内容正文:
专题10 一次函数的图象与性质
1 正比例函数
1.1概念
一般地,形如(是常数,)的函数,叫做正比例函数,其中叫做比例系数.
1.2 性质
一般地,正比例函数(是常数,)的图像是一条经过原点的直线;
当时,随的增大而增大;当时,随的增大而减小.
2 一次函数
2.1 概念
一般地,形如(,是常数,)的函数,叫做一次函数.
当时,即,所以正比例函数是一种特殊的一次函数.
2.2 性质
一般地,一次函数(,是常数,)的图像是一条直线;
当时,随的增大而增大;当时,随的增大而减小.
当时,即一次函数经过轴上的点,决定直线与轴的交点位置.
3 待定系数法
(1)根据函数类型先设出函数解析式,再根据条件确定解析式中的未知的系数,从而得出函数解析式的方法,叫做待定系数法.
(2)两点确定一直线,故要用待定系数法求解一次函数的解析式,只需要代入两个点的坐标,得到关于的方程组,从而得到最终解析式.
4 一次函数与方程、不等式
(1)一次函数与方程
① 一元一次方程的解,就是一次函数与轴交点的横坐标;
② 一元一次方程组的解是,则一次函数与的交点坐标为.
(2)一次函数与不等式
① 一次不等式()的解集,就是使得一次函数中(或)的自变量的取值范围;
② 一元一次不等式的解集是一次函数图像在
图像上方时对应的取值范围.
5 拓展知识
(1)一次函数的也称为斜率,它描述直线的倾斜程度,直线越陡越大;
(2)过两点,()的直线解析式中;
(3)两直线,平行,则;
(4)两直线,垂直,则.
【题型1】 求一次函数自变量或函数值
【典题1】 (2024·广东东莞·模拟预测)直线 经过点,则的值为 .
【答案】
【分析】本题考查了一次函数图象上点的坐标特征,将点P的坐标代入一次函数解析式中,求出的值,即可求出结果.
【详解】解:将点代入,
得到:,
即:,
两边乘2得:,
∴.
故答案为:.
【巩固练习】
1.(2024·湖北·中考真题)铁的密度为,铁块的质量m(单位:g)与它的体积V(单位:)之间的函数关系式为.当时, g.
【答案】79
【分析】本题考查一次函数的应用,将自变量的值代入函数关系式求出对应函数值是解题的关键.
将代入求出对应m的值即可.
【详解】解:当时,.
故答案为:79.
2.(2024·辽宁·中考真题)如图,在平面直角坐标系中,菱形的顶点在轴负半轴上,顶点在直线上,若点的横坐标是8,为点的坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】过点B作轴,垂足为点D,先求出,由勾股定理求得,再由菱形的性质得到轴,最后由平移即可求解.
【详解】解:过点B作轴,垂足为点D,
∵顶点在直线上,点的横坐标是8,
∴,即,
∴,
∵轴,
∴由勾股定理得:,
∵四边形是菱形,
∴轴,
∴将点B向左平移10个单位得到点C,
∴点,
故选:B.
【点睛】本题考查了一次函数的图像,勾股定理,菱形的性质,点的坐标平移,熟练掌握知识点,正确添加辅助线是解题的关键.
【题型2】 一次函数图象的判断
【典题1】 (2024·陕西西安·三模)若为常数且,则一次函数的图象可能是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题考查了一次函数图象的性质,熟练掌握一次函数图象的相关性质是解题的关键.
根据一次函数图象的性质进行分析即可得到答案.
【详解】解:∵,
,
∴一次函数的图象在第一、二,四象限.
故选:B.
【巩固练习】
1.(2023·浙江宁波·一模)如图所示,满足函数和的大致图象是( )
A.①② B.②③ C.②④ D.①④
【答案】B
【分析】本题主要考查了反比例函数的图象性质和一次函数的图象性质,关键是由的取值确定函数所在的象限.
分别根据一次函数与反比例函数图象的特点解答即可.
【详解】解:,
函数过点,
故不合题意;
当时,函数过第一、三、四象限,函数在一、三象限;
当时,函数过第一、二、四象限,函数在二、四象限;
故符合题意;
故选:.
2.(2024·江苏南通·一模)在平面直角坐标系中,点,点,点在同一个函数图象上,则该图象可能是( )
A.B. C. D.
【答案】B
【分析】此题考查了函数的图象.由点,点,点在同一个函数图象上,可得与关于轴对称;当时,随的增大而增大,继而求得答案.
【详解】解:,点,
与关于轴对称,
即这个函数图象关于轴对称,故选项A不符合题意;
,点,
当时,随的增大而增大,故选项B符合题意,选项C、D不符合题意.
故选:B.
3.(2024·安徽阜阳·三模)抛物线与双曲线的交点的横坐标为a,则直线的图象大致是( )
A.B.C.D.
【答案】A
【分析】本题考查了一次函数、反比例函数,二次函数的图象和性质,解题的关键是熟练掌握相关性质定理.
先求出抛物线与轴的交点坐标,根据二次函数和反比例函数的性质画出图象,结合图象得出,即可解答.
【详解】解:把代入,
则,
解得:,
∴抛物线与轴相交于,,
∵,
∴抛物线开口向上,
∴抛物线图象经过第一、二、四象限,
∵,,
∴双曲线图象位于一、三象限,
∴抛物线与双曲线交点位于第一象限,即,
∴必过一、三象限,
∵抛物线与轴相交于,
∴由图可知,抛物线与双曲线交点在右边,
∴,
∴,
∴直线的图象经过一、三、四象限,
故选:A.
【题型3】 一次函数的增减性
【典题1】(2024·陕西西安·模拟预测)若点,点,点都在一次函数的图象上,则与的大小关系是( )
A. B. C. D.无法确定
【答案】C
【分析】本题主要考查了比较一次函数值的大小,求一次函数解析式,先利用待定系数法求出一次函数解析式,进而得到在中,y随x增大而减小,根据增减性即可得到答案.
【详解】解:把代入中得:,解得,
∵,
∴在中,y随x增大而减小,
∵点,点都在一次函数图象上,且,
∴,
故选:C.
【巩固练习】
1.(2024·安徽·模拟预测)下列函数中,随的增大而减小的函数是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】本题考查的是一次函数的性质,二次函数的性质,根据一次函数和二次函数的性质对各选项进行逐一分析即可.
【详解】A、是一次函数,,随的增大而减小,故该选项符合题意;
B、是一次函数,,随的增大而增大,故该选项不符合题意;
C、是二次函数,开口向上,对称轴是轴,当时,随的增大而减小,故该选项不符合题意;
D、是二次函数,开口向下,对称轴是轴,当时,随的增大而减小,故该选项不符合题意.
故选:A.
2.(2024·陕西西安·模拟预测)已知点在一次函数的图象上,则m与n的大小关系是( )
A. B. C. D.无法确定
【答案】C
【分析】本题主要考查了比较一次函数值的大小,一次函数的增减性,根据解析式可得y随x增大而减小,再由即可得到答案.
【详解】解:∵在中,,
∴y随x增大而减小,
∵点在一次函数的图象上,且,
∴,
故选:C.
3.(2024·陕西咸阳·模拟预测)一次函数的图象上y随x的增大而减小,则下列点可能在该函数图象上的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】本题考查一次函数的性质,根据一次函数的图象上y随x的增大而减小,可知,然后将各个选项中的点的横纵坐标代入解析式求出k的值,即可判断哪个选项符合题意.
【详解】∵一次函数的图象上y随x的增大而减小,
∴,
当时,,得,故选项A符合题意;
当时,,得,故选项B不符合题意;
当时,,得,故选项C不符合题意;
当时,,得,故选项D不符合题意;
故选:A.
4.(2024·陕西渭南·二模)已知点和点都在一次函数的图象上,则与的大小关系是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】本题主要考查了一次函数的增减性,根据解析式可得y随x增大而减小,再由,即可得到.
【详解】解:∵在中,,
∴y随x增大而减小,
∵,
∴,
故选:C.
5.已知点,,在下列某一函数图像上,且,那么这个函数是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题主要考查了一次函数、二次函数和反比例函数的图像与性质,熟练掌握相关知识是解题关键.根据题意可知在时,随的增大而减小,据此性质逐项分析判断即可.
【详解】解:∵,且,
∴可知在时,随的增大而减小,
A.,随的增大而增大,不符合题意;
B.,时,随的增大而减小,符合题意;
C.,时,随的增大而增大,不符合题意;
D.,时,随的增大而增大,不符合题意.
故选:B.
【题型4】已知一次函数解析式判断其性质
【典题1】 (2024·湖南长沙·中考真题)对于一次函数,下列结论正确的是( )
A.它的图象与y轴交于点 B.y随x的增大而减小
C.当时, D.它的图象经过第一、二、三象限
【答案】A
【分析】本题考查一次函数的性质,根据一次函数的性质逐个判断即可得到答案.
【详解】解:A.当时,,即一次函数的图象与y轴交于点,说法正确;
B.一次函数图象y随x的增大而增大,原说法错误;
C.当时,,原说法错误;
D.一次函数的图象经过第一、三、四象限,原说法错误;
故选A.
【巩固练习】
1.(2024·湖南岳阳·模拟预测)已知一次函数,下列说法错误的是( )
A.图象不经过第二象限 B.图象与两坐标轴围成的三角形面积是4
C.y随x的增大而减小 D.当时,
【答案】C
【分析】本题考查了一次函数的图象性质,结合一次函数的图象性质对各个选项逐个判断即可求解,掌握一次函数的图象性质是解题的关键.
【详解】解:A、,,所以图象经过第一、三、四象限,不经过第二象限,故选不符合题意;
B、图象与轴交于点,与轴交于点,所以图象与两坐标轴围成的三角形面积是:,故选不符合题意;
C、,所以y随x的增大而增大,故选项符合题意;
D、当时,,正确,故选不符合题意;
故选:C.
2.(2023·河南平顶山·二模)在平面直角坐标系中,已知函数(为常数)的图象经过点,则下列叙述正确的是( )
A.函数图象经过点
B.函数值随的增大而减小
C.函数图象不经过第三象限
D.函数图象与坐标轴围成三角形的面积为
【答案】A
【分析】本题考查了一次函数的图象和性质,熟练掌握以上知识是解题的关键.
先根据待定系数法求出的值,得出函数解析式,再根据一次函数的图象和性质依次进行求解判断即可.
【详解】解:将点代入到函数(为常数)中,
则,
解得:
故函数解析式为.
A.当时:,
故A是正确的;
B.∵,
∴函数值随的增大而增大,
故B是错误的;
C.∵,
∴函数图象为上升的直线,
∴函数图象必然经过第三象限,
故C是错误的;
D.由解析式可得函数图象与坐标轴的交点为:,,
∴函数图象与坐标轴围成三角形的面积为,
故D是错误的;
故选:A.
【题型5】 求一次函数的解析式
【典题1】 (2024·四川凉山·中考真题)如图,一次函数的图象经过两点,交轴于点,则的面积为 .
【答案】9
【分析】本题考查了一次函数图象上点的坐标特征、待定系数法求一次函数解析式以及三角形的面积.根据点A,B的坐标,利用待定系数法可求出直线的解析式,得出点C的坐标及的长,再利用三角形的面积公式即可求出的面积.
【详解】解:将代入,得:,
解得:,
∴直线的解析式为.
当时,,解得:,
∴点C的坐标为,,
∴.
故答案为:9.
【巩固练习】
1.(2024·山东潍坊·模拟预测)如图是y关于x的一个函数图象,根据图象,下列说法不正确的是( )
A.该函数的最大值为6 B.当时,y随x的增大而增大
C.当时,对应的函数值 D.当和时,对应的函数值相等
【答案】C
【分析】本题考查了一次函数的应用,观察函数图象获得有效信息是解题关键.根据函数图象的相应点坐标以及增减性,可得答案.
【详解】解:由图象可知:
A.该函数的最大值为6,原说法正确,故本选项不合题意;
B.当时,随的增大而增大,原说法正确,故本选项不合题意;
C.设时,,则,
解得,
,
当时,对应的函数值,原说法错误,故本选项符合题意;
D.设时,,则,
解得,
,
当时,;
设时,,
则,
解得,
,
当时,,
当和时,对应的函数值都等于4,
当和时,对应的函数值相等,说法正确,故本选项不符合题意.
故选:C
2.(2020·山东济南·一模)某快递公司每天上午集中揽件和派件,甲仓库用来揽收快件,乙仓库用来派发快件,该时段内甲、乙两仓库的快件数量y(件)与时间x(分)之间的函数图象如图所示,那么当两仓库快递件数相同时,所用的时间为 分钟.
【答案】20
【分析】本题考查了一次函数的应用,分别求出甲、乙两仓库的快件数量y(件)与时间x(分)之间的函数关系式,求出两条直线的交点坐标即可.解题的关键:熟练运用待定系数法就解析式,结合图形,理解图形中点的坐标代表的意义.
【详解】解:设甲仓库的快件数量y(件)与时间x(分)之间的函数关系式为:,根据题意得,解得,
∴;
设乙仓库的快件数量y(件)与时间x(分)之间的函数关系式为:,根据题意得,解得,
∴,
联立,
解得,
即:当两仓库快递件数相同时,所用的时间为20分钟,
故答案为:20.
3.如图,正比函数与一次函数的图象交于点,一次函数的图象与轴负半轴交于点,且.
(1)求这两个函数的解析式;
(2)求线段的长度;
(3)求的面积.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】本题主要考查一次函数图形与性质,勾股定理,几何图形面积的计算,掌握一次函数与几何图形的综合是解题的关键.
(1)把点代入正比例函数可得正比例函数解析式,运用勾股定理可得,可得,运用待定系数法可得一次函数解析式;
(2)运用勾股定理即可求解;
(3)数形结合,根据三角形面积计算方法即可求解.
【详解】(1)解:∵经过点,
∴代入正比例函数得,,
解得,,
∴正比例函数解析式为:,
∴,
∵,
∴,即,
把点代入一次函数解析式得,
,
解得,,
∴一次函数解析式为:;
(2)解:根据题意,,
∴的长度为:;
(3)解:根据图示可得,.
【题型6】 一次函数的规律探究问题
【典题1】(2024·黑龙江绥化·模拟预测)如图,直线l的解析式为,与轴分别相交于两点,过点P作的平分线交x轴于点,过点作x轴的垂线与直线l相交于点,作的平分线交x轴于点,过点作轴的垂线与直线l相交于点……按此规律进行下去,则点的横坐标为 .
【答案】
【分析】本题主要考查了坐标规律探索,解直角三角形,一次函数的性质,先根据一次函数的性质求出,,得出,求出,证明,得出,根据等腰三角形的性质得出,同理得出,此时的坐标为;,此时的坐标为;得出答案即可.
【详解】解:把代入得:,
把代入得:,
解得:,
∴,,
∴,
∴,
∴,,
∵平分,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵轴,
∴的横坐标为,
同理得:,
此时的坐标为;
,
此时的坐标为;
……
的坐标为;
故答案为:.
【巩固练习】
1.(2023·山东东营·一模)如图,过点作直线:的垂线,垂足为点,过点作轴,垂足为点,过点作,垂足为点,…,这样依次下去,得到一组线段:,,,…,则线段的长为 .
【答案】
【分析】本题主要考查解直角三角形,特殊角度三角函数的求值,通过一次函数探索规律,根据题意写出,,,从而根据规律有,然后当代入即可求解,熟练掌握知识点的应用是解题的关键.
【详解】∵直线:,
∴当时,,
∴,
∴与轴的夹角为,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
同理,,
,
∴,
当时,,
故答案为:.
2.(2024·黑龙江齐齐哈尔·模拟预测)如图,直线上有点,且,,,分别过点作直线的垂线,交y轴于点,依次连接,得到,,,…,,则的面积为 .(用含有正整数n的式子表示)
【答案】
【分析】由直线的解析式可得出,结合可求出的值,再根据三角形的面积公式即可求出的面积.
【详解】如图,在直线上取一点M,作轴于点N,设,
则,
∵,
∴,
∴,
∵,,,,
∴设,则,
∴,
∴,
∴,
故答案为:.
【点睛】本题考查了一次函数图像上点的坐标特征,三角形的面积,解直角三角形以及规律型中数的变化规律,根据边的变化找出变化规律“”是解题的关键.
【题型7】 一次函数与一元一次方程、一元一次不等式的关系
【典题1】 (2024·山东潍坊·模拟预测)在同一平面直角坐标系中,一次函数与的图象如图所示.小星根据图象得到的下列结论中错误的是( )
A.在一次函数的图象中,y的值随着x值的增大而减小
B.方程组的解为
C.方程的解为
D.当时,
【答案】D
【分析】本题考查一次函数的性质,一次函数的图象的交点坐标与二元一次方程组的解,一次函数与坐标轴的交点问题,熟练运用数形结合思想是解题的关键.
【详解】A.由函数图象可知,直线从左至右呈下降趋势,所以y的值随着x值的增大而减小,故A正确;
B.由函数图象可知,一次函数与的图象交点坐标为,所以方程组的解为,故B正确;
C.由函数图象可知,直线与x轴的交点坐标为,所以方程的解为,故C正确;
D.由函数图象可知,直线过点,所以当时,,故D错误;
故选:D.
【巩固练习】
1.(2024·陕西咸阳·模拟预测)如图,一次函数(k、b为常数,且)与x轴,y轴分别交于两点,则关于x的不等式的解集是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】本题考查的是一次函数与一元一次不等式,能利用数形结合求出不等式的解集是解答此题的关键.
由一次函数的图象过点,且随的增大而增大,从而得出不等式的解集.
【详解】由一次函数的图象可知,随的增大而增大,
∵一次函数的图象与轴交于点,
∴当时,有.
故选:C.
2.(2024·陕西咸阳·模拟预测)在同一平面直角坐标系中,若直线与直线相交于点,则关于x的不等式的解集为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】本题主要考查了一次函数图象的平移问题,一次函数与不等式之间的关系,根据题意可得直线与直线的交点坐标为,再根据一次函数的增减性即可得到答案.
【详解】解:直线与直线分别可以看作由直线与直线向左平移2个单位长度得到.
∵直线与直线相交于点,
直线与直线的交点坐标为,
∵在中,在中,
∴在中,y随x增大而减小,在中y随x增大而增大,
∴不等式的解集为.
故选C.
3.(2024·山东临沂·模拟预测)在同一平面直角坐标系中,一次函数与的图象如图所示.则下列结论中:①随的增大而增大;②;③.当时,;④关于,的方程组的解为,正确的有( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】C
【分析】根据一次函数的性质,结合图象,逐一进行判断即可.
【详解】解:①、随的增大而增大,故选项①正确;
②.由图象可知,一次函数的图象与轴的交点在的图象与轴的交点的下方,即,故选项②正确;
③.由图象可知:当时,,故选项③错误;
④.由图象可知,两条直线的交点为,
∴关于,的方程组的解为;故选项④正确;
故正确的有①②④共三个,
故选:C.
【点睛】本题考查一次函数的图象和性质,一次函数与二元一次方程组,一次函数与一元一次不等式.从函数图象中有效的获取信息,熟练掌握图象法解方程组和不等式,是解题的关键.
【题型8】 一次函数与三角形的综合问题
【典题1】 (2024·四川广安·中考真题)如图,直线与轴、轴分别相交于点,,将绕点逆时针方向旋转得到,则点的坐标为 .
【答案】
【分析】本题考查一次函数图象与坐标轴的交点,旋转的性质,正方形的判定和性质等,延长交y轴于点E,先求出点A和点B的坐标,再根据旋转的性质证明四边形是正方形,进而求出和的长度即可求解.
【详解】解:如图,延长交y轴于点E,
中,令,则,令,解得,
,,
,,
绕点逆时针方向旋转得到,
,,,
四边形是正方形.
,
,
点的坐标为.
故答案为:.
【巩固练习】
1.(2023·四川成都·模拟预测)如图,在平面直角坐标系中,点是直线上第一象限的点,点的坐标是, O是坐标原点,的面积为S,则S关于x的函数关系式是 .
【答案】
【分析】本题考查了求一次函数解析式,一次函数图象上的坐标特征,正确掌握三角形的面积公式是解题的关键.
把代入,得到的值,得到点在第一象限,且在直线的横坐标的取值范围,根据“点的坐标是”得到线段的长度,根据一次函数解析式,得到点到的距离关于的表示形式,根据三角形的面积公式,即可得到答案.
【详解】解:把代入,
,
解得:,
即点在第一象限,且在直线的横坐标的取值范围是:,
点到的距离为:,
线段的长度为:4,
,
即关于的函数关系式是.
故答案为:.
2.(2024·江苏南通·中考真题)平面直角坐标系中,已知,.直线(k,b为常数,且)经过点,并把分成两部分,其中靠近原点部分的面积为,则k的值为 .
【答案】/0.6
【分析】本题主要考查了一次函数的综合问题,根据题意画出图形,求待定系数法求出的解析式,再根据直线经过点,求出,联立两直线求出点D的坐标,再根据靠近原点部分的面积为为等量关系列出关于k的等式,求解即可得出答案.
【详解】解:根据题意画出图形如下,
设直线的解析式为:,
把,代入,
可得出:,
解得:,
∴直线的解析式为:,
∵直线经过点,
∴,
∴,
∴直线,
联立两直线方程:,
解得:,
∴
∵,,
∴,,
根据题意有:,
即,
,
解得:,
故答案为:.
【题型9】一次函数与四边形的综合
【典题1】 如图,在平面直角坐标系中,平行四边形的边在x轴的正半轴上,A,C两点的坐标分别为,,点B在第一象限,将直线沿x轴向上平移个单位.若平移后的直线与边有交点,则m的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】本题考查了平行四边形的性质、平移的性质以及两条直线相交的问题,解题的关键是求解一次函数的解析式.平移后的直线解析式为.根据平行四边形的性质结合点的坐标即可求出点的坐标,再由平移后的直线与边有交点,再求解直线过临界点的解析式,即可得出结论.
【详解】解:∵将直线沿轴向上平移个单位.
∴平移后的直线解析式为.
∵四边形为平行四边形,且点,
∴,
∴点.
∵平移后的直线与边有交点,
当直线过,
∴,
解得:,
当直线过,
∴,
解得:,
∴.
故选:D.
【巩固练习】
1.(2024·山东淄博·一模)如图,正比例函数的图象与矩形有公共点,,,轴,且点A的坐标为,则k的值可能是( )
A. B.3 C. D.
【答案】D
【分析】根据题意求得点的坐标,求得直线过点时的的值和过点时的的值,结合图象即可求解.本题考查了一次函数图象与系数的关系,一次函数图象上点的坐标特征,矩形的性质,求得直线过点时的的值和过点时的的值是解题的关键.
【详解】解:点的坐标为,,,轴
,
把点的坐标代入得,
把点的坐标代入得,
正比例函数的图象与矩形有公共点,则,
故选:D.
2.(2024·贵州贵阳·模拟预测)如图,顶点坐标分别为,将沿x轴向右平移,当点A落在直线上时,线段扫过区域的面积为( )
A.6 B.9 C.12 D.15
【答案】C
【分析】本题考查了一次函数图象上点的坐标特征以及坐标图图形变化-平移,利用一次函数图象上点的坐标特征及平移的性质,利用一次函数图象上点的坐标特征可求出点A平移后所在的位置,找出线段扫过区域是边长为底为4,高为3的平行四边形,再求出平行四边形的面积即可.
【详解】解:当时,,
解得:,
∴平移后点A落在的位置为点,
∴线段扫过区域是边长为底为4,高为3的平行四边形,
∴线段扫过区域的面积.
故选:C.
3.(2024·四川泸州·二模)如图,在平面直角坐标系中,四边形是平行四边形,且顶点A的坐标为,点B的坐标为,将平行四边形沿着直线翻折,得到四边形,若直线l把六边形的面积分成相等的两部分,则直线l的解析式为( )
A.或 B.或
C.或 D.或
【答案】A
【分析】本题主要考查了解直角三角形,平行四边形的性质,勾股定理,图形的折叠问题.连接,设的中点为M,的中点为N,过D点作轴,垂足为Q,求出,利用勾股定理以及平行四边形的性质可得,再根据翻折的性质得,对角线翻折后,落在y轴上,此时点N落在y轴上,可得,然后由中点坐标公式可得,从而求出所在直线解析式;根据题意可得直线也平分六边形的面积,求出所在直线解析式,即可求解.
【详解】解:连接,设的中点为M,的中点为N,过D点作轴,垂足为Q,
∵点B坐标为,
∴,
∴,
∴,
∴,
在中, ,
∴,
∴,
根据翻折的性质得,对角线翻折后,落在y轴上,此时点N落在y轴上,
∴,
由中点坐标公式得:,
∴,
设所在直线解析式为,
∴,解得,
∴MN所在直线解析式为:,
∴平行四边形是中心对称图形,过的直线平分六边形的面积.
由对折的性质可知,直线也平分六边形的面积,
过C作垂直于x轴,垂足为点P,
在中,,,
∴,
∴点C的坐标为,
设所在直线解析式为,
∴,解得:,
∴所在直线解析式为:,
综合分析平分六边形的面积的直线是和.
故选:A.
【题型10】一次函数与将军饮马模型
【典题1】(2024·江苏苏州·模拟预测)如图,为坐标原点,的两个顶点,,点在边上,,点为的中点,点为边上的动点,则使四边形周长最小的点的坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】本题考查轴对称—最短路线问题,等腰三角形的判定和性质,两直线的交点坐标等知识点.根据已知条件得到,,求得,,得到,,在轴正半轴取点,使,连接交于点,连接交于,连接,,推出垂直平分,则点与点关于直线对称,此时四边形周长最小,,求得直线为,直线的解析式为,解方程组即可得到结论.正确的找到点的位置是解题的关键.
【详解】解:∵,,
∴,,
∴,
∵,点为的中点,
∴,,
∴,,
在轴正半轴取点,使,连接交于点,连接交于,连接,,
∴,
∴,
∵,,
∴,即平分,
∴,,
∴垂直平分,则点与点关于直线对称,
∴,,
∴,
当点与点重合时,取“”号,此时四边形周长最小,
设直线为,过点,
∴,
解得:,
∴直线为,
直线的解析式为,过点,,
∴,
解得:,
∴直线的解析式为,
解方程组得:,
∴.
故选:C.
【巩固练习】
1.如图所示,已知点,直线与两坐标轴分别交于两点,分别是上的动点,则周长的最小值是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】本题考查了一次函数与坐标轴的交点问题,轴对称最短线段问题,勾股定理,如图所示,作点关于轴的对称点,点关于直线的对称点为,连接 交 于点,交于点,则此时的周长最小,且最小值等于的长,由一次函数解析式可得,,进而得,再根据轴对称得,,即得,最后利用勾股定理求出的长即可求解,正确作出辅助线是解题的关键.
【详解】解:如图所示,作点关于轴的对称点,点关于直线的对称点为,连接 交 于点,交于点,则此时的周长最小,且最小值等于的长,
∵直线,
∴,,
∴,
∴,
∵点,
∴,
∴,
∵点关于直线的对称点为
∴,,
,
∵,
∴,
∴,
在中,
,
∴ 周长的最小值是 ,
故选:.
2.直线与x轴交于点,直线与x轴、y轴分别交于B、C两点,并与直线相交于点D,若.
(1)求点D的坐标;
(2)求出四边形的面积;
(3)若点P为x轴上一动点,且使的值最小,不写过程,直接写出点P的坐标.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】
(1)把、的坐标代入函数解析式,求出函数解析式,即可求出点的坐标;
(2)先求出点C坐标,再根据四边形的面积求解即可;
(3)作关于轴的对称点,连接,交轴于,求出直线的解析式,即可求出点的坐标.
【详解】(1)解:把代入得
,解得,
,
,,
点坐标为,
把代入得
,解得,
,
联立两函数银析式得,
解得:,
点坐标为;
(2)解:当时,,
点坐标为,
四边形的面积
;
(3)解:作关于轴的对称点,连接,交轴于,如图,此时的值最小,
点坐标为,
点的坐标为,
设直线的解析式为,
把、的坐标代入得:
解得:,,
即直线的解析式为,
当时,,
即点的坐标为.
【点睛】本题考查了直线与坐标轴交点和两直线交点问题,待定系数法求一次函数解析式,轴对称最短路线问题,直线与坐标轴围成图形面积问题,能综合运用知识点进行计算是解此题的关键.
【题型11】一次函数综合性问题
【典题1】如图1,平面直角坐标系中,直线与x轴、y轴分别交于点A,B,直线经过点A,并与y轴交于点C.
(1)求A,B两点的坐标及b的值;
(2)如图2,动点P从原点O出发,以每秒1个单位长度的速度沿x轴正方向运动.过点P作x轴的垂线,分别交直线,于点D,E.设点P运动的时间为t.点D的坐标为___.点E的坐标为___;(均用含t的式子表示)
(3)在(2)的条件下,当点P在线段上时,探究是否存在某一时刻,使?若存在,求出此时的面积;若不存在说明理由.
【答案】(1)点A的坐标为.点B的坐标为,
(2),
(3)存在时,使,此时
【分析】本题考查一次函数与几何的综合应用.正确的求出一次函数与坐标轴的交点,以及利用待定系数法求出函数的解析式,利用数形结合的思想进行求解是解题的关键.
(1)令,代入,求出的坐标,再把点A坐标代入,求出即可;
(2)设点,根据过点P作x轴的垂线,分别交直线,于点D,E,可知D,E的横坐标为,分别代入解析式,即可得到D,E的坐标
(3)利用,求出t,进而求出的值,即可求解.
【详解】(1)解:将代入得,
解得:,
∴点A的坐标为.
将代入,并解得:,
∴点B的坐标为.
将代入,得,
解得,
∴点A的坐标为.点B的坐标为,;
(2)由(1)知,直线的表达式为,
∵点,
∴D,E的横坐标为,
∴当时,,即;
同理可得:,
故答案为:,;
(3)存在,理由:
∵,,
∵点P在线段上
∴,
∵,
∴.
∵,
∴,
解得:.
∴,
∴.
综上,存在时,使,此时.
【巩固练习】
1.(2024·浙江嘉兴·模拟预测)如图,在平面直角坐标系中,点在第一象限,其中,且a,b满足,过点P作y轴和直线的垂线,垂足分别为A,B,连接,则的面积是( )
A. B. C. D.随a,b的值变化
【答案】C
【分析】本题主要考查了坐标与图形,等腰直角三角形的性质,三角形内角和定理,一次函数性质,延长交于点C,过点B作于点D,根据轴,在第一象限,得出,,根据直线的解析式为,得出点C的坐标为,求出,证明是等腰直角三角形,根据等腰三角形的性质得出,求出三角形的面积即可.
【详解】解:延长交于点C,过点B作于点D,如图所示:
∵轴,在第一象限,
∴,,
∵直线的解析式为,
∴点C的坐标为,
∴,
∴,
∵轴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴是等腰直角三角形,
∵,
∴,
∴,
故选:C.
2.如图,直线l交x轴于,交y轴于,是直线l上的一点.
(1)求直线的表达式;
(2)在直线上找一点P,使,求出点P的坐标.
【答案】(1),
(2)或
【分析】本题考查了待定系数法求一次函数的解析式,三角形的面积,坐标与图形性质等知识,用分类讨论的思想解决问题是解本题的关键.
(1)利用待定系数法直接求出直线和的表达式;
(2)分点在第一象限和第三象限时,根据面积差列方程,解方程即可得出结论.
【详解】(1)解:设直线的表达式为,
点,在直线上,
,
,
直线的表达式为,
是直线上的一点,
,
解得:,
,
设直线的表达式为:,
把代入得:,
,
直线的表达式为:;
(2)解:∵,
∴,
设,
分两种情况:
①当点在第一象限时,过作轴于,过作轴于,
,
,,
∴,
解得:,
∴;
②当点在第三象限时,同理得:;
综上,点的坐标为或.
3.如图1,在平面直角坐标系中,直线l:与x轴交于点A,与y轴交于点B,点C在x轴的正半轴上,且.
(1)求直线的表达式;
(2)点P是线段上一动点,点E是直线上一动点,点F为x轴上一动点,过P作于Q,连接,当时,求的最小值;
(3)如图2,在(2)问条件下,点M为直线上一动点,当时,直接写出所有符合条件的点M的坐标.
【答案】(1)
(2)
(3)或
【分析】(1)求出的坐标,进而求出点坐标,待定系数法求出函数解析式即可;
(2)连接,过点作,等积法求出的长,进而求出点坐标,进而求出的长,勾股定理求出的长,进而求出的长,过点作轴,根据等腰直角三角形的性质,求出点坐标,作点关于的对称点,根据对称的性质,推出点为的中点,进而求出的坐标,根据,得到当三点共线时,的值最小,为的长,再根据垂线段最短,得到轴时,最短,进而得到的最小值即为的纵坐标,即可得出结果;
(3)分点在点的上方和下方,两种情况进行讨论求解即可.
【详解】(1)解:∵,
∴当时,,当时,,
∴,
∴,
∵,
∴,
设直线的解析式为:,把,代入,得:,
∴;
(2)∵,,
∴,
∴,,
连接,过点作,
∵,
∴,即:,
∴,
∴,
∵点在线段上,
∴当时,,解得:,
∴,
∴,
∴,
∴,
过点作轴,
∵,
∴,
∴,
∴,
作点关于的对称点,则:,
∵,
∴三点共线,且为的中点,
∴,
∵,
∴当三点共线时,的值最小,为的长,
又∵为轴上的动点,
∴当轴时,最短,此时,
∴的最小值的最小值为;
(3)当点在点的右侧时:将线段绕点逆时针旋转90度,得到,连接并延长,交轴于点,则:,,,
由(2)知:,,
∴,,,
∴,
∴,
∴
过点作轴,交于点,则:,点的纵坐标为,
∵,
∴,
∴,即:,
∴,
∴,即:,
设直线的解析式为,
则:,解得:,
∴,
联立,解得:,
∴;
当点在点左侧时,如图,将线段绕点顺时针旋转90度,得到,连接,
则:,,
∴,
∴点的横坐标为,纵坐标为,
∴,
过点作,交于点,则:点的横坐标为,
同理可知:,
∴,
∴点的纵坐标为:,
∴,
同法可得,直线的解析式为:,
联立,解得:,
∴;
综上:或.
【点睛】本题考查一次函数与几何的综合应用,待定系数法求解析式,等腰三角形的判定和性质,勾股定理,利用轴对称解决线段和最小问题,解直角三角形等知识点,综合性强,难度大,计算量大,属于压轴题,正确的求出函数解析式,利用数形结合和分类讨论的思想进行求解,是解题的关键.
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专题10 一次函数的图象与性质
1 正比例函数
1.1概念
一般地,形如(是常数,)的函数,叫做正比例函数,其中叫做比例系数.
1.2 性质
一般地,正比例函数(是常数,)的图像是一条经过原点的直线;
当时,随的增大而增大;当时,随的增大而减小.
2 一次函数
2.1 概念
一般地,形如(,是常数,)的函数,叫做一次函数.
当时,即,所以正比例函数是一种特殊的一次函数.
2.2 性质
一般地,一次函数(,是常数,)的图像是一条直线;
当时,随的增大而增大;当时,随的增大而减小.
当时,即一次函数经过轴上的点,决定直线与轴的交点位置.
3 待定系数法
(1)根据函数类型先设出函数解析式,再根据条件确定解析式中的未知的系数,从而得出函数解析式的方法,叫做待定系数法.
(2)两点确定一直线,故要用待定系数法求解一次函数的解析式,只需要代入两个点的坐标,得到关于的方程组,从而得到最终解析式.
4 一次函数与方程、不等式
(1)一次函数与方程
① 一元一次方程的解,就是一次函数与轴交点的横坐标;
② 一元一次方程组的解是,则一次函数与的交点坐标为.
(2)一次函数与不等式
① 一次不等式()的解集,就是使得一次函数中(或)的自变量的取值范围;
② 一元一次不等式的解集是一次函数图像在
图像上方时对应的取值范围.
5 拓展知识
(1)一次函数的也称为斜率,它描述直线的倾斜程度,直线越陡越大;
(2)过两点,()的直线解析式中;
(3)两直线,平行,则;
(4)两直线,垂直,则.
【题型1】 求一次函数自变量或函数值
【典题1】 (2024·广东东莞·模拟预测)直线 经过点,则的值为 .
【巩固练习】
1.(2024·湖北·中考真题)铁的密度为,铁块的质量m(单位:g)与它的体积V(单位:)之间的函数关系式为.当时, g.
2.(2024·辽宁·中考真题)如图,在平面直角坐标系中,菱形的顶点在轴负半轴上,顶点在直线上,若点的横坐标是8,为点的坐标为( )
A. B. C. D.
【题型2】 一次函数图象的判断
【典题1】 (2024·陕西西安·三模)若为常数且,则一次函数的图象可能是( )
A. B. C. D.
【巩固练习】
1.(2023·浙江宁波·一模)如图所示,满足函数和的大致图象是( )
A.①② B.②③ C.②④ D.①④
2.(2024·江苏南通·一模)在平面直角坐标系中,点,点,点在同一个函数图象上,则该图象可能是( )
A.B. C. D.
3.(2024·安徽阜阳·三模)抛物线与双曲线的交点的横坐标为a,则直线的图象大致是( )
A.B.C.D.
【题型3】 一次函数的增减性
【典题1】(2024·陕西西安·模拟预测)若点,点,点都在一次函数的图象上,则与的大小关系是( )
A. B. C. D.无法确定
【巩固练习】
1.(2024·安徽·模拟预测)下列函数中,随的增大而减小的函数是( )
A. B. C. D.
2.(2024·陕西西安·模拟预测)已知点在一次函数的图象上,则m与n的大小关系是( )
A. B. C. D.无法确定
3.(2024·陕西咸阳·模拟预测)一次函数的图象上y随x的增大而减小,则下列点可能在该函数图象上的是( )
A. B. C. D.
4.(2024·陕西渭南·二模)已知点和点都在一次函数的图象上,则与的大小关系是( )
A. B. C. D.
5.已知点,,在下列某一函数图像上,且,那么这个函数是( )
A. B. C. D.
【题型4】已知一次函数解析式判断其性质
【典题1】 (2024·湖南长沙·中考真题)对于一次函数,下列结论正确的是( )
A.它的图象与y轴交于点 B.y随x的增大而减小
C.当时, D.它的图象经过第一、二、三象限
【巩固练习】
1.(2024·湖南岳阳·模拟预测)已知一次函数,下列说法错误的是( )
A.图象不经过第二象限 B.图象与两坐标轴围成的三角形面积是4
C.y随x的增大而减小 D.当时,
2.(2023·河南平顶山·二模)在平面直角坐标系中,已知函数(为常数)的图象经过点,则下列叙述正确的是( )
A.函数图象经过点
B.函数值随的增大而减小
C.函数图象不经过第三象限
D.函数图象与坐标轴围成三角形的面积为
【题型5】 求一次函数的解析式
【典题1】 (2024·四川凉山·中考真题)如图,一次函数的图象经过两点,交轴于点,则的面积为 .
【巩固练习】
1.(2024·山东潍坊·模拟预测)如图是y关于x的一个函数图象,根据图象,下列说法不正确的是( )
A.该函数的最大值为6 B.当时,y随x的增大而增大
C.当时,对应的函数值 D.当和时,对应的函数值相等
2.(2020·山东济南·一模)某快递公司每天上午集中揽件和派件,甲仓库用来揽收快件,乙仓库用来派发快件,该时段内甲、乙两仓库的快件数量y(件)与时间x(分)之间的函数图象如图所示,那么当两仓库快递件数相同时,所用的时间为 分钟.
3.如图,正比函数与一次函数的图象交于点,一次函数的图象与轴负半轴交于点,且.
(1)求这两个函数的解析式;
(2)求线段的长度;
(3)求的面积.
【题型6】 一次函数的规律探究问题
【典题1】(2024·黑龙江绥化·模拟预测)如图,直线l的解析式为,与轴分别相交于两点,过点P作的平分线交x轴于点,过点作x轴的垂线与直线l相交于点,作的平分线交x轴于点,过点作轴的垂线与直线l相交于点……按此规律进行下去,则点的横坐标为 .
【巩固练习】
1.(2023·山东东营·一模)如图,过点作直线:的垂线,垂足为点,过点作轴,垂足为点,过点作,垂足为点,…,这样依次下去,得到一组线段:,,,…,则线段的长为 .
2.(2024·黑龙江齐齐哈尔·模拟预测)如图,直线上有点,且,,,分别过点作直线的垂线,交y轴于点,依次连接,得到,,,…,,则的面积为 .(用含有正整数n的式子表示)
【题型7】 一次函数与一元一次方程、一元一次不等式的关系
【典题1】 (2024·山东潍坊·模拟预测)在同一平面直角坐标系中,一次函数与的图象如图所示.小星根据图象得到的下列结论错误是( )
A.在一次函数的图象中,y的值随着x值的增大而减小
B.方程组的解为
C.方程的解为
D.当时,
【巩固练习】
1.(2024·陕西咸阳·模拟预测)如图,一次函数(k、b为常数,且)与x轴,y轴分别交于两点,则关于x的不等式的解集是( )
A. B. C. D.
2.(2024·陕西咸阳·模拟预测)在同一平面直角坐标系中,若直线与直线相交于点,则关于x的不等式的解集为( )
A. B. C. D.
3.(2024·山东临沂·模拟预测)在同一平面直角坐标系中,一次函数与的图象如图所示.则下列结论中:①随的增大而增大;②;③当时,;④关于,的方程组的解为,正确的( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【题型8】 一次函数与三角形的综合问题
【典题1】 (2024·四川广安·中考真题)如图,直线与轴、轴分别相交于点,,将绕点逆时针方向旋转得到,则点的坐标为 .
【巩固练习】
1.(2023·四川成都·模拟预测)如图,在平面直角坐标系中,点是直线上第一象限的点,点的坐标是, O是坐标原点,的面积为S,则S关于x的函数关系式是 .
2.(2024·江苏南通·中考真题)平面直角坐标系中,已知,.直线(k,b为常数,且)经过点,并把分成两部分,其中靠近原点部分的面积为,则k的值为 .
【题型9】一次函数与四边形的综合
【典题1】 如图,在平面直角坐标系中,平行四边形的边在x轴的正半轴上,A,C两点的坐标分别为,,点B在第一象限,将直线沿x轴向上平移个单位.若平移后的直线与边有交点,则m的取值范围是( )
A. B. C. D.
【巩固练习】
1.(2024·山东淄博·一模)如图,正比例函数的图象与矩形有公共点,,,轴,且点A的坐标为,则k的值可能是( )
A. B.3 C. D.
2.(2024·贵州贵阳·模拟预测)如图,顶点坐标分别为,将沿x轴向右平移,当点A落在直线上时,线段扫过区域的面积为( )
A.6 B.9 C.12 D.15
3.(2024·四川泸州·二模)如图,在平面直角坐标系中,四边形是平行四边形,且顶点A的坐标为,点B的坐标为,将平行四边形沿着直线翻折,得到四边形,若直线l把六边形的面积分成相等的两部分,则直线l的解析式为( )
A.或 B.或
C.或 D.或
【题型10】一次函数与将军饮马模型
【典题1】(2024·江苏苏州·模拟预测)如图,为坐标原点,的两个顶点,,点在边上,,点为的中点,点为边上的动点,则使四边形周长最小的点的坐标为( )
A. B. C. D.
【巩固练习】
1.如图所示,已知点,直线与两坐标轴分别交于两点,分别是上的动点,则周长的最小值是( )
A. B. C. D.
2.直线与x轴交于点,直线与x轴、y轴分别交于B、C两点,并与直线相交于点D,若.
(1)求点D的坐标;
(2)求出四边形的面积;
(3)若点P为x轴上一动点,且使的值最小,不写过程,直接写出点P的坐标.
【题型11】一次函数综合性问题
【典题1】如图1,平面直角坐标系中,直线与x轴、y轴分别交于点A,B,直线经过点A,并与y轴交于点C.
(1)求A,B两点的坐标及b的值;
(2)如图2,动点P从原点O出发,以每秒1个单位长度的速度沿x轴正方向运动.过点P作x轴的垂线,分别交直线,于点D,E.设点P运动的时间为t.点D的坐标为___.点E的坐标为___;(均用含t的式子表示)
(3)在(2)的条件下,当点P在线段上时,探究是否存在某一时刻,使?若存在,求出此时的面积;若不存在说明理由.
【巩固练习】
1.(2024·浙江嘉兴·模拟预测)如图,在平面直角坐标系中,点在第一象限,其中,且a,b满足,过点P作y轴和直线的垂线,垂足分别为A,B,连接,则的面积是( )
A. B. C. D.随a,b的值变化
2.如图,直线l交x轴于,交y轴于,是直线l上的一点.
(1)求直线的表达式;
(2)在直线上找一点P,使,求出点P的坐标.
3.如图1,在平面直角坐标系中,直线l:与x轴交于点A,与y轴交于点B,点C在x轴的正半轴上,且.
(1)求直线的表达式;
(2)点P是线段上一动点,点E是直线上一动点,点F为x轴上一动点,过P作于Q,连接,当时,求的最小值;
(3)如图2,在(2)问条件下,点M为直线上一动点,当时,直接写出所有符合条件的点M的坐标.
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