边作等腰直角△BDE,连接EA,求直线EA与y轴交点F的坐标.
(3)如图2,点E为y轴正半轴上一点,且 ∠OAE= 30°,AF平分∠OAE,点M是射线AF上一动点,点N是线段OA上一动点,试求OM+MN 的最小值(图1与图2中点A的坐标相同).
7.问题:在平面直角坐标系中有两点,,如何求线段的长度?小明在网上搜索到下面的文字材料:
在轴上有两个点,它们的坐标分别为和.则这两点所成线段长为;同样的,若在轴上的两点坐标分别为和,则这两点所成线段长为.
根据上面材料,完成探究:
(1)如图1,在直角坐标系中的任意两点P₁,P₂其坐标分别是和,分别过这两点作两坐标轴的平行线,构成一个直角三角形,其中直角边____,_____,利用勾股定理可得,_____.
应用:
(2)平面直角坐标系中,已知两点.和 线段_____.
(3)如图2,在直角坐标系中,点A,B的坐标分别为和,点C是x轴上的动点,且A,B,C三点不在同一条直线上,点C在什么位置时的周长最小?最小值是多少?
8.在平面直角坐标系中,已知.
(1)如图1,若点,直接写出点的坐标;
(2)如图2,若点,求点的坐标(用含的式子表示),并直接写出的最小值.
9.如图,,,都在边长为1个单位的正方形网格的格点上.
(1)判断的形状,并说明理由;
(2)画出点关于直线的对称点,连,.直接写出为 ;
(3)点,分别为边,上的动点,请找出点,的位置,使得最小,直接写出的最小值为 .
10.已知点A(4m﹣6,0),B(0,m+3)分别为两坐标轴正半轴上一点,OA=OB.
(1)求m的值及点A、点B的坐标;
(2)若点D为线段OA上一点(不与O,A重合).
①如图1,将线段BO沿直线BD翻折,使点O落在AB边上的点E处,点P是直线BD上一动点,求△PEA的周长的最小值;
②如图2,点F为AB的中点,点C在y轴负半轴上,若AD+OC=CD,则∠CFD的大小是否发生改变,若不变,请求出∠CFD度数;若变化,请说明理由.
【题型2 探究数量关系】
11.已知,是等腰直角三角形,,A点在x轴负半轴上,直角顶点B在y轴上,点C在x轴上方.
(1)如图1所示,若A的坐标是,点B的坐标是,求点C的坐标;
(2)如图2,过点C作轴于D,请直接写出线段之间等量关系;
(3)如图3,若x轴恰好平分与x轴交于点E,过点C作轴于F,问与有怎样的数量关系?并说明理由.
12.如图,点、,且a、b满足.
(1)如图1,求的面积;
(2)如图2,点D从点O出发以每秒1个单位的速度沿y轴正方向运动,点E从点A出发,以每秒2个单位的速度沿x轴负方向运动,设运动时间为t,当时,求t的取值范围:
(3)如图3,点C在线段上,(不与A、B重合)移动,,且,猜想线段之间的数量关系并证明你的结论.
13.如图,点,且满足.
(1)如图1,求的面积;
(2)如图2,点C在线段上(不与重合)移动,,且,猜想线段之间的数量关系并证明你的结论;
(3)如图3,若P为x轴上异于原点O和点A的一个动点,连接,且,直线交y轴于点Q,当P点在x轴上移动时,线段长为定值,请求出该定值
14.如图,点,,满足,若点为射线上异于原点和点A的一个动点.
(1)如图1,①直接写出:点A的坐标为________,点的坐标为________;
②当点位于点与点A之间时,连接,以线段为边作等腰直角(为直角顶点,,,按逆时针方向排列),连接.求证:;(提示:在同一三角形中,等角对等边)
(2)点是直线上异于点A与点的一点,使得,过点作交轴于点,探究,,之间的数量关系,并证明.
15.在平面直角坐标系中,,,,P点为y轴上一动点,且.
(1)求点A、B、M的坐标;
(2)当P点在线段上运动时,试问是否存在一个点P使,若存在,请求出P点的坐标;若不存在,请说明理由.
(3)不论P点运动到直线上的任何位置(不包括点O、M),、、三者之间是否都存在某种固定的数量关系,如果有,请利用所学知识找出并证明;如果没有,请说明理由.
16.如图1,以直角的直角顶点O为原点,以所在直线为x轴和y轴建立平面直角坐标系,点,并且满足.
(1)直接写出点A,点C的坐标;
(2)如图1,坐标轴上有两动点P,Q同时出发,点P从点C出发沿x轴负方向以每秒2个单位长度的速度匀速运动,点Q从点O出发沿y轴正方向以每秒1个单位长度的速度匀速运动,当点P到达点O整个运动随之结束;线段的中点D的坐标是,设运动时间为t秒.是否存在t,使得与的面积相等?若存在,求出t的值;若不存在,说明理由;
(3)如图2,在(2)的条件下,若,点G是第二象限中一点,并且平分,点E是线段上一动点,连接交于点H,当点E在上运动的过程中,探究之间的数量关系,直接写出结论.
17.在平面直角坐标系中,点和点在坐标轴上,其中点,满足,将线段平移至线段处,且点的对应点为点,点的对应点为点.
(1)求,两点的坐标.
(2)如图1,若点在第四象限且坐标为,的面积等于15,求点的坐标.
(3)如图2,若平移后,两点在坐标轴上,为线段上一动点(不包括点和点),连接,平分,,请写出,,之间的数量关系,并说明理由.
18.如图,在平面直角坐标系中,点,点P从点A出发沿x轴正方向以每秒2个单位长度的速度匀速移动,点Q从点O出发沿y轴正方向以每秒1个单位长度的速度匀速移动,且点P,点Q同时出发,设运动时间为t秒.
(1)和位置关系是_________________; ___________; ___________;(用含t的式子表示)
(2)如图1,当点P,点Q分别是线段上时,连接,若,求出点P的坐标;
(3)在点P,点Q运动过程中,当时,请猜想和的数量关系,并说明理由.
19.等腰中,,点、点分别是轴、轴两个动点,直角边交轴于点,斜边交轴于点.
(1)如图1,若,,求点的坐标;
(2)如图2,在等腰不断运动的过程中,若满足始终是的平分线,试探究:线段、、三者之间是否存在某一固定的数量关系,并说明理由.
20.如图①,在平面直角坐标系中,已知,,,点B在x轴上,,且,连接,.
(1)直接写出点B的坐标:B(_____,______)
(2)连接,若点M在y轴上且三角形的面积是三角形面积的2倍,求点M的坐标;
(3)如图②,若点E是线段延长线上的一点,连接,,判断,,之间存在怎样的数量关系,请说明理由.
【题型3 动点存在性问题】
21.已知在平面直角坐标系中有三点,请回答如下问题:
(1)在坐标系内描出点A、B、C的位置,连接,则的面积是 ;
(2)画出关于x轴对称的;
(3)在y轴上是否存在点P,使以A、B、P三点为顶点的三角形的面积为5.若存在,请直接写出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
22.如图,在平面直角坐标系中,点,,都在坐标轴上,其中 b,c满足,a,b是同一个数的两个不相等的平方根.点M的坐标为,且点M不在坐标轴上,以点O,A,C,M为顶点的四边形面积为S.
(1)求a,b,c的值;
(2)若点M在第四象限,用含m的式子表示S;
(3)是否存在点M,使得S等于三角形的面积,若存在,求出点M的坐标;若不存在,请说明理由.
23.综合与探究
如图,在平面直角坐标系中,已知点,点,C为x轴正半轴上的一点,且,
(1)求点C的坐标.
(2)若点D在y轴上,且满足,求点D的坐标.
(3)坐标轴上是否存在一点P,使得为直角三角形?若存在,直接写出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
24.如图,在平面直角坐标系中,的三个顶点的坐标分别为,,.
(1)作出关于y轴对称的,并写出点的坐标;
(2)求的面积;
(3)若x轴上存在一点P,使得周长最短,周长最小值为__________,此时点P的坐标为__________.
;
25.如图,在边长为1个单位长度的小正方形网格中建立平面直角坐标系.已知的顶点的坐标为,顶点的坐标为,顶点的坐标为.
(1)请在下图中画出与关于轴对称的;
(2)求的面积;
(3)连接,在轴是否存在点,使得.若存在,请直接写出点的坐标,若不存在,请说明理由.
26.如图,在平面直角坐标系中,O为坐标原点,的边在x轴上,A,C两点的坐标分别为,且,点P从B出发,以每秒1个单位的速度沿射线匀速运动,设点P运动时间为t.
(1)求A、C两点的坐标;
(2)连接,当的面积等于的面积的一半时,求t的值;
(3)当P在线段上运动时,在y轴上是否存在点Q,使与全等?若存在,请直接写出t的值并直接写出Q点坐标;若不存在,请说明理由.
27.如图,以直角三角形的直角顶点为原点,分别以所在直线为轴、轴建立平面直角坐标系,点,满足.
(1)点的坐标为______,点的坐标为______;
(2)直角三角形的面积为______;
(3)已知轴、轴上分别有动点,点从点出发以每秒个单位长度的速度沿轴负方向匀速移动,点从点出发以每秒个单位长度的速度沿轴正方向匀速移动,两点同时出发,当点到达点时,整个运动随之结束.的中点的坐标是,设运动时间为秒,是否存在这样的值,使?若存在,请求出的值;若不存在,请说明理由.
28.已知在平面直角坐标系中有点,,,.
(1)在坐标系内描出的位置;
(2)求出的面积;
(3)在y轴上是否存在一点P使得以三点为顶点的三角形面积为10,若存在,请直接写出点P的坐标,若不存在,请说明理由.
29.在平面直角坐标系中,为坐标原点,过点分别作轴、轴的平行线,交轴于点,交轴于点.
(1)直接写出点和点的坐标,其中点的坐标为__________,点的坐标为__________;
(2)动点若从点出发,沿射线以1个单位长度/秒的速度运动,运动时间为(秒),当为直角三角形时,求的值.
(3)动点若从点出发,沿以2个单位长度/秒的速度向终点运动,运动时间为(秒),点,连接、,是否存在这样的值,使,若存在,请求出值,若不存在,请说明理由.
30.综合与探究
已知:在平面直角坐标系中,,,且a,b满足,点C在x轴正半轴,.动点P从点B出发,以1个单位长度/秒的速度沿x轴向点C运动,运动到点C停止,设P的运动时间为t秒,连接,过点C作的垂线交射线于点M,交y轴于点N.
(1)点A的坐标为__________,点B的坐标为__________.
(2)当点P在线段上时(不含端点),如图②所示,求线段的长度(用含t的式子表示).
(3)在(2)条件下,若,则t的值为__________.
(4)若点Q是y轴上的一个动点,是否存在一点Q,使得点O、C、Q为顶点的三角形能与全等?若存在,直接写出点Q坐标;若不存在,请说明理由.
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专题06 平面直角坐标系中的几何问题分类训练
(3种类型30道)
目录
【题型1 动点最值问题】 1
【题型2 探究数量关系】 27
【题型3 动点存在性问题】 50
【题型1 动点最值问题】
1.如图1,直线于点B,,点D为中点,一条光线从点A射向D,反射后与直线l交于点E(提示:作法线).
(1)求证:;
(2)如图2,连接交于点F,连接交于点H,,求证:;
(3)如图3,在(2)的条件下,点P是边上的动点,连接,,,,求的最小值.
【答案】(1)见解析
(2)见解析
(3)8
【分析】(1)由可证,可得;
(2)由可证,可得,由余角的性质可得结论;
(3)由可证,可得,则当点E,点P,点D三点共线时,有最小值,即有最小值为的长,由面积法可以求解.
【详解】(1)证明:如图1,过点D作,
由题意可得:,
∴,
∵点D是的中点,
∴,
在和中,
,
∴,
∴;
(2)证明∶ ∵,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
又∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴;
(3)解∶ 在和中,
,
∴,
∴,
∴,
∴当点E,点P,点D三点共线时,有最小值,即有最小值为的长,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴.
∴的最小值为.
【点睛】本题考查全等三角形的判定和性质,直角三角形的性质,寻找条件证明三角形全等是解题的关键.
2.已知,在平面直角坐标系中,点,,过点作直线与轴互相垂直,为轴上的一个动点,且.
(1)如图1,若点是第二象限内的一个点,且时,则点的坐标为___________;___________.
(2)如图2,若点是第三象限内的一个点,设点的坐标,试判断的值是否发生变化?若不变,请求出的值;若发生变化,请说明理由.
(3)如图3,连接,作的平分线,点分别是射线与边上的两个动点,连接,当时,试求的最小值.
【答案】(1),
(2)不变,
(3)
【分析】(1)如图1,过点作轴于点,由“”可证,可得,即可求解;
(2)如图2,过点作轴于点,则,由“”可证,可得,由点在第三象限,可求解;
(3)如图3,在上截取,由“”可证,可得,则,当三点共线,且与点重合时,有最小值,为的长,由勾股定理可求解.
【详解】(1)如图1,过点作轴于点,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵点,,
∴,,
∵,
∴
∴,
∴,
∵,点在轴负半轴,
∴点.
故答案为:,.
(2)不变,.
理由:如图2,过点作轴于点,则,
∵,
∴,且,
∴,
∵点,,
∴,,
∵,
∴,
∴,
∵点的坐标,
∴,
∴.
(3)如图3,在上截取,
∵是的平分线,
∴,且,
∴
∴,
∴,
∴当三点共线,且与点重合时,有最小值,
此时最小值为,
由(1)可知:点,
∴,
∴
∴的最小值为.
【点睛】本题是几何变换综合题,考查了全等三角形的判定和性质,直角三角形的性质,勾股定理等知识,添加恰当的辅助线是本题的关键.
3.如图1,在四边形中,,点E是边上一点,,,连接、,可知此时是等腰直角三角形.
(1)如图2,在长方形中,点P是边上一点,在边、上分别作出点E、F,使得点F、E、P是一个等腰直角三角形的三个顶点,且,.要求:用尺规作图,保留作图痕迹,不写作法.
【问题探究】
(2)如图3,在平面直角坐标系中,已知点,点,点C在第一象限内,若是等腰直角三角形,则点C的坐标?
【问题解决】
(3)如图4,在平面直角坐标系中,已知点,点C是y轴上的动点,线段绕着点C按逆时针方向旋转至线段,,连接、,则的最小值.
【答案】(1)见解析;
(2)或或;
(3)
【分析】(1)以点D为圆心以的长为半径画弧交于F,以点C为圆心以的长为半径画弧交于E,则点E、F即为所求;
(2)分三种情况:①当,时,②当,时,③当,时,分别作辅助线构造全等三角形,根据全等三角形的性质求解即可;
(3)作于H,设点C的坐标为,可得,求出的最小值,相当于求点到点和点距离之和的最小值,然后作M关于直线的对称点,易得,连接,则为和距离之和的最小值,即的最小值,根据勾股定理求出即可.
【详解】(1)解:如图2,以点D为圆心以的长为半径画弧交于F,以点C为圆心以的长为半径画弧交于E,则点E、F即为所求;
证明:连接、、,
由作图可知:,,
∵在长方形中,
∴,
∴,,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴是等腰直角三角形;
(2)解:分三种情况:
①当,时,
如图3,过C作轴于D,过B作轴于E,
∵,
∴,
∴,
∵,,
∴,,
∴,
又∵,,
∴,
∴,,
∴,
∴;
②当,时,
如图4,过B作轴于E,过C作轴于G,作于F,则,,
同①得:,
∴,,
∴,,
∴,
∴;
③当,时,
如图5,过B作轴于E,过C作轴于D,过B作于F,过A作于G,则,,,,
同①得:,
∴,,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴;
综上所述,点C的坐标是或或;
(3)解:如图,作于H,
设点C的坐标为,
由(2)①知:,,
则点,
则,
求的最小值,相当于求点到点和点距离之和的最小值,
∴点P在一、三象限的角平分线上,
如图,作M关于直线的对称点,易得,连接,
则为和距离之和的最小值,即的最小值,
∵ ,
∴的最小值为.
【点睛】本题是四边形综合题目,考查了坐标与图形性质、全等三角形的判定与性质、等腰直角三角形的判定与性质、勾股定理、尺规作图以及分类讨论等知识,本题综合性强,熟练掌握等腰直角三角形的判定与性质,证明三角形全等是解题的关键,属于中考常考题型.
4.如图,已知点A(a,0),点C(0,b),其中a、b满足|a﹣8|+b2﹣8b+16=0,四边形OABC为长方形,将长方形OABC沿直线AC对折,点B与点B′对应,连接点C交x轴于点D.
(1)求点A、C的坐标;
(2)求OD的长;
(3)E是直线AC上一个动点,F是y轴上一个动点,求△DEF周长的最小值.
【答案】(1)A点的坐标为(8,0),C点的坐标为(0,4);(2)OD的长为3;(3)△DEF周长的最小值为4.
【分析】(1)根据非负数的性质可得a、b的值,由此可得问题的答案;
(2)根据长方形的性质和折叠的性质可得A=AB=4,C=CB=8,∠=∠B=90°,设OD=x,CD=y,根据勾股定理列方程,求解可得答案;
(3)作点D关于y轴对称点为H,作点D关于直线AC对称点G,连接EG,HF,HG,由翻折的性质得D、H、G点的坐标,当点H,F,E,G四点共线时,DE+DF+EF长取得最小值,由此可得答案.
【详解】解:(1)∵|a﹣8|+b2﹣8b+16=0,
∴|a﹣8|+(b﹣4)2=0,
∵|a﹣8|≥0,(b﹣4)2≥0,
∴a﹣8=0,b﹣4=0,
∴a=8,b=4,
∴A点的坐标为(8,0),C点的坐标为(0,4);
(2)∵A点的坐标为(8,0),C点的坐标为(0,4),
∴OA=8,OC=4,
∵四边形OABC为长方形,
∴AB=OC=4BC=OA=8,∠B=∠COA=∠OCB=∠OAB=90°,
由折叠性质可知:A=AB=4,C=CB=8,∠=∠B=90°,
设OD=x,CD=y,
则AD=OA﹣OD=8﹣x,D=C﹣CD=8﹣y,
Rt△OCD中,CD2=OC2+OD2,
即x2+16=y2①,
Rt△AD中,AD2=D2+A2,
即(8﹣x)2=(8﹣y)2+16②,
联立①②式解得:,
∴OD=3,
故OD的长为3.
(3)如图所示,作点D关于y轴对称点为H,作点D关于直线AC对称点G,连接EG,HF,HG,
∵△AC为△ACB沿AC翻折得到,点D在BC上,
∴点D关于AC对称点G在BC上,
由对称性可知:CG=CD,HF=DF,
∵OD=3,CD=5,
∴D点的坐标为(3,0),
又∵H的坐标为(﹣3,0),
∴CG=CD=5,
∴G点的坐标为(5,4),
∴△DEF的周长=DE+DF+EF=HF+EG+EF≥GH,
当点H,F,E,G四点共线时,DE+DF+EF长取得最小值为:
GH==4,
故△DEF周长的最小值为4.
【点睛】本题属于四边形综合题目,考查了一次函数的性质,长方形的性质,折叠的性质等知识,解题的关键是掌握折叠的性质,属于中考压轴题.
5.平面直角坐标系中,A(0,4),B(﹣4,0),点C为x轴上的点,且△ABC的面积为2.
(1)如图1,求点C的坐标;
(2)如图2,若点C在点B的右侧,连AC并延长至点D,使得DO=AO,过点B作BE∥y轴交OD的延长线于点E,求OE﹣BE的值;
(3)如图3,若点C在点B的右侧,点P为y轴上一点,CP为腰作等腰△CPQ,其中PC=PQ,且∠CPQ=2∠ACO=2α(α为定值),AC=5,连接OQ,求线段OQ的最小值.
【答案】(1)点C的坐标为(﹣3,0)或(﹣5,0);(2)OE﹣BE=3;(3)OQ的最小值为.
【分析】(1)利用△ABC的面积=BC•OA=×|m+4|×4=2,即可求解;
(2)过点A作AK⊥y轴,使AK=BE,连接OK交AE于点G,证明△COD≌△GOA,得到KA=KG,则OE﹣BE=OK﹣AK=OK﹣KG=OG=OC=3;
(3)延长AC至M,使AP=PM,连接AQ交x轴于点N,证明△MPC≌△APQ,则ON=OC=3,AN=AC=5,在Rt△AON中,设AN边长的高为h,则S△AON=×AO•ON=AN•h,即可求解;
【详解】解:(1)设点C(m,0),
则△ABC的面积=BC•OA=×|m+4|×4=2,
解得m=﹣3或﹣5,
故点C的坐标为(﹣3,0)或(﹣5,0);
(2)如图2,过点A作AK⊥y轴,使AK=BE,连接OK交AE于点G,
∴∠OAK=∠OBE=90°,
∵AO=OB=4,
∴△AOK≌△BOE(SAS),
∴∠AOG=∠COD,OK=OE,
∵AO=DO,故∠CDO=∠GAO,
在△GAO和△COD中,
,
∴△COD≌△GOA(AAS),
∴OC=OG,则∠OCG=∠OGC,
而∠KAG=∠OCG,∠KGA=∠OGC,
∴∠KAG=∠KGA,
∴KA=KG,
∴OE﹣BE=OK﹣AK=OK﹣KG=OG=OC=3;
(3)在Rt△AOC中,AC=5,AO=4,则OC=3.
如图3,延长AC至M,使AP=PM,连接AQ交x轴于点N,
在△AOC中,∠CAO=90°﹣∠ACO=90°﹣α=∠MAP,
∵AP=MP,则∠M=∠MAP=90°﹣α,
在等腰△APM中,∠APM=∠MPC+∠CPO=180°﹣2∠M=2α,
而∠CPQ=∠CPO+∠APQ=2α,
∴∠APQ=∠MPC,
∵AP=PM,CP=PQ,
∴△MPC≌△APQ(SAS),
∴∠M=∠PAQ=∠CAO,
又∵AO=AO,∠AOC=∠AON=90°,
∴△AOC≌△AON(AAS),
∴ON=OC=3,AN=AC=5,
在Rt△AON中,设AN边长的高为h,
则S△AON=×AO•ON=AN•h,
即3×4=5h,解得h= ,
即OQ的最小值为.
【点睛】本题是三角形的综合题,主要考查了三角形全等的问题,作辅助线形成全等三角形是本题解题的难点和关键;
6.如图1,在平面直角坐标系中,直线AB与x轴交于点A(m,0),与y轴交于点B(0,n),且m,n满足:(m+n )2+|n-6| =0.
(1)求:①m,n的值;② S△ABE 的值;
(2)D为OA延长线上一动点,以BD为直角边作等腰直角△BDE,连接EA,求直线EA与y轴交点F的坐标.
(3)如图2,点E为y轴正半轴上一点,且 ∠OAE= 30°,AF平分∠OAE,点M是射线AF上一动点,点N是线段OA上一动点,试求OM+MN 的最小值(图1与图2中点A的坐标相同).
【答案】(1)①;②18;(2);(3)最小值为3
【分析】(1)①利用非负数的性质即可解决问题.②先确定出OA=OB=6,从而求得△ABO的面积.
(2)先判断出△DEM≌△BDO得出EM=DO,MD=OB=OA=6,进而判断出AM=EM,即可得出∠OAF=45°,即可得出点F坐标,最后用待定系数法得出直线EA解析式.
(3)过点O作OG⊥AE于G,交AF于M,作MN⊥OA于N,连接MN,此时OM+MN的值最小.
【详解】解:,
又.
,
.
直线与轴交于点,与轴交于
,
,
如图1,过点作轴于
是等腰直角三角形,
在和中,
,
如图2中,
过点作于交于作于连接,
此时的值最小.
,
在中,,
的最小值为.
【点睛】此题是三角形综合题,主要考查了非负数的性质,三角形面积公式,全等三角形的判断和性质,对称的性质,解本题的关键是正确寻找全等三角形解决问题,属于中考压轴题.
7.问题:在平面直角坐标系中有两点,,如何求线段的长度?小明在网上搜索到下面的文字材料:
在轴上有两个点,它们的坐标分别为和.则这两点所成线段长为;同样的,若在轴上的两点坐标分别为和,则这两点所成线段长为.
根据上面材料,完成探究:
(1)如图1,在直角坐标系中的任意两点P₁,P₂其坐标分别是和,分别过这两点作两坐标轴的平行线,构成一个直角三角形,其中直角边____,_____,利用勾股定理可得,_____.
应用:
(2)平面直角坐标系中,已知两点.和 线段_____.
(3)如图2,在直角坐标系中,点A,B的坐标分别为和,点C是x轴上的动点,且A,B,C三点不在同一条直线上,点C在什么位置时的周长最小?最小值是多少?
【答案】(1),,;(2)5;(3)点,的周长最小值为.
【分析】本题考查了两点之间距离公式,勾股定理,等腰三角形的判定和性质等知识;
(1)先求出点坐标,即可求解;
(2)由两点之间距离公式可求解;
(3)作点关于轴的对称点,当点在线段上时,的周长有最小值,再由两点之间距离公式和等腰直角三角形的性质可求解.
【详解】解:(1)两点其坐标分别是和,轴,轴,
点,
,,
,
故答案为:,,;
(2)两点和,
,
故答案为:;
(3)如图2,作点关于轴的对称点,连接
,
点,的坐标分别为和,
,
的周长,
的周长,
当点在线段上时,的周长有最小值,
点,的坐标分别为和,
,
的周长最小值为,
过点作于,
点,
,,
点,
,
,
,
,
,
点.
综上所述:点,的周长最小值为.
8.在平面直角坐标系中,已知.
(1)如图1,若点,直接写出点的坐标;
(2)如图2,若点,求点的坐标(用含的式子表示),并直接写出的最小值.
【答案】(1)
(2),最小值为3
【分析】该题主要考查了全等三角形的性质和判定,垂线段最短,图形与坐标等知识点,解题的关键是正确做出辅助线.
(1)过点C作轴,交于点H,证明,得出,即可求解.
(2)过点B作轴,过点A作轴,过点C作轴,可知四边形是长方形,得出,证明,得出,即可求出点坐标,再根据垂线段最短即可求出最小值.
【详解】(1)解:过点C作轴,交于点H,
∵,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴.
(2)解:如图,过点B作轴,过点A作轴,过点C作轴,
则,
∴四边形是长方形,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,,
∴.
由垂线段最短可知,,即最小值为3.
9.如图,,,都在边长为1个单位的正方形网格的格点上.
(1)判断的形状,并说明理由;
(2)画出点关于直线的对称点,连,.直接写出为 ;
(3)点,分别为边,上的动点,请找出点,的位置,使得最小,直接写出的最小值为 .
【答案】(1)△ACB是直角三角形,理由见解析;
(2)作图见解析,8;
(3).
【分析】(1)求出各线段长,利用勾股定理逆定理可得答案;
(2)作出图形,利用三角形的面积公式可得答案;
(3)先取C点关于AB的对称点D,再取格点E,则ED⊥BC,连接ED交AB于P,交BC于Q,此时PC+PQ最短,利用三角形的面积可得答案.
【详解】(1)△ACB是直角三角形,
∵AC2=5,BC2=20,AB2=25,
∴AC2+BC2=AB2,
∴△ACB是直角三角形;
(2)如图所示:
△CDB的面积为:×CD×4=×4×4=8,
故答案为:8;
(3)如图所示:先取C点关于AB的对称点D,再取格点E,则ED⊥BC,连接ED交AB于P,交BC于Q,此时PC+PQ最短,
∵,
∴,
∴DQ=,
∴CP+PQ的最小值,
故答案为:.
【点睛】此题主要考查了作图--轴对称变换,以及勾股定理逆定理,关键是正确画出图形.
10.已知点A(4m﹣6,0),B(0,m+3)分别为两坐标轴正半轴上一点,OA=OB.
(1)求m的值及点A、点B的坐标;
(2)若点D为线段OA上一点(不与O,A重合).
①如图1,将线段BO沿直线BD翻折,使点O落在AB边上的点E处,点P是直线BD上一动点,求△PEA的周长的最小值;
②如图2,点F为AB的中点,点C在y轴负半轴上,若AD+OC=CD,则∠CFD的大小是否发生改变,若不变,请求出∠CFD度数;若变化,请说明理由.
【答案】(1)m=3,A(6,0),B(0,6);(2)①△PEA周长的最小值为;②∠CFD的大小不发生改变,∠DFC=45°.
【分析】(1)由OA=OB列方程,解方程即可求解;
(2)①连接OP,在Rt△AOB中,由勾股定理解得AB的长,再由翻折的性质得到BE=BO=6,OP=PE,据此解得当点P与点D重合时,△PEA的周长最短;
②连接OF,在BO上截取OH=AD,连接HF,证明△ADF≌△OHF(SAS),得到HF=DF,∠AFD=∠OFH,再证明△CFD≌△CFH(SSS),由全等三角形的对应角相等解题.
【详解】解:(1)∵OA=OB,
又∵点A(4m﹣6,0),B(0,m+3),
∴4m﹣6=m+3,
∴m=3,
∴点A(6,0),点B(0,6),
∴m=3,A(6,0),B(0,6);
(2)①如图,连接OP,
∵点A(6,0),点B(0,6),
在Rt△AOB中,AO=BO=6,
∴AB
∵将线段BO沿直线BD翻折,使点O落在AB边上的点E处,
∴BE=BO=6,OP=PE,
∵△PEA的周长=PE+EA+PA=OP+EA+AP,
∴当点P与点D重合时,△PEA的周长最短,
∴△PEA周长的最小值=EA+OP+PA=EA+OA=AB=6;
(2)②∠CFD的大小不发生改变,
理由如下:如图2,连接OF,在BO上截取OH=AD,连接HF,
∵OA=OB,点F是AB的中点,∠AOB=90°,
∴OF⊥AB,OF=AF=BF,∠BAO=∠BOF=45°,
又∵OH=AD,
∴△ADF≌△OHF(SAS),
∴HF=DF,∠AFD=∠OFH,
∵∠AFD+∠DFC+∠OFC=90°,
∴∠DFC+∠OFC+∠HFO=90°,
∴∠HFD=90°,∵AD+OC=CD,OH+OC=HC,
∴HC=CD,又∵CF=CF,HF=FD,
∴△CFD≌△CFH(SSS),
∴∠DFC=∠HFC=45°.
【题型2 探究数量关系】
11.已知,是等腰直角三角形,,A点在x轴负半轴上,直角顶点B在y轴上,点C在x轴上方.
(1)如图1所示,若A的坐标是,点B的坐标是,求点C的坐标;
(2)如图2,过点C作轴于D,请直接写出线段之间等量关系;
(3)如图3,若x轴恰好平分与x轴交于点E,过点C作轴于F,问与有怎样的数量关系?并说明理由.
【答案】(1);
(2);
(3),理由见解析.
【分析】(1)如图1,过点作轴,轴,则四边形为矩形,证明,得到,,即可确定的坐标;
(2);证明,得到,,即可解答;
(3),如图3,延长,相交于,证明,得到,再证明,得到,即可解答.
本题考查了全等三角形的性质定理与判定定理,解决本题的关键是证明三角形全等,并利用全等三角形的性质得到相等的线段.
【详解】(1)解:如图1,过点作轴,轴,则四边形为矩形,
的坐标是,点的坐标是,
,,
轴,
,,
,
,
,
在和中,
∴,
,,
,
;
(2)解:;过程如下:
轴,
,,
,
,
,
在和中,
∴,
,,
,
.
(3)解:,过程如下:
如图3,延长,相交于,
证明,.
轴恰好平分,
,
轴,
,
在和中,
,
,
,,
,
在和中,
,
,
.
12.如图,点、,且a、b满足.
(1)如图1,求的面积;
(2)如图2,点D从点O出发以每秒1个单位的速度沿y轴正方向运动,点E从点A出发,以每秒2个单位的速度沿x轴负方向运动,设运动时间为t,当时,求t的取值范围:
(3)如图3,点C在线段上,(不与A、B重合)移动,,且,猜想线段之间的数量关系并证明你的结论.
【答案】(1)
(2)或;
(3)
【分析】(1)根据非负数的性质可求出a、b的值,再求出的值,根据三角形的面积公式即可求解;
(2)先求出,再分两种情况,当点E在上时和当点E在的延长线上时,利用运动表示出,进而表示出和的面积,根据即可得出结论;
(3)由题意可知,在中,利用勾股定理即可得出结论.
【详解】(1)解: ,
,,
,
即、,
;
(2)由(1)知,,
,,
由运动知,,
当点E在上时,即时,则,
,
,
,
,
,
即;
当点E在的延长线上时,即,则,
,
,
,
,
,
即或;
(3)猜想,证明如下:
,
,
在中,,
,
由(1)可知,
,
.
13.如图,点,且满足.
(1)如图1,求的面积;
(2)如图2,点C在线段上(不与重合)移动,,且,猜想线段之间的数量关系并证明你的结论;
(3)如图3,若P为x轴上异于原点O和点A的一个动点,连接,且,直线交y轴于点Q,当P点在x轴上移动时,线段长为定值,请求出该定值
【答案】(1)
(2),证明见解析
(3)2
【分析】(1)根据非负数的性质得到,,得到,,可得到结果;
(2)将绕点逆时针旋转得到,根据已知条件得到,由,,可得,求出,推出≌,根据全等三角形的性质得到;
(3)作于,在上截取,由,得到,,根据余角的性质得到,推出≌,根据全等三角形的性质得到,得到.即:,从而由等腰直角三角形的性质得到结论.
【详解】(1)解:(1)∵,
,,
,,
、,
,,
的面积;
(2),证明如下:
如图2,将绕点逆时针旋转得到,
,,
,即,,共线,
,,
,
,
在与中,
,
∴≌,
,
,
;
(3)解:作于,在上截取,如图
且,
,
,
,
在与中,
,
∴≌,
,
,即,
,
,
,
.
线段为定值2.
【点睛】本题考查了几何变换综合题,需要掌握全等三角形的判定和性质,坐标与图形的性质,三角形面积的计算等知识点,正确的作出辅助线是解题的关键.
14.如图,点,,满足,若点为射线上异于原点和点A的一个动点.
(1)如图1,①直接写出:点A的坐标为________,点的坐标为________;
②当点位于点与点A之间时,连接,以线段为边作等腰直角(为直角顶点,,,按逆时针方向排列),连接.求证:;(提示:在同一三角形中,等角对等边)
(2)点是直线上异于点A与点的一点,使得,过点作交轴于点,探究,,之间的数量关系,并证明.
【答案】(1)①;②见解析
(2),见解析
【分析】(1)①根据平方和绝对值的非负性,求出a和b的值,即可得出点A和点B的坐标;②通过证明,得出,则,再推出,即可得出,即可求证;
(2)根据题意进行分类讨论:①当点在线段上,过点作交延长线与点,通过证明,得出,即可得出结论;②当点在延长线上,过点作交延长线与点,通过证明,得出,即可得出结论.
【详解】(1)解:①∵,
∴,
解得:,
∴点A的坐标为,点B的坐标为,
故答案为:,;
②证明:过点作交轴于点
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,,,
,
,
,
,
,
,
,
,
,即;
(2)解:①当点在线段上,
过点作交延长线与点,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
;
②当点在延长线上,
过点作交延长线与点,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
.
【点睛】本题是三角形综合题,考查了全等绝对值的非负性,三角形的判定和性质,坐标与图形的性质,等腰直角三角形的判定与性质,三角形的面积等知识点,正确的作出辅助线是解题的关键.
15.在平面直角坐标系中,,,,P点为y轴上一动点,且.
(1)求点A、B、M的坐标;
(2)当P点在线段上运动时,试问是否存在一个点P使,若存在,请求出P点的坐标;若不存在,请说明理由.
(3)不论P点运动到直线上的任何位置(不包括点O、M),、、三者之间是否都存在某种固定的数量关系,如果有,请利用所学知识找出并证明;如果没有,请说明理由.
【答案】(1),,
(2)存在,
(3)存在,理由见详解
【分析】(1)利用非负数的性质,求出、、即可解决问题;
(2)设.根据,构建方程即可解决问题;
(3)分四种情形,分别画出图形解决问题即可;
【详解】(1)解:,
又 ,,,
,,.
,,;
(2)解:设.
,四边形是直角梯形,
,
,
;
(3)解:①如图中,当点在线段上时,结论:;
理由:作,则,
,,
,
即,
;
②如图中所示,当点在的延长线上时,结论:.
理由:,
,
,
.
③如图中,当点在的延长线上时,结论:.
理由:,
,
,
.
④如图4,
理由:,
,
,
.
【点睛】本题考查三角形综合题坐标与图形、平行线的性质、三角形的面积、非负数的性质等知识,解题的关键是灵活运用所学知识解决问题,学会用分类讨论的思想思考问题,属于中考压轴题.
16.如图1,以直角的直角顶点O为原点,以所在直线为x轴和y轴建立平面直角坐标系,点,并且满足.
(1)直接写出点A,点C的坐标;
(2)如图1,坐标轴上有两动点P,Q同时出发,点P从点C出发沿x轴负方向以每秒2个单位长度的速度匀速运动,点Q从点O出发沿y轴正方向以每秒1个单位长度的速度匀速运动,当点P到达点O整个运动随之结束;线段的中点D的坐标是,设运动时间为t秒.是否存在t,使得与的面积相等?若存在,求出t的值;若不存在,说明理由;
(3)如图2,在(2)的条件下,若,点G是第二象限中一点,并且平分,点E是线段上一动点,连接交于点H,当点E在上运动的过程中,探究之间的数量关系,直接写出结论.
【答案】(1)
(2)存在时,使得与的面积相等;
(3)
【分析】此题是三角形综合题,主要考查了非负性的性质,三角形的面积公式,角平分线的定义,平行线的性质,正确作出辅助线是解本题的关键.
(1)利用非负性即可求出a,b即可得出结论;
(2)先表示出,利用面积相等,建立方程求解即可得出结论;
(3)先判断出,进而判断出,即可判断出,同理,即可得出结论.
【详解】(1)解:∵
∴,
∴,
;
(2)由(1)知,,
,
由运动知,
,
,,
与的面积相等,
,
,
∴存在时,使得与的面积相等;
(3)猜想:,
理由如下:
轴轴,
,
,
又,
,
轴平分,
,
,
,
如图,过点H作交x轴于F,
,
,
同理,
,
,
,
即.
17.在平面直角坐标系中,点和点在坐标轴上,其中点,满足,将线段平移至线段处,且点的对应点为点,点的对应点为点.
(1)求,两点的坐标.
(2)如图1,若点在第四象限且坐标为,的面积等于15,求点的坐标.
(3)如图2,若平移后,两点在坐标轴上,为线段上一动点(不包括点和点),连接,平分,,请写出,,之间的数量关系,并说明理由.
【答案】(1),;
(2);
(3),理由见解析.
【分析】(1)利用非负数的性质求解即可.
(2)如图1中,分别过点,作轴,轴的垂线交于点,过点作于.根据构建方程求解即可.
(3)过点作,由平行线的性质得出,,则可得出答案.
本题属于三角形综合题,考查了平移变换,平行线的性质,三角形的面积,角平分线的定义等知识,解题的关键是学会利用面积法求点的坐标,学会利用基本几何模型解决问题.
【详解】(1)解:(1),
又,,
,,
,.
(2)如图1中,分别过点,作轴,轴的垂线交于点,过点作于.
∵,
,
解得,
.
(3).
理由如下:如图2,过点作,
,
,
,
,
,
同理可得,
平分,
,
,
,
.
18.如图,在平面直角坐标系中,点,点P从点A出发沿x轴正方向以每秒2个单位长度的速度匀速移动,点Q从点O出发沿y轴正方向以每秒1个单位长度的速度匀速移动,且点P,点Q同时出发,设运动时间为t秒.
(1)和位置关系是_________________; ___________; ___________;(用含t的式子表示)
(2)如图1,当点P,点Q分别是线段上时,连接,若,求出点P的坐标;
(3)在点P,点Q运动过程中,当时,请猜想和的数量关系,并说明理由.
【答案】(1),,
(2)
(3)或
【分析】(1)根据,即可得出结论,由两点间距离即可求出;;
(2)设时间经过秒,,则,,得到,由,,及可得的值即可求得的坐标;
(3)分情况讨论:当点在点的上方时和当点在点的下方时两种情况讨论即可.
【详解】(1)解: ,
与x轴重合,,
;
根据题意得:,;
(2)解:设时间经过秒,,则,,
∴,
∴,,
∵
∴
解得,
∴,
∴,
∴点的坐标为;
(3)解:或,
理由如下:①当点在点的下方时,过点作,如图所示,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,即;
②当点在点的上方时;过点作,如图所示,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
即.
综上所述,或.
【点睛】本题考查动点问题,涉及点的坐标、坐标与图形、平行线的判定与性质,三角形的面积.
19.等腰中,,点、点分别是轴、轴两个动点,直角边交轴于点,斜边交轴于点.
(1)如图1,若,,求点的坐标;
(2)如图2,在等腰不断运动的过程中,若满足始终是的平分线,试探究:线段、、三者之间是否存在某一固定的数量关系,并说明理由.
【答案】(1)
(2),理由见解析.
【分析】(1)过点作轴于点,通过证明,得到,,即可求解,
(2)在上截取,连接,通过证明,得到,,通过证明,,即可求解,
本题考查了全等三角形的性质与判定,解题的关键是:连接辅助线构造全等三角形.
【详解】(1)解:过点作轴于点,
,
,
是等腰直角三角形,,
,,,
,
在和中,,
,
,,
,
,
故答案为:,
(2)解:在上截取,连接,
由对称性得,,
,
,
是的平分线,
,
,
在和中,,
,
,,
,
,
,
在和中,,
,
,
,
,
故答案为:.
20.如图①,在平面直角坐标系中,已知,,,点B在x轴上,,且,连接,.
(1)直接写出点B的坐标:B(_____,______)
(2)连接,若点M在y轴上且三角形的面积是三角形面积的2倍,求点M的坐标;
(3)如图②,若点E是线段延长线上的一点,连接,,判断,,之间存在怎样的数量关系,请说明理由.
【答案】(1)
(2)或
(3),理由见解析
【分析】本题主要考查了坐标与图形、平移、三角形面积的计算、平行线的判定与性质等知识,本题综合性强,熟练掌握平移和平行线的判定与性质是解题的关键.
(1)求出,由且,得出点A向右平移4个单位到点B,即可得出结果;
(2)由已知坐标得出,则,得出设点,由,得,求出y的值,即可得出答案;
(3)过点E作,易证,得出,,由,即可得出.
【详解】(1)解:,,,
,
,且,
点A向右平移4个单位到点B,
点B的坐标为,
故答案为:;
(2)∵点,点,
,,
,
∵,
,
设点,
∵点,
,即,
解得或,
点M的坐标为或;
(3),理由如下:
如图②,过点E作,
∵,
,
,,
∵,
.
【题型3 动点存在性问题】
21.已知在平面直角坐标系中有三点,请回答如下问题:
(1)在坐标系内描出点A、B、C的位置,连接,则的面积是 ;
(2)画出关于x轴对称的;
(3)在y轴上是否存在点P,使以A、B、P三点为顶点的三角形的面积为5.若存在,请直接写出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)图见解析,5
(2)图见解析
(3)存在,或
【分析】本题考查了坐标与图形以及画轴对称图形,掌握相关结论即可.
(1)利用“割补法”即可求解;
(2)确定各顶点关于x轴的对称点即可完成作图;
(3)设点P坐标为,由题意得,,即可求解;
【详解】(1)解:如图所示:
的面积,
故答案为:
(2)解:如图所示:
(3)解:设点P坐标为,
由题意得,,
解得或
∴点P的坐标为或
22.如图,在平面直角坐标系中,点,,都在坐标轴上,其中 b,c满足,a,b是同一个数的两个不相等的平方根.点M的坐标为,且点M不在坐标轴上,以点O,A,C,M为顶点的四边形面积为S.
(1)求a,b,c的值;
(2)若点M在第四象限,用含m的式子表示S;
(3)是否存在点M,使得S等于三角形的面积,若存在,求出点M的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1),,
(2)
(3)或.
【分析】此题考查了坐标与图形,算术平方根和平方的非负性,解题的关键是掌握以上知识点.
(1)根据算术平方根和平方的非负性求出,,然后根据平方根的性质求出;
(2)首先求出点M到x轴的距离为,然后根据结合三角形面积公式代入求解即可;
(3)首先求出三角形的面积,然后分两种情况讨论:当点M在第四象限时和当点M在第一象限时,分别列出方程求解即可.
【详解】(1)解:∵
∴,
∴,
∵a,b是同一个数的两个不相等的平方根
∴;
(2)解:∵,
∴,
∴,
∵点M在第四象限,点M的坐标为
∴点M到x轴的距离为
∴;
(3)解:∵
∴
∵,
∴
∴三角形的面积
当点M在第四象限时,
∵S等于三角形的面积
∴
∴
∴;
当点M在第一象限时,
∵S等于三角形的面积
∴
∴
∴
综上所述,点M的坐标为或.
23.综合与探究
如图,在平面直角坐标系中,已知点,点,C为x轴正半轴上的一点,且,
(1)求点C的坐标.
(2)若点D在y轴上,且满足,求点D的坐标.
(3)坐标轴上是否存在一点P,使得为直角三角形?若存在,直接写出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)或
(3)的坐标为:或或.
【分析】本题考查的是坐标与图形面积,勾股定理的应用;
(1)利用勾股定理求解,可得,从而可得答案;
(2)先求解,可得,设,可得,再利用面积公式建立方程求解即可;
(3)由为直角三角形,分三种情况讨论:当,此时重合,当,,再利用勾股定理建立方程求解即可.
【详解】(1)解:∵点,点,C为x轴正半轴上的一点,且,
∴,
∴,
∴;
(2)解:∵点D在y轴上,
∴设,
∴,
∵,且满足,
∴,
∴,
解得:或,
∴或;
(3)解:当重合时,为直角三角形,
∴;
如图,当时,设,
∴,而,
∴,
解得:,
∴,
当时,设,
同理可得:
,
解得:,
∴,
综上:的坐标为:或或.
24.如图,在平面直角坐标系中,的三个顶点的坐标分别为,,.
(1)作出关于y轴对称的,并写出点的坐标;
(2)求的面积;
(3)若x轴上存在一点P,使得周长最短,周长最小值为__________,此时点P的坐标为__________.
【答案】(1)图见解析,
(2)3.5
(3),
【分析】本题考查了作图-轴对称变换,轴对称-最短路线问题,解决本题的关键是掌握轴对称性质.
(1)根据轴对称性质即可画出关于y轴对称的,并写出点的坐标;
(2)利用割补法求解即可;
(3)根据两点之间线段最短即可在x轴上找出一点P,使得的值最小即可.
【详解】(1)解:如图,即为所求;,
;
(2)解:的面积;
(3)解:如图,点P即为所求.
作B关于x轴的对称点,连接交x轴于点P,此时的值最小,
故的周长最小,最小值为..
故答案为:,.
25.如图,在边长为1个单位长度的小正方形网格中建立平面直角坐标系.已知的顶点的坐标为,顶点的坐标为,顶点的坐标为.
(1)请在下图中画出与关于轴对称的;
(2)求的面积;
(3)连接,在轴是否存在点,使得.若存在,请直接写出点的坐标,若不存在,请说明理由.
【答案】(1)见解析
(2)
(3)或
【分析】(1)根据关于轴对称的特征作出点、、,再顺次连接即可得解;
(2)利用割补法求三角形面积即可;
(3)求出,设,再分两种情况,分别利用割补法计算即可得解.
【详解】(1)解:如图,即为所求;
(2)解:的面积;
(3)解:点的坐标为,点的坐标为,
∵,
∴,
设,
如图:当点在下方时,
,,
解得:,此时;
如图:当点在上方时,
,,
解得:,此时;
综上所述,或.
【点睛】本题考查了作图—轴对称变换、利用网格求三角形面积、坐标与图形,熟练掌握以上知识点并灵活运用是解此题的关键.
26.如图,在平面直角坐标系中,O为坐标原点,的边在x轴上,A,C两点的坐标分别为,且,点P从B出发,以每秒1个单位的速度沿射线匀速运动,设点P运动时间为t.
(1)求A、C两点的坐标;
(2)连接,当的面积等于的面积的一半时,求t的值;
(3)当P在线段上运动时,在y轴上是否存在点Q,使与全等?若存在,请直接写出t的值并直接写出Q点坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1);
(2)1或9
(3)存在;或2 ;或或或
【分析】(1)根据算术平方根的性质可得m,n的值,即可求解;
(2)设点P的坐标为,则,根据的面积等于的面积的一半,可得,从而得到,即可求解;
(3)根据全等三角形的性质,分两种情况讨论,即可求解.
【详解】(1)解:∵,
∴,
解得:,
∵
∴A、C两点的坐标分别为;;
(2)解:根据题意得:,
设点P的坐标为,则,
∵,
∴,,
∴,
∵的面积等于的面积的一半,
∴,
即,
∴,
当时,,
此时;
当时,;
综上所述,t的值为1或9;
(3)解:当P在线段上运动时,在y轴上存在点Q,使与全等,
当时,,此时,
∴Q点的坐标为或;
②当≌时,,此时,
∴Q点的坐标为或.
综上所述:Q点的坐标为或或或.
【点睛】本题主要考查了平方和绝对值的非负性,三角形面积公式,全等三角形的性质,平面直角坐标系点的坐标,解题的关键在于能够熟练掌握相关知识进行求解.
27.如图,以直角三角形的直角顶点为原点,分别以所在直线为轴、轴建立平面直角坐标系,点,满足.
(1)点的坐标为______,点的坐标为______;
(2)直角三角形的面积为______;
(3)已知轴、轴上分别有动点,点从点出发以每秒个单位长度的速度沿轴负方向匀速移动,点从点出发以每秒个单位长度的速度沿轴正方向匀速移动,两点同时出发,当点到达点时,整个运动随之结束.的中点的坐标是,设运动时间为秒,是否存在这样的值,使?若存在,请求出的值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1),;
(2);
(3)存在,.
【分析】本题考查了直角坐标系与几何图形的结合,绝对值和算术平方根非负性,熟练掌握知识点的应用是解题的关键.
()根据 即可得到点、点的坐标;
()根据()进而利用三角形面积公式即可得直角三角形的面积;
()根据点和点的运动方向和速度,由题意得,,,利用三角形面积公式并根据,即可得到的值.
【详解】(1)解:∵,
∴,,
∴,,
∴点的坐标为,点的坐标为,
故答案为:,;
(2)解:由()得点的坐标为,点的坐标为,
∴,,
∴,
故答案为:;
(3)解:存在,
由题意易知点从点运动到点的时间为秒,点从点运动到点的时间为秒,
∴当时,点在线段上,点在线段上,
由题意得,
∴,,
∵点的坐标是,
∴,,
∴,,
∵
∴,
∴.
28.已知在平面直角坐标系中有点,,,.
(1)在坐标系内描出的位置;
(2)求出的面积;
(3)在y轴上是否存在一点P使得以三点为顶点的三角形面积为10,若存在,请直接写出点P的坐标,若不存在,请说明理由.
【答案】(1)见解析
(2)7
(3)或
【分析】本题考查平面直角坐标系点坐标画图,求网格中三角形面积,利用面积求点坐标等.
(1)根据题意在平面直角坐标系中描出三个点,,,继而得到答案;
(2)先在平面直角坐标系中找出点并顺次连接得到,根据补全法求三角形面积公式即可;
(3)设点P的坐标为,继而利用面积公式列式继而求出点P的坐标.
【详解】(1)解:根据题意在平面直角坐标系中描出三个点,,,并顺次连接如下图所示:
(2)解:∵,,,
∴在平面直角坐标系中顺次连接得到,
∴;
(3)解:∵以三点为顶点的三角形面积为10,
∴点P的坐标为,在平面直角坐标系顺次连接,
设三点围成的三角形高为,
∴,
∵,
∴,
∴点到直线距离为,
当点在轴正半轴上时,,即,
当点在轴负半轴上时,,即,
∴点P的坐标为或.
29.在平面直角坐标系中,为坐标原点,过点分别作轴、轴的平行线,交轴于点,交轴于点.
(1)直接写出点和点的坐标,其中点的坐标为__________,点的坐标为__________;
(2)动点若从点出发,沿射线以1个单位长度/秒的速度运动,运动时间为(秒),当为直角三角形时,求的值.
(3)动点若从点出发,沿以2个单位长度/秒的速度向终点运动,运动时间为(秒),点,连接、,是否存在这样的值,使,若存在,请求出值,若不存在,请说明理由.
【答案】(1),
(2)当或时,为直角三角形
(3)当或时,
【分析】本题考查的是坐标与图形,勾股定理的应用;
(1)根据,结合坐标系可得答案;
(2)分两种情况讨论,先画出图形,再结合图形性质与勾股定理可得答案;
(3)先求解,再分情况画出图形,结合三角形的面积公式求解即可;
【详解】(1)解:∵为坐标原点,过点分别作轴、轴的平行线,交轴于点,交轴于点.
∴,;
(2)解:如图,
当重合时,为直角三角形,
∴,
如图,当时,
∵,,
∴,,,
∴,
解得:,
∴,
∴,
综上:当或时,为直角三角形;
(3)解:∵,轴,轴,,
∴,
当在上时,,如图,,
∴,
∴,
解得:,
当在上时,,如图,而,
∴,
∴,
解得:;
综上:当或时,;
30.综合与探究
已知:在平面直角坐标系中,,,且a,b满足,点C在x轴正半轴,.动点P从点B出发,以1个单位长度/秒的速度沿x轴向点C运动,运动到点C停止,设P的运动时间为t秒,连接,过点C作的垂线交射线于点M,交y轴于点N.
(1)点A的坐标为__________,点B的坐标为__________.
(2)当点P在线段上时(不含端点),如图②所示,求线段的长度(用含t的式子表示).
(3)在(2)条件下,若,则t的值为__________.
(4)若点Q是y轴上的一个动点,是否存在一点Q,使得点O、C、Q为顶点的三角形能与全等?若存在,直接写出点Q坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1),
(2)
(3)4
(4)存在,或
【分析】本题是三角形综合题,考查了非负性,全等三角形的判定和性质,灵活运用这些性质解决问题是解题的关键.
(1)根据非负数的性质可得和的值,确定点和的坐标;
(2)判断出,即可得出结论;
(3)列出方程可求出答案;
(4)分两种情况讨论,由全等三角形的性质可求解.
【详解】(1)解:,
,,
,,
,;
故答案为:,;
(2)由(1)知,,,
,,
,
,
,
当点在线段上时,即时,
如图1,由运动知,,
,
,
,
,
,
,
,
;
(3)∵点在线段上,
,
;
故答案为:4;
(4)存在
理由如下:
,,点,
,;
当Q在正半轴时,
∴
∴
当Q在负半轴时,
∴
∴
综上所述:或.
精选考题 才是刷题的捷径
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