专题10一次函数与几何的综合(5题型)-【好题汇编】备战2024-2025学年八年级数学上学期期末真题分类汇编(浙江专用)
2024-12-19
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内容正文:
专题10 一次函数与几何的综合(5题型)
一次函数与新定义的综合题
1.(2024春•玉环市期末)定义:在平面直角坐标系中,对于一次函数y=ax+b,我们把
的函数称为一次函数y=ax+b的反射函数.
(1)写出一次函数y=2x﹣4的反射函数y'的关系式,并在坐标系中画出y'的图象.(2)若A(2a﹣5,m),B(4﹣a,n)都在(1)中y'图象上,,若m<n,求a的取值范围.
(3)已知点C(p,q)是(1)中y图象上的动点,点D(2t﹣4,t)是同一坐标平面上的一个动点,当t≥q时,求p的取值范围.
2.(2023秋•浦江县期末)本学期,我们已经学习过平面直角坐标系的概念,其中x轴与y轴互相垂直.现定义:将任意坐标轴绕原点O逆时针或顺时针旋转一定度数,得到新的两条直线(直线正方向与原坐标轴一致),由这两条直线组成的新的坐标系,称之为“动感坐标系.”而过某一点(a,b)在新坐标轴上作铅垂线、水平线(如图),与新坐标轴相交,从这一点到水平线与某一条新坐标轴交点的距离是这一点在“动感坐标系”中的横坐标,从这一点到铅垂线与另一条新坐标轴的交点是这一点在“动感坐标系”中的纵坐标,两者重新组合,形成点(a,b)在“动感坐标系”中的“动感坐标.”而一次函数的图象仍然保持原状.
【初步探究】
(1)已知在原平面直角坐标系xOy中有一点,将y轴绕原点O顺时针旋转30°,x轴绕点O顺时针旋转30°得到“动感坐标系”.则点A的动感坐标为 .
(2)在原平面直角坐标系中,设有一点C(m,m+4),将x轴绕原点O逆时针旋转135°得到z轴,y轴绕原点O顺时针旋转45°得到p轴.在z轴上有一点B(﹣6,6),在p轴上有一点D与B在同一条水平线上.当点C到点D之间的距离最小时,求点C的动感坐标.
【类比猜想】
根据“初步探究”中的内容,请归纳一条关于“动感坐标系”的性质.
【深入探索】
在平面直角坐标系xOy中,已知直线与直线y=kx﹣3相交于点C,与y轴分别交于A、B,且两条直线关于x轴成轴对称.设△ABC三角平分线与对边的交点为E、F、G.将x轴绕点C逆时针旋转60°,得到w轴,y轴绕原点O逆时针旋转m°后刚好经过点G.求点G的动感坐标以及m的值(点G不与原点O重合).
一次函数与等腰三角形的综合题
1.(2023秋•衢州期末)如图,直线y=x+4与和y=﹣kx+12与x轴分别交于A、B两点,两直线交于点C(4,m),G是y=﹣kx+12与y轴的交点,点D为AB的中点,点E是线段AC上一个动点(不与点A和C重合),连接DE,并过点D作DE⊥DF交BC于点F.
(1)判断△ABC的形状,并说明理由;
(2)当点E的横坐标为﹣1时,在x轴上找到一点P使得△PEF的周长最小,请求出点P的坐标;
(3)当△EFG是等腰三角形时,求E点的坐标.
2.(2023秋•义乌市期末)已知直线l1:与x轴交于点A,与y轴交于点B,将直线沿x轴翻折,得到一个新函数的图象l2(图1),直线l2与y轴交于点C.
(1)求新函数的图象l2的解析式;
(2)在射线AC上一动点D(x,y),连接BD,试求△BAD的面积S关于x的函数解析式,并写出自变量的取值范围;
(3)如图2,过点E(2,﹣6)画平行于y轴的直线EF,
①求证:△ABE是等腰直角三角形;
②将直线l1沿y轴方向平移,当平移到恰当距离的时候,直线l1与x轴交于点A1,与y轴交于点B1,在直线EF上是否存在点P(纵、横坐标均为整数),使得△A1B1P是等腰直角三角形,若存在,请直接写出所有符合条件的点P的坐标.
一次函数与直角三角形的综合题
1.(2023秋•新昌县期末)如图,在平面直角坐标系中,直线y=2x﹣3与x轴和y轴分别交于点B,C,与直线y=x相交于点A.
(1)求点A的坐标及△AOB的面积.
(2)在线段OA上有一动点P,过点P作平行于y轴的直线与直线AC交于点D,问在y轴上是否存在点H,使得△PDH是以P为直角顶点的等腰直角三角形?若存在,请求出满足条件的点H的坐标;若不存在,请说明理由.
(3)过点A作y轴的垂线AE,垂足为E,在y轴上找点M,使∠MAE=∠OAB,请直接写出点M的坐标.
2.(2023秋•长兴县期末)如图1,在平面直角坐标系xOy中,直线AB:y=2x+b与x轴交于点A(﹣2,0),与y轴交于点B.
(1)求直线AB的解析式;
(2)若直线 CD:yx与x轴、y轴、直线AB分别交于点C、D、E,求△BDE面积;
(3)如图2,在(2)的条件下,点F为线段AC上一动点,将△EFC沿直线EF翻折得到△EFN,EN交x轴于点M.当△MNF为直角三角形时,求点N的坐标.
一次函数与全等三角形的综合题
1.(2023秋•柯桥区期末)已知:如图,平面直角坐标系中,一次函数y=2x﹣1的图象分别与x轴,y轴交于点A,B,点C的坐标是(3,0).
(1)求直线BC的函数表达式;
(2)若直线AB上有一点P,且S△PBC=2S△ABC,求点P的坐标;
(3)直线BC上方是否存在一点M,使得M、B、C三点构成的三角形与△ABC全等?若存在,请直接写出点M的坐标;若不存在,请说明理由.
2.(2023秋•莲都区期末)如图,直线m的函数表达式为y=﹣2x﹣6,与x轴交于点A,直线n经过点B(2,0)和点C(0,﹣1),且直线m,n交于点D.
(1)求点A,点D的坐标.
(2)点P是x轴上的一个动点,求PA+PB+PC+PD的最小值.
(3)点M,N分别是直线m,n上的两点,且不与点A,B重合.当△MND≌△BAD时,直接写出每一组点M和点N的坐标.
一次函数与将军饮马的综合题
1.(2023秋•东阳市期末)如图,在平面直角坐标系中,直线分别交x轴,y轴于点B,A,直线OC⊥AB,垂足为点C,D为线段OA上一点(不与端点重合),过点D作直线l∥x轴,交直线AB于点E,交直线OC点F.
(1)求线段OC的长;
(2)当DE=EF时,求点D的坐标;
(3)若直线l过点C,点M为线段OC上一点,N为直线l上的点,已知OM=CN,连结AN,AM,求线段AN+AM的最小值.
1.(2023秋•吴兴区期末)如图所示,在平面直角坐标系中,点A(﹣4,3),连结OA,将线段OA绕点O顺时针旋转90°到OB,将点B向左平移5个单位长度至点C,连结BC.
(1)求点B、点C的坐标;
(2)将直线BC绕点C顺时针旋转45°,交x轴于点D,求直线CD的函数表达式;
(3)现有一动点P从C出发,以每秒2个单位长度的速度沿射线CD运动,运动时间为t秒.请探究:当t等于多少时,△BCP为等腰三角形.
2.(2023秋•开化县期末)如图1,直线AB分别与x轴,y轴交于点A(5,0),B(0,8)两点,P为线段BO上的动点,点C,O关于直线AP成轴对称,连结AC,CP.
(1)求直线AB的解析式.
(2)如图2,连结OC并延长交AB于点D,若OD=AP,求点D的坐标.
(3)如图3,点E是AB的中点,连结CE.当CE与△APO中的一条边平行时,直接写出OP的长.
3.(2023秋•东阳市期末)如图(1),在平面直角坐标系中,直线交坐标轴于A、B两点,过点C(﹣4,0)作CD交AB于D,交y轴于点E.且△COE≌△BOA.
(1)求B点坐标为 ;线段OA的长为 ;
(2)确定直线CD解析式,求出点D坐标;
(3)如图2,点M是线段CE上一动点(不与点C、E重合),ON⊥OM交AB于点N,连接MN.
①点M移动过程中,线段OM与ON数量关系是否不变,直接写出结论;
②当△OMN面积最小时,求点M的坐标和△OMN面积.
4.(2023秋•婺城区期末)如图,在平面直角坐标系中,过点A(﹣2,0)的直线y=3x+b与y轴交于点B,直线BC交x轴正半轴于点C,OC=OB,点P是直线BC上的动点.
(1)求直线BC的解析式.
(2)若,求点P的坐标.
(3)已知点Q在线段AB上,连结OP、OQ、PQ.
①若△PQB与△PQO全等,求线段PQ的长;
②在P、Q的运动过程中,OQ+PQ的最小值为 (直接写出答案).
5.(2023秋•义乌市期末)如图1,在平面直角坐标系中,直线交x轴于点A,交y轴于点B,直线与直线AB相交于点C.
(1)求点A,C的坐标.
(2)现有一动点P沿折线O→C→B→O以2个单位长度/秒的速度运动,运动时间为t秒.
①当△OAP为等腰三角形时,求出所有满足条件的t的值.
②如图2,已知x轴正半轴上有一动点Q,当点P在线段OB上运动时,连接CP,CQ.作△CQA关于直线CQ的对称图形△CQA′,作△CPB关于直线CP的对称图形△CPB′,射线CA′交x轴于点M.当B′P∥A′Q时,是否存在t的值,使△MQA′恰好是直角三角形?若存在,请直接写出t的值;若不存在,请说明理由.
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专题10 一次函数与几何的综合(5题型)
一次函数与新定义的综合题
1.(2024春•玉环市期末)定义:在平面直角坐标系中,对于一次函数y=ax+b,我们把
的函数称为一次函数y=ax+b的反射函数.
(1)写出一次函数y=2x﹣4的反射函数y'的关系式,并在坐标系中画出y'的图象.(2)若A(2a﹣5,m),B(4﹣a,n)都在(1)中y'图象上,,若m<n,求a的取值范围.
(3)已知点C(p,q)是(1)中y图象上的动点,点D(2t﹣4,t)是同一坐标平面上的一个动点,当t≥q时,求p的取值范围.
【分析】(1)由题意即可求出函数表达式,取点、描点、连线绘制图象即可;
(2)m=﹣2(2a﹣5)﹣4=﹣4a+6,同理可得:n=﹣2a+4,即可求解;
(3)联立上式和y=2x﹣4得:2x﹣4x+2,解得:x=4;联立yx+2和y=﹣2x﹣4,同理可得:x,当t≥q时,即x≤4,即可求解.
【解答】解:(1)由题意得:y';
当x=2,y′=0,当x=﹣2,y′=0,当x=0,y′=﹣4,
将上述点描点、连线绘制图象如下:
(2)∵a,则2a﹣5<0,4﹣a>0,
就点A、B在y=﹣2x﹣4和y=2x﹣4上,
则m=﹣2(2a﹣5)﹣4=﹣4a+6,同理可得:n=﹣2a+4,
∵m<n,即﹣4a+6<﹣2a+4,
解得:a>1,
即1<a;
(3)由点D的坐标知,点D在直线yx+2(如图,虚线)上,
联立上式和y=2x﹣4得:2x﹣4x+2,
解得:x=4;
联立yx+2和y=﹣2x﹣4,同理可得:x,
当t≥q时,即x≤4,
即t≤4.
2.(2023秋•浦江县期末)本学期,我们已经学习过平面直角坐标系的概念,其中x轴与y轴互相垂直.现定义:将任意坐标轴绕原点O逆时针或顺时针旋转一定度数,得到新的两条直线(直线正方向与原坐标轴一致),由这两条直线组成的新的坐标系,称之为“动感坐标系.”而过某一点(a,b)在新坐标轴上作铅垂线、水平线(如图),与新坐标轴相交,从这一点到水平线与某一条新坐标轴交点的距离是这一点在“动感坐标系”中的横坐标,从这一点到铅垂线与另一条新坐标轴的交点是这一点在“动感坐标系”中的纵坐标,两者重新组合,形成点(a,b)在“动感坐标系”中的“动感坐标.”而一次函数的图象仍然保持原状.
【初步探究】
(1)已知在原平面直角坐标系xOy中有一点,将y轴绕原点O顺时针旋转30°,x轴绕点O顺时针旋转30°得到“动感坐标系”.则点A的动感坐标为 (0,4) .
(2)在原平面直角坐标系中,设有一点C(m,m+4),将x轴绕原点O逆时针旋转135°得到z轴,y轴绕原点O顺时针旋转45°得到p轴.在z轴上有一点B(﹣6,6),在p轴上有一点D与B在同一条水平线上.当点C到点D之间的距离最小时,求点C的动感坐标.
【类比猜想】
根据“初步探究”中的内容,请归纳一条关于“动感坐标系”的性质.
【深入探索】
在平面直角坐标系xOy中,已知直线与直线y=kx﹣3相交于点C,与y轴分别交于A、B,且两条直线关于x轴成轴对称.设△ABC三角平分线与对边的交点为E、F、G.将x轴绕点C逆时针旋转60°,得到w轴,y轴绕原点O逆时针旋转m°后刚好经过点G.求点G的动感坐标以及m的值(点G不与原点O重合).
【分析】【初步探究】(1)根据题意画出图形,利用含有30°角的直角三角形的边长关系和勾股定理,即可解答;
(2)根据题意当CD⊥p轴时,点C到点D之间的距离最小,据此作出图形,再求得点C的动感坐标即可;
【类比猜想】根据题意,得出相关结论,言之有理即可;
【深入探索】根据题意画出图形,分类讨论,根据点G不与原点O重合,可以分2种情况讨论,根据等边三角形的性质,结合新定义,即可求解.
【解答】解:【初步探究】(1)如图1,根据题意,过点A作铅垂线、水平线,交y轴于点A,交旋转后的x′轴于点C,
∵,
可得,
根据勾股定理可得,
∴∠AOB=30°,
∵y轴绕原点O顺时针旋转30°,
∴点A在旋转后的y′轴上,
∵BO∥AC,
∴∠BOA=∠OAC=30°,
∵将y轴绕原点O顺时针旋转30°,x轴绕点O顺时针旋转30°,
∴∠AOC仍为90°,
设OC=a,则AC=2a,
根据勾股定理可得AO2+OC2=AC2,
可得方程,
解得a=±2,舍去负值,
∴OC=2,AC=4,
∴A点的动感坐标为(0,4),
故答案为:(0,4);
(2)∵将x轴绕原点O逆时针旋转135°得到z轴,y轴绕原点O顺时针旋转45°得到p轴,
∴z轴与x轴的夹角为45°,p轴与y轴的夹角为45°,
∴z轴与p轴的夹角为90°,
∴当CD⊥p轴时,点C到点D之间的距离最小
如图,CD⊥p轴,过点C作水平线,铅垂线,交z,p轴于点E,F,BD交y轴于点A,
可得F(m,m),∠CFD=45°,
∵点D与B在同一条水平线,
∴∠OBD=∠BDO=45°,
∵B(﹣6,6),
∴BA=AD=6,
∴D(6,6),
∵C(m,m+4),
∴CF=4,∠CFD=45°,CD⊥DF,
∴DC=DF,
又∵BD⊥CF,
∴BD平分∠CDF,
∴∠CDB=45°,
∴EB∥CD,
∵EC∥BD,
∴四边形EBDC是平行四边形,
∴EC=BD=12,
∵CF=4,
∴点C的动感坐标为(12,4);
;
【类比猜想】根据原坐标系中的点的坐标,通过勾股定理或点到直线的距离,可以求得“动感坐标”;
【深入探索】如图3所示,当G在AC上时,
∵直线与直线y=kx﹣3两条直线关于x轴成轴对称,
∴,CA=CB,
∴AB=6,
令y=0,则,
∴,
∴,
∴AB=BC=CA=6,
∴△ABC是等边三角形,则∠BAC=60°,
设△ABC三角平分线与对边的交点为E、F、G.
则AG=GC=AE=EB=BF=FC=3,
又∠EAG=∠BAC=60°,
∴△AEG是等边三角形,则∠AEG=60°,
∴m=60,
过点G作y轴的平行线交w轴于点H,
∵将x轴绕点C逆时针旋转60°,得到w轴,
∴∠ECH=60°,
又∵∠AEC=30°,
∴∠GCH=90°,
又∵GH∥y轴,
∵∠CGH=∠CAB=60°,则∠GHC=30°,
在Rt△CHG中,GH=2CG=6,
∴G的动感坐标为(0,6);
当点G在BC上时,如图3所示,
则∠BEG=60°,
∴∠AEG=120°,
∴m=120,
同理可得FG=GH=3,
∴G的动感坐标为(0,3),
综上所述,m=60时,G的动感坐标为(0,6);m=120时,G的动感坐标为(0,3).
一次函数与等腰三角形的综合题
1.(2023秋•衢州期末)如图,直线y=x+4与和y=﹣kx+12与x轴分别交于A、B两点,两直线交于点C(4,m),G是y=﹣kx+12与y轴的交点,点D为AB的中点,点E是线段AC上一个动点(不与点A和C重合),连接DE,并过点D作DE⊥DF交BC于点F.
(1)判断△ABC的形状,并说明理由;
(2)当点E的横坐标为﹣1时,在x轴上找到一点P使得△PEF的周长最小,请求出点P的坐标;
(3)当△EFG是等腰三角形时,求E点的坐标.
【分析】(1)分别求出A、B、C三点坐标以及AC、AB、BC的长,即可得出△ABC的形状;
(2)连接CD,过点D作DM⊥AC于M,DN⊥BC于N,过点E作EK⊥AB于点K,过点F作FH⊥AB于点H,证明△EMD≌△FND,得出DE=DF,证明△EDK≌△DFH,得出EK=DH,求出E(﹣1,3),F(7,5),得出,说明要使△PEF周长最小,即只需时EP+PF最小,作点E关于x轴的对称点E′(﹣1,﹣3),连接E′F,交x轴于点P,连接PE,求出E′F的解析式为y=x﹣2,求出P(2,0)即可;
(3)连接CD,过点D作DM⊥AC于M,DN⊥BC于N,过点E作EK⊥AB于点K,过点F作FH⊥AB于点H,设点E的坐标为(m,m+4)(﹣4≤m≤4),点H的坐标为:(m+8,0),求出点F的坐标为:(m+8,﹣m+4),得出EG2=m2+(m﹣8)2,FG2=(m+8)2+(﹣m﹣8)2=2(m+8)2,EF2=(m﹣m﹣8)2+(﹣m+4﹣m﹣4)2=64+4m2,分三种情况:当EG2=FG2时,当EG2=EF2时,m2+(m﹣8)2=64+4m2,当FG2=EF2时,列方程求解即可.
【解答】解:(1)△ABC为等腰直角三角形;理由如下:
∵C(4,m)在y=x+4上,
∴m=4+4=8,
∴C(4,8),
把C(4,8)代入y=﹣kx+12得:
﹣4k+12=8,
解得:k=1,
∴y=﹣x+12,
把y=0代入y=x+4得:x+4=0,
解得:x=﹣4,
∴A(﹣4,0),
把y=0代入y=﹣x+12得:﹣x+12=0,
解得:x=12,
∴B(12,0),
则,
,
AB=12﹣(﹣4)=16,
则AC=BC,且AC2+BC2=AB2,
∴△ABC为等腰直角三角形.
(2)由题意知,即D(4,0),连接CD,过点D作DM⊥AC于M,DN⊥BC于N,过点E作EK⊥AB于点K,过点F作FH⊥AB于点H,如图1所示:
∴∠MDN=90°,
∵∠EDF=90°,
∴∠EDM=∠FDN,
∵C(4,8),D(4,0),
∴CD⊥AB,CD平分∠ACB,
∴DM=DN,
∵∠EMD=∠FND,
∴△EMD≌△FND(ASA),
∴DE=DF,
∵EK⊥AB,FH⊥AB,
∴∠EKD=∠FHD=90°,
∵∠EDF=90°,
∴∠EDK+∠FDH=∠FDH+∠DFH=90°,
∴∠EDK=∠DFH,
∴△EDK≌△DFH(AAS),
∴EK=DH,
当xE=﹣1时,yE=3,
∴E(﹣1,3),
∴EK=3,
∴DH=3,
∴xH=3+4=7,
∴yH=﹣7+12=5,
∴F(7,5),
∴,
∴要使△PEF周长最小,即只需时EP+PF最小,
作点E关于x轴的对称点E′(﹣1,﹣3),连接E′F,交x轴于点P,连接PE,如图2,
∵PE=PE′,
∴PE+PF=PE′+PF,
∵两点之间线段最短,
∴PE+PF最小,
设E′F的解析式为y=k′x+b′,把E′(﹣1,﹣3)、F(7,5)代入得:
,
解得:,
∴E′F的解析式为y=x﹣2,令x﹣2=0,x=2,
∴P(2,0).
(3)连接CD,过点D作DM⊥AC于M,DN⊥BC于N,过点E作EK⊥AB于点K,过点F作FH⊥AB于点H,如图3所示:
根据解析(2)可知D(4,0),△EDK≌△DFH,EK=DH,
设点E的坐标为(m,m+4)(﹣4≤m≤4),
∴EK=m+4,
∴DH=m+4,
∴点H的坐标为:(m+8,0),
∴点F的坐标为:(m+8,﹣m+4),
把x=0代入y=﹣x+12代入得:y=12,
∴G(0,12),
∴EG2=m2+(m﹣8)2,
FG2=(m+8)2+(﹣m﹣8)2=2(m+8)2,
EF2=(m﹣m﹣8)2+(﹣m+4﹣m﹣4)2=64+4m2,
当EG2=FG2时,m2+(m﹣8)2=2(m+8)2,
解得:,
∴;
当EG2=EF2时,m2+(m﹣8)2=64+4m2,
解得:m=0或m=﹣8(舍去);
∴E(0,4);
当FG2=EF2时,2(m+8)2=64+4m2,
解得:(舍去)或,
∴;
综上分析可知,点E的坐标为:或(0,4)或.
2.(2023秋•义乌市期末)已知直线l1:与x轴交于点A,与y轴交于点B,将直线沿x轴翻折,得到一个新函数的图象l2(图1),直线l2与y轴交于点C.
(1)求新函数的图象l2的解析式;
(2)在射线AC上一动点D(x,y),连接BD,试求△BAD的面积S关于x的函数解析式,并写出自变量的取值范围;
(3)如图2,过点E(2,﹣6)画平行于y轴的直线EF,
①求证:△ABE是等腰直角三角形;
②将直线l1沿y轴方向平移,当平移到恰当距离的时候,直线l1与x轴交于点A1,与y轴交于点B1,在直线EF上是否存在点P(纵、横坐标均为整数),使得△A1B1P是等腰直角三角形,若存在,请直接写出所有符合条件的点P的坐标.
【分析】(1)求出A,B的坐标,根据对称性,求出C点坐标,待定系数法,求出l2的解析式即可;
(2)分点D在线段AC上和点D在线段AC的延长线上,两种情况进行讨论求解即可;
(3)①求出AB,AE,BE的长,利用勾股定理逆定理进行判断即可;
②分点P,点B1,点A1分别为直角顶点,三种情况进行讨论求解即可.
【解答】(1)解:∵yx﹣2,
当x=0时,y=﹣2,当y=0时,x=4,
∴A(4,0),B(0,﹣2),
∵将直线沿x轴翻折,得到一个新函数的图象l2(图1),直线l2与y轴交于点C,
∴C与B关于x轴对称,l2过点A,
∴C(0,2),
设l2:y=kx+2,将A(4,0),代入得:,
∴l2:yx+2;
(2)解:∵A(4,0),B(0,﹣2),C(0,2),
∴BC=4,OA=4,
∴S△ABC4×4=8,
①当点D在线段AC上,如图1.1:即:0≤x<4时,
S=S△ABC﹣S△DBC=84x=8﹣2x;
②当点D在线段AC的延长线上,如图1.2,即:x<0时,
S=S△ABC+S△DBC=84(﹣x)=8﹣2x,
综上:S=8﹣2x(x<4);
(3)①证明:∵A(4,0),B(0,﹣2),E(2,﹣6),
∴AB22,BE2,
∴AB=BE,AB2+BE2=40=AE2,
∴△ABE是等腰直角三角形;
②存在,理由如下:
当点P为直角顶点时,设P(2,n),如图2:
由平移的性质,设直线A1B1的解析式为,
当x=0时,y=b,当y=0时,x=﹣2b,
∴A1(﹣2b,0),B(0,b),
过点B1作B1G⊥EF,设EF交x轴于点H,
∵△A1B1P为等腰直角三角形,EF∥y轴,
∴∠A1PB1=∠B1GP=∠PHA1=90°,PB1=PA1,B1G=2,
∴∠B1PG=∠PA1H=90°﹣∠APH,
∴△PA1H≌△B1PG(AAS),
∴PH=B1G=2,A1H=PG,
∴|n|=2,|b﹣n|=|﹣2b﹣2|,
∴当n=2时,b=﹣4或b=0,当n=﹣2时,或b=0;
∴P(2,2)或P(2,﹣2);
当点B1为直角顶点时,如图3:
过点P作PH⊥y轴,则PH=2,
同上法可得:△B1OA1≌△PHB1,
∴OB1=PH=2,B1H=OA1,
∴B1(0,2)或B1(0,﹣2)(舍去);
∴直线AB向上平移了4个单位,
∴直线A1B1的解析式为:,
∴当y=0时,x=﹣4,
∴A1(﹣4,0),
∴B1H=OA1=4,
∴OH=2,
∴P(2,﹣2);
当点A1为直角顶点时:此时A1在x轴正半轴上,B1在y轴负半轴上,
设平移后的解析式为:,
当x=0时,y=m,当y=0时,x=﹣2m,
∴A1(﹣2m,0),B(0,m),
当A1在EF的右侧时,如图4:
同法可得:△A1OB1≌△PHA1,
∴PH=OA1=﹣2m,A1H=OB1=﹣m,
∴OH=﹣2m﹣(﹣m)=2,
解得:m=﹣2,
∴PH=OA1=4,
∴P(2,4);
当A1在EF的左侧时,如图5:
同法可得:△A1OB1≌△PHA1,
∴PH=OA1=﹣2m,A1H=OB1=﹣m,
∴OH=﹣2m﹣m=2,
∴m,
∴PH=OA1(不合题意,舍去);
综上:P(2,2)或P(2,﹣2)或P(2,4).
一次函数与直角三角形的综合题
1.(2023秋•新昌县期末)如图,在平面直角坐标系中,直线y=2x﹣3与x轴和y轴分别交于点B,C,与直线y=x相交于点A.
(1)求点A的坐标及△AOB的面积.
(2)在线段OA上有一动点P,过点P作平行于y轴的直线与直线AC交于点D,问在y轴上是否存在点H,使得△PDH是以P为直角顶点的等腰直角三角形?若存在,请求出满足条件的点H的坐标;若不存在,请说明理由.
(3)过点A作y轴的垂线AE,垂足为E,在y轴上找点M,使∠MAE=∠OAB,请直接写出点M的坐标.
【分析】(1)解由两条直线解析式组成的方程组,即可得到点A的坐标,把y=0代入y=2x﹣3中,求得点B的坐标,根据三角形的面积公式即可得到△AOB的面积;
(2)设P(a,a),则D(a,2a﹣3),则PD=﹣a+3,PH=a,由等腰Rt△PDH得到PH=PD,即a=﹣a+3,求解即可解答;
(3)分两种情况:①若点M在点E的下方.过点B作BN⊥AB与AM的延长线交于点N.证明△ABN是等腰直角三角形,得到AB=NB.过点N作NF⊥x轴于点F,过点A作AG⊥x轴于点G.易证△NFB≌△BGA(AAS),得到,BF=AG=3,进而得到.通过待定系数法求出直线AN的解析式,令x=0,即可取得点M的坐标.②若点M在点E的上方,根据对称性即可求解.
【解答】解(1)解方程组,得.
∴点A的坐标为(3,3).
把y=0代入y=2x﹣3得2x﹣3=0,
解得:,
∴点B的坐标为,
∴,
∴;
(2)存在.
如图,
设P(a,a),则D(a,2a﹣3).
∴PD=a﹣(2a﹣3)=﹣a+3.
∵PH⊥y轴.
∴PH=a.
∵△PDH是以P为直角顶点的等腰直角三角形.
∴PH=PD.
∴a=﹣a+3.
∴.
∴.
(3)M(0,2)或(0,4).
分两种情况:
①若点M在点E的下方,
如图,过点B作BN⊥AB与AM的延长线交于点N.
∵A(3,3),AE⊥y轴,
∴AE=EO=3,∠AEO=90°,
∴,
∵∠MAE=∠OAB.
∴∠MAB=∠MAO+∠OAB=∠MAO+∠MAE=∠EAO=45°.
∵BN⊥AB,
∴∠ABN=90°,
∴∠ANB=90°﹣∠NAB=90°﹣45°=45°,
∴∠NAB=∠ANB,
∴BN=BA.
过点N作NF⊥x轴于点F,过点A作AG⊥x轴于点G.
∴∠NFB=∠AGB=90°,
∴∠FNB+∠NBF=90°,
∵∠ABN=90°,
∴∠ABG+∠NBF=180°﹣∠ABN=180°﹣90°=90°,
∴∠FNB=∠GBA,
∵BN=BA,
∴△NFB≌△BGA(AAS).
∴NF=BG,BF=AG.
∵G(3,0),.
∴,BF=AG=3.
∴.
∴.
设直线NA解析式为y=kx+b,
∵直线NA经过点,A(3,3),
∴,解得:,
∴直线NA解析式为,
令x=0,得y=2.
∴点M的坐标为(0,2).
②若点M在点E的上方,
如图,
由对称性可知M(0,4).
综上所述:M(0,2)或(0,4).
2.(2023秋•长兴县期末)如图1,在平面直角坐标系xOy中,直线AB:y=2x+b与x轴交于点A(﹣2,0),与y轴交于点B.
(1)求直线AB的解析式;
(2)若直线 CD:yx与x轴、y轴、直线AB分别交于点C、D、E,求△BDE面积;
(3)如图2,在(2)的条件下,点F为线段AC上一动点,将△EFC沿直线EF翻折得到△EFN,EN交x轴于点M.当△MNF为直角三角形时,求点N的坐标.
【分析】(1)把A(﹣2,0)代入y=2x+b,求出b=4,即可得得直线AB:y=2x+4;
(2)求出点C、D、E的坐标,根据三角形的面积公式即可求解;
(3)分两种情况讨论,当∠MFN=90°时,求出∠EFC=135°,得∠EFO=45°,得EH=FH=2,得点F坐标,进而可得点N的坐标;当∠FMN=90°时,由翻折得EN=EC,根据勾股定理得EC2,则MN=EN﹣EM=22,即可得点N的坐标为(﹣1,2﹣2).
【解答】解:(1)把A(﹣2,0)代入y=2x+b得﹣4+b=0,,
∴b=4,
∴直线AB:y=2x+4;
(2)∵直线AB:y=2x+4,
∴点B的坐标为(0,4),
∵直线 CD:yx与x轴、y轴、直线AB分别交于点C、D、E,
当x=0时,y,当y=0时,0x,解得x=3,
∴C(3,0)、D(0,),
联立yx与y=2x+4得,解得,
∴E(﹣1,2),
∴BD=4,
∴S△BDEBD×11,
∴△BDE的面积为;
(3)如图2,当∠MFN=90°时,过点E作EH⊥x轴于H,
由翻折得∠EFC=∠EFN(360°﹣90°)=135°,
∴∠EFO=135°﹣90°=45°,
∵E(﹣1,2),
∴EH=2,OH=1,
∴EH=FH=2,
∴OF=FH﹣OH=2﹣1=1,
∵C(3,0),
∴CF=OC﹣OF=3﹣1=2,
由翻折得FN=CF=2,
∴点N的坐标为(1,﹣2);
如图3,当∠FMN=90°时,
由翻折得EN=EC,
∵E(﹣1,2),C(3,0),
∴EM=2,EC2,
∴MN=EN﹣EM=22,
∴点N的坐标为(﹣1,2﹣2);
综上,点N的坐标为(1,﹣2)或(﹣1,2﹣2).
一次函数与全等三角形的综合题
1.(2023秋•柯桥区期末)已知:如图,平面直角坐标系中,一次函数y=2x﹣1的图象分别与x轴,y轴交于点A,B,点C的坐标是(3,0).
(1)求直线BC的函数表达式;
(2)若直线AB上有一点P,且S△PBC=2S△ABC,求点P的坐标;
(3)直线BC上方是否存在一点M,使得M、B、C三点构成的三角形与△ABC全等?若存在,请直接写出点M的坐标;若不存在,请说明理由.
【分析】(1)先求出点B的坐标,然后用待定系数法即可求出直线BC的函数表达式.
(2)先求出A点坐标,再结合S△PBC=2S△ABC,利用几何关系分别求得点P的纵坐标,即可求得点P;
(3)分情况:当△ABC≌△MBC,则点M即为点A;当△ABC≌△MCB,求得过点A与直线BC平行的直线l的表达式,设点,根据全等得性质和两点之间的距离即可求得a,进一步求得点M.
【解答】解:(1)一次函数y=2x﹣1的图象与y轴交于点B,
∴当x=0时,y=﹣1,
∴B(0,﹣1),
又C(3,0)
设直线BC的函数表达式为:y=kx﹣1,
把C(3,0)代入y=kx﹣1,
解得:,
∴直线BC的函数表达式为:.
(2)一次函数y=2x﹣1的图象与x轴交于点A,
∴当y=0时,,
∴,
设AB上有一点P(x,2x﹣1)使得S△PBC=2S△ABC,
如图,
S△PAC=3S△ABC,得,解得yP=﹣3,则点P(﹣1,﹣3);
,得,解得yP=1,则点P1(1,1);
综上所述,点P(﹣1,﹣3)或P(1,1).
(3)①当△ABC≌△MBC,则点M即为点A,此时点
②当△ABC≌△MCB,
设过点A与直线BC平行的直线l:,
代入,
解得l:,
设点,
∵MC=AB,,,
∴a1=2,(舍去),
则点,
故点或.
2.(2023秋•莲都区期末)如图,直线m的函数表达式为y=﹣2x﹣6,与x轴交于点A,直线n经过点B(2,0)和点C(0,﹣1),且直线m,n交于点D.
(1)求点A,点D的坐标.
(2)点P是x轴上的一个动点,求PA+PB+PC+PD的最小值.
(3)点M,N分别是直线m,n上的两点,且不与点A,B重合.当△MND≌△BAD时,直接写出每一组点M和点N的坐标.
【分析】(1)在y=﹣2x﹣6中,令y=0,即可得A点的坐标,由待定系数法可求得直线n的解析式,联立y=﹣2x﹣6即可得点D的坐标;
(2)作点C关于x轴的对称点E,连接DE交x轴于点P,连接CP,则PC+PD=PD+PE,结合两点之间线段最短可得此时PC+PD最小,PA+PB最小,求出DE、AB即可得答案;
(3)证明△ABD为直角三角形,∠ADB=90°,根据全等三角形的性质即可求解.
【解答】解:(1)∵直线m的函数表达式为y=﹣2x﹣6,与x轴交于点A,
令y=0,可得0=﹣2x﹣6,解得x=﹣3,
∴A(﹣3,0),
设直线n的解析式为y=kx+b,
∵直线n经过点B(2,0)和点C(0,﹣1),
∴,解得,
∴直线n的解析式为yx﹣1,
联立y=﹣2x﹣6得,解得,
∴点D的坐标为(﹣2,﹣2);
(2)作点C关于x轴的对称点E,连接DE交x轴于点P,连接CP,
∴PE=PC,E(0,1),
∴PC+PD=PD+PE,此时PC+PD=DE最小,PA+PB=AB最小,
∵点D的坐标为(﹣2,﹣2),A(﹣3,0),B(2,0),
∴DE,AB=2+3=5,
∴PA+PB+PC+PD的最小值为5;
(3)∵点D的坐标为(﹣2,﹣2),A(﹣3,0),点D的坐标为(﹣2,﹣2);
∴AB=2+3=5,AD,BD2,
设M(m,﹣2m﹣6),N(n,n﹣1),
当△MND≌△BAD时,ND=AD,MD=BD=2,
∴2,,
解得m=0或﹣4,n=0或﹣4,
∴点M和点N的坐标分别为(﹣4,2)、(0,﹣1)或(0,﹣6)、(0,﹣1)或(﹣4,2)、(﹣4,﹣3)或(0,﹣6)、(﹣4,﹣3).
一次函数与将军饮马的综合题
1.(2023秋•东阳市期末)如图,在平面直角坐标系中,直线分别交x轴,y轴于点B,A,直线OC⊥AB,垂足为点C,D为线段OA上一点(不与端点重合),过点D作直线l∥x轴,交直线AB于点E,交直线OC点F.
(1)求线段OC的长;
(2)当DE=EF时,求点D的坐标;
(3)若直线l过点C,点M为线段OC上一点,N为直线l上的点,已知OM=CN,连结AN,AM,求线段AN+AM的最小值.
【分析】(1)先求出点A,B坐标,得出S△BOA,再根据等面积法建立等式,计算即可作答.
(2)设点D的坐标为(0,a),结合yx+6,表达出DE的值,再结合(1)求出OC的解析式,表达出点F的坐标,根据DE=EF建立等式,计算即可作答.
(3)在OB上取点H,OH=AC,连接MH,运用勾股定理求出AC3.6,然后得到△ACN≌△HOM,根据全等性质,得AN=HM,OH=AC=3.6,点A,M,H三点共线时,则有最小值,根据勾股定理列式计算,即可作答.
【解答】解:(1)∵直线yx+6分别交x轴,y轴于点B,A,
∴当x=0,则 y=0,故A(0,6);
当y=0,则x=8,故B(8,0);
∴AB10,
∵OC⊥AB,
∴S△BOAOC×AB,
即OA×OB=OC×AB,
∴6×8=10×OC,
∴OC=4.8;
(2)依题意,设点D的坐标为(0,a),
∵过点D作直线l∥x轴,交直线AB于点E,交直线OC点F.且yx+6,
∴当y=a,则ax+6,解得x,
∴,即DE;
过点C作CH⊥OB,
由(1)知OC=4.8,OB=8
∴BC6.4
根据等面积法OC×BC,
得CH3.84,
∴OH2.88,
则C(2.88,3.84),
设直线OC的解析式为y=kx,
把C(2.88,3.84)代入y=kx,
解得k,
∴直线OC的解析式为yx,
则点,
∴EF,
∵DE=EF,
∴,
解得a,
∴;
(3)如图:在OA取OE=AC,连接EM,作A关于OC的对称点A′,连接EA′,MA′,
∵C(2.88,3.84),A(0,6),OC⊥AB,
∴AC3.6,A′(5.76,1.68),
∴E(0,3.6)
∵OM=CN,∠ACN=∠MOE,AC=OE,
∴△ACN≌△EOM(SAS),
∴EM=AN,
由对称的性质可知,AM=A′M
∴AM+AN=EM+MA′,
则点A′,M,E三点共线时,则有最小值,
此时最小值.
1.(2023秋•吴兴区期末)如图所示,在平面直角坐标系中,点A(﹣4,3),连结OA,将线段OA绕点O顺时针旋转90°到OB,将点B向左平移5个单位长度至点C,连结BC.
(1)求点B、点C的坐标;
(2)将直线BC绕点C顺时针旋转45°,交x轴于点D,求直线CD的函数表达式;
(3)现有一动点P从C出发,以每秒2个单位长度的速度沿射线CD运动,运动时间为t秒.请探究:当t等于多少时,△BCP为等腰三角形.
【分析】(1)过A、B分别做AE、BF垂直于x轴于E,F,根据将线段OA绕点O顺时针旋转90°到OB,可证△AEO≌△OFB(AAS),有AE=OF=3,OE=BF=4,即知B(3,4),而将点B向左平移5个单位长度至点C,故C(﹣2,4);
(2)设BC交y轴于T,CD交y轴于K,由B(3,4),BC=5,得CT=BC﹣BT=5﹣3=2,根据将直线BC绕点C顺时针旋转45°,交x轴于点D,BC⊥y轴,知△CKT是等腰直角三角形,故CT=KT=2,K(0,2),再用待定系数法可得直线CD的解析式为y=﹣x+2;
(3)分三种情况:①当CB=CP=5时,2t=5,得t=2.5;②当BC=BP=5时,∠BCP=∠BPC=45°,知∠CBP=90°,故CP5,可得t;③当PB=PC时,P在BC的垂直平分线上,有xP,在y=﹣x+2中,令xP(,),故CP,得t.
【解答】解:(1)过A、B分别做AE、BF垂直于x轴于E,F,如图:
∵将线段OA绕点O顺时针旋转90°到OB,
∴OA=OB,∠AOB=90°,
∴∠AOE=90°﹣∠BOF=∠OBF,
∵∠AEO=∠BFO=90°,
∴△AEO≌△OFB(AAS),
∵A(﹣4,3),
∴AE=OF=3,OE=BF=4,
∴B(3,4),
∵将点B向左平移5个单位长度至点C,
∴BC=5,
∴C(﹣2,4);
(2)设BC交y轴于T,CD交y轴于K,如图:
∵B(3,4),BC=5,
∴CT=BC﹣BT=5﹣3=2,
∵将直线BC绕点C顺时针旋转45°,交x轴于点D,BC⊥y轴,
∴△CKT是等腰直角三角形,
∴CT=KT=2,
∴OK=OT﹣KT=4﹣2=2,
∴K(0,2),
设直线CD的解析式为y=kx+b,
把C(﹣2,4),K(0,2)代入得:
,
解得,
∴直线CD的解析式为y=﹣x+2;
(3)①当CB=CP=5时,如图:
∴2t=5,
解得t=2.5;
②当BC=BP=5时,如图:
∴∠BCP=∠BPC=45°,
∴∠CBP=90°,
∴CP5,
∴2t=5,
解得t;
③当PB=PC时,如图:
∴P在BC的垂直平分线上,
∵B(3,4),C(﹣2,4),
∴xP,
在y=﹣x+2中,令x得y2,
∴P(,),
∴CP,
∴2t,
解得t;
综上所述,当t等于秒或秒或秒时,△BCP为等腰三角形.
2.(2023秋•开化县期末)如图1,直线AB分别与x轴,y轴交于点A(5,0),B(0,8)两点,P为线段BO上的动点,点C,O关于直线AP成轴对称,连结AC,CP.
(1)求直线AB的解析式.
(2)如图2,连结OC并延长交AB于点D,若OD=AP,求点D的坐标.
(3)如图3,点E是AB的中点,连结CE.当CE与△APO中的一条边平行时,直接写出OP的长.
【分析】(1)利用待定系数法即可得直线AB的解析式.
(2)过点D作DM⊥OB于M,证明△ODM≌△APO(AAS),可得OM=OA=5,将y=5代入直线AB的解析式,即可得点D的坐标.
(3)分三种情况:①当CE∥OA时,②当CE∥OP时,③当CE∥AP时,分别求解即可.
【解答】解:(1)设直线AB的解析式为y=kx+b,
把A(5,0),B(0,8)代入得,
解得,
∴直线AB的解析式为yx+8;
(2)过点D作DM⊥OB于M,
∴∠ODM+∠DOM=90°,
∵AP⊥OC(对称轴垂直平分对称点的连线),
∴∠DOM+∠APO=90°,
∴∠ODM=∠APO,
在△ODM和△APO中,
∵,
∴△ODM≌△APO(AAS),
∴OM=OA=5,即yD=5,
当y=5时,,
∴D(,5);
(3)∵A(5,0),B(0,8),点E是AB的中点,
∴E(,4),OA=5,OB=8,
分三种情况:
①当CE∥OA时,延长EC交y轴于点M,过点C作CN⊥x轴于N,
∵∠AOB=90°,CE∥OA,CN⊥x轴,
∴∠MON=∠CMO=∠CNO=90°,
∴四边形OMCN是矩形,
∵ME∥OA,CN⊥x轴,E(,4),
∴CN=OMOB=4,
设OP=x,则MP=OM﹣OP=4﹣x,
∵点C,O关于直线AP成轴对称,
∴CA=OA=5,OP=CP=x,
∴NA3,
∴MC=ON=OA﹣NA=5﹣3=2,
在Rt△CMP中,MC2+MP2=CP2,
∴22+(4﹣x)2=x2,解得x,
∴OP;
②当CE∥OP时,延长CE交x轴于点H,过点P作PG⊥CH于N,
同理得四边形OPGH是矩形,
∵E(,4),CE∥OP,
∴OH=PG,
设OP=GH=x,
∵点C,O关于直线AP成轴对称,
∴CA=OA=5,OP=CP=x,
∴CH,
∴CG=CH﹣GHx,
在Rt△CGP中,CG2+GP2=CP2,
∴()2+(x)2=x2,解得x,
∴OP;
③当CE∥AP时,延长EC交y轴于点K,
设OP=x,则BP=8﹣x,
∵点C,O关于直线AP成轴对称,
∴∠CPA=∠OPA,OP=CP=x,
∵CE∥AP,
∴∠CPA=∠KCP,∠PKC=∠OPA,
∴∠KCP=∠PKC,
∴PK=CP=x,
在△ABP中,EK∥AP,点E是AB的中点,
∴BK=PK=x,
∴OP=BK=PK=x,
∴OPOB;
综上,OP的长为或或.
3.(2023秋•东阳市期末)如图(1),在平面直角坐标系中,直线交坐标轴于A、B两点,过点C(﹣4,0)作CD交AB于D,交y轴于点E.且△COE≌△BOA.
(1)求B点坐标为 (0,4) ;线段OA的长为 3 ;
(2)确定直线CD解析式,求出点D坐标;
(3)如图2,点M是线段CE上一动点(不与点C、E重合),ON⊥OM交AB于点N,连接MN.
①点M移动过程中,线段OM与ON数量关系是否不变,直接写出结论;
②当△OMN面积最小时,求点M的坐标和△OMN面积.
【分析】(1)根据直线yx+4交坐标轴于A、B两点,点A在x轴上,点B在y轴上,可以求得点B的坐标和OA的长;
(2)根据△COE≌△BOA,可以得到OE=OA,再根据点A的坐标可以的大点E的坐标即可求得直线CE的解析式,然后与直线yx+4联立方程组,即可求得点D的坐标;
(3)①根据题目中的条件,可以证明△OME≌△ONA,即可得到OM和ON的数量关系;
②要求△OMN面积最小值,由OM=ON,OM⊥ON,可知当OM取得最小值时即可,当OM⊥CE时,OM取得最小值,然后根据勾股定理和等积法可以求得OM的长,即可求得点M的坐标,本题得以解决.
【解答】解:(1)∵直线yx+4交坐标轴于A、B两点,
∴当y=0时,x=3,当x=0时,y=4,
∴点A的坐标为(3,0),点B的坐标为(0,4),
∴OA=3;
故答案为:(0,4),3;
(2)∵过点C(﹣4,0)作CD交AB于D,交y轴于点E.且△COE≌△BOA(已知),
∴OC=4,OC=OB,OE=OA,
∵点A(3,0),
∴OA=3,
∴OE=3,
∴点E的坐标为(0,3),
设过点C(﹣4,0),点E(0,3)的直线解析式为y=kx+b,代入得:
,
解得,
∴直线CE的解析式为yx+3,
即直线CD的解析式为yx+3,
由,得,
即点D的坐标为(,);
(3)①线段OM与ON数量关系是OM=ON保持不变,
证明:∵△COE≌△BOA,
∴OE=OA,∠OEM=∠OAN,
∵∠BOA=90°,ON⊥OM,
∴∠MON=∠BOA=90°,
∴∠MOE+∠EON=∠EON+∠NOA,
∴∠MOE=∠NOA,
在△MOE和△NOA中,
,
∴△MOE≌△NOA(ASA),
∴OM=ON,
即线段OM与ON数量关系是OM=ON保持不变;
②由①知OM=ON,
∵OM⊥ON,
∴△OMN面积是:,
∴当OM取得最小值时,△OMN面积取得最小值,
∵OC=4,OE=3,∠COE=90°,
∴CE=5,
∵当OM⊥CE时,OM取得最小值,
∴,
∴,
解得,OM,
∴△OMN面积取得最小值是:,
当△OMN取得最小值时,设此时点M的坐标为(a,a+3),
∴a2+(a+3)2=()2
解得,a,
∴a+3,
∴点M的坐标为(,),
由上可得,当△OMN面积最小时,点M的坐标是(,)和△OMN面积是.
4.(2023秋•婺城区期末)如图,在平面直角坐标系中,过点A(﹣2,0)的直线y=3x+b与y轴交于点B,直线BC交x轴正半轴于点C,OC=OB,点P是直线BC上的动点.
(1)求直线BC的解析式.
(2)若,求点P的坐标.
(3)已知点Q在线段AB上,连结OP、OQ、PQ.
①若△PQB与△PQO全等,求线段PQ的长;
②在P、Q的运动过程中,OQ+PQ的最小值为 (直接写出答案).
【分析】(1)把点A代入直线y=3x+b得B(0,6),设直线BC解析式为y=kx+6,代入B得k=﹣1,故直线BC的解析式为y=﹣x+6.
(2)设P(t,﹣t+6),当P在CB延长线上时,S△APCS△ABC8×6=32,再计算即可.当P在线段CB上时,S△APCS△ABC8×6=16,再计算即可.
(3)①当△PQB≌△PQO时,得QP为△BAC中位线,故PQAC=4.当△PQB≌△QPO时,得四边形BPOQ是平行四边形,由平移得直线OP解析式为y=3x,直线OQ解析式为y=﹣x,联立得P(,),Q(,),故PQ3.
②过O作AB的对称点O',过O'作O'P⊥BC,连OQ,此时OQ+PQ=O'Q+PQ=O'P最小.由Rt△OAK∽Rt△OBA,得AK,OK,再利用Rt△OAK~Rt△OO'M,得OM,O'M,故O'(,),N(,),由等腰Rt△得O'P,再计算即可.
【解答】解:(1)∵点A(﹣2,0)在直线y=3x+b上,
∴b=6,
∴B(0,6),
∵OC=OB,
∴C(6,0),
设直线BC解析式为y=kx+6,
∴0=6k+6,
∴k=﹣1,
∴直线BC的解析式为y=﹣x+6.
(2)设P(t,﹣t+6),
当P在CB延长线上时,
∵,
∴S△APCS△ABC8×6=32,
∴8×(﹣t+6)=32,
∴t=﹣2,
∴P(﹣2,8).
当P在线段CB上时,
∵,
∴S△APCS△ABC8×6=16,
∴8×(﹣t+6)=16,
∴t=2,
∴P(2,4).
答:P坐标为(﹣2,8)或(2,4).
(3)①当△PQB≌△PQO时,
∴QB=QO,
∴∠QBO=∠QOB,
∵∠QBO+∠BAO=90°,
∠QOB+∠QOA=90°,
∴∠BAO=∠QOA,
∴QA=QO,
∴QB=QO,
∴QP为△BAC中位线,
∴PQAC=4.
②当△PQB≌△QPO时,
∴QB=PO,且QB∥PO,
∴四边形BPOQ是平行四边形,
∴AB∥OP,OQ∥BC,
∵直线AB解析式为y=3x﹣2,
∴向右平移两个长度单位为直线OP解析式:y=3x,
同理,直线OQ解析式为:y=﹣x,
联立y=3x﹣2得P(,),
同理:Q(,),
∴PQ3.
答:线段PQ的长为4或3.
②过O作AB的对称点O',过O'作O'P⊥BC,连OQ,
此时OQ+PQ=O'Q+PQ=O'P最小.
过O'作O'M⊥x轴.
∴Rt△OAK∽Rt△OBA,
∴OA2=AK•AB,
∴22=AK•,
∴AK,
∴OK,
∴OO'=2OK,
∵Rt△OAK~Rt△OO'M,
∴,
∴,
∴,O'M,
∴O'(,),
∴R的纵坐标,
∴R(,),
∵∠PRO'=∠BCA=45°,
∴O'P,
故答案为:.
5.(2023秋•义乌市期末)如图1,在平面直角坐标系中,直线交x轴于点A,交y轴于点B,直线与直线AB相交于点C.
(1)求点A,C的坐标.
(2)现有一动点P沿折线O→C→B→O以2个单位长度/秒的速度运动,运动时间为t秒.
①当△OAP为等腰三角形时,求出所有满足条件的t的值.
②如图2,已知x轴正半轴上有一动点Q,当点P在线段OB上运动时,连接CP,CQ.作△CQA关于直线CQ的对称图形△CQA′,作△CPB关于直线CP的对称图形△CPB′,射线CA′交x轴于点M.当B′P∥A′Q时,是否存在t的值,使△MQA′恰好是直角三角形?若存在,请直接写出t的值;若不存在,请说明理由.
【分析】(1)利用函数关系式,求出点A、C的坐标即可;
(2)①根据两点间距离公式求出,,,分四种情况进行讨论:当点P运动到点C时,当点P在BC上运动,AP=OA=12时,当点P在BC上运动,OP=OA=12时,当点P在BC上运动,OP=OA=12时,分别画出图形,求出结果即可;
②根据折叠说明∠MA′Q≠90°,分两种情况进行讨论:当∠QMA′=90°时,当∠A′QM=90°时,分别画出图形,求出结果即可.
【解答】解:(1)把y=0代入得:
,
解得:x=12,
∴A(12,0);
联立,
解得:,
∴C(6,8).
(2)把y=0代入得:y=16,
∴B(0,16),
∴,
,
;
①当点P运动到点C时,如图1.1所示:
此时AP=OP=10,△OAP为等腰三角形,
∴t=10÷2=5;
当点P在BC上运动,AP=OA=12时,如图1.2所示:
此时△OAP为等腰三角形,
∴t=(10+12﹣10)÷2=6;
当点P在BC上运动,OP=OA=12时,过点O作OD⊥AB于点D,如图1.3所示:
此时△OAP为等腰三角形,
根据勾股定理得:,
∵,
∴,
根据勾股定理得:,
∵OD⊥AB,OP=OA,
∴,
∴AP=2AD=14.4
∴t=(10+14.4﹣10)÷2=7.2;
当点P在BC上运动,OP=OA=12时,如图1.4所示:
此时△OAP为等腰三角形,
t=(10+10+16﹣12)÷2=12;
综上分析可知,t=5或6或7.2或12.
②存在t的值,使△MQA′恰好是直角三角形;理由如下:
当∠QMA′=90°时,如图2所示:
设QA′交y轴于点N,CB′交y轴于点E,
根据折叠可知,∠CBP=∠B′,∠CAQ=∠MA′Q,
∵∠CBP+∠CAQ=90°,∠MQA′+∠MA′Q=90°,
∴∠CBP=∠MQA′,
∴∠B′=∠MQA′,
∵∠BOA=∠QMA′=90°,
∴CA′∥OB,
∴∠MA′Q=∠BNQ,
∵B′P∥A′Q,
∴∠B′PE=∠BNQ,
∴∠B′PE=∠MA′Q,
∵∠MQA′+∠MA′Q=90°,
∴∠B′PE+∠B′=90°,
∴∠PEB′=90°,
∴B′C⊥y轴,
∵C(6,8),B′C=BC=10,
∴B′(﹣4,8),
设BP=m,则B′P=m,PE=8﹣m,
根据勾股定理得:B′P2=B′E2+PE2,
即m2=42+(8﹣m)2,
解得:m=5,
∴t=(10+10+5)÷2=12.5;
当∠A′QM=90°时,如图3所示:
∵∠A′QM=∠BOA=90°,
∴A′Q∥y轴,
∵B′P∥A′Q,点P在y轴上,
∴此时点B′在y轴上,
∵△CPB关于直线CP的对称图形△CPB′,
∴此时CP⊥y轴,
∴P(0,8),
∴t=(10+10+16﹣8)=14;
根据折叠可知:∠MA′Q=∠CAO,
∵∠CAQ≠90°,
∴∠MA′Q≠90°;
综上分析可知,t=12.5或14.
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