专题02 一次函数与几何图形-【帮课堂】2024-2025学年八年级数学下册同步学与练(人教版)
2025-03-24
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内容正文:
专题2 一次函数与几何图形
类型一:一次函数与图形的平移
类型二:一次函数与图形的对称
类型三:一次函数与图形的旋转
类型四:一次函数与三角形
类型五:一次函数与四边形
类型一:一次函数与图形的平移
1.如图,把Rt△ABC放在直角坐标系内,其中∠CAB=90°,BC=5,点A、B的坐标分别为(1,0)、(4,0),将△ABC沿x轴向右平移,当点C落在直线y=2x﹣6上时,线段BC扫过的面积为 .
第1题 第2题
2.如图,在平面直角坐标系中,菱形ABCD的顶点C的坐标为(﹣1,0),点B的坐标为(0,2),AC⊥x轴,点A在第二象限.直线yx+5与x轴、y轴分别交于点N、M.将菱形ABCD沿x轴向右平移m个单位,当点D落在△MON的内部时(不包括三角形的边),则m的值可能是( )
A.1 B.2 C.4 D.8
3.如图,在平面直角坐标系中,直线y=0.5x+1与x轴、y轴分别交于A、B两点,过点A在第二象限内作AC⊥AB,且AC=AB.
(1)如图1,①求线段AB的长度;
②设直线BC的解析式为y=kx+b,直接写出关于x的不等式kx+b>0.5x+1的解集;
(2)如图2,将△ABC向右平移得到△A′B′C′,点A的对应点A′始终在x轴上,当点C的对应点C′落在直线y=0.5x+1上,求C′的坐标.
4.如图,线段MN两个端点的坐标分别为M(1,3),N(1,1),一次函数y=kx+b的图象经过点(4,0)和(0,﹣3).
(1)求一次函数y=kx+b的解析式;
(2)将直线y=kx+b向上平移a个单位长度,使平移后的直线经过线段MN的中点,求a的值;
(3)若直线y=mx+n经过点(﹣1,0),且与线段MN有交点,求m的取值范围.
5.如图,在平面直角坐标系中,直线(k为常数,且k>0)与x轴交于点A,与y轴交于点B,已知AB=10.
(1)求A,B两点的坐标.
(2)若将直线AB向左平移3个单位长度,求平移后的直线所对应的函数表达式.
(3)若P为y轴上一点,将直线AB沿AP翻折,使得点B刚好落在坐标轴上,直接写出点P的坐标.
6.如图,在平面直角坐标系中,直线l1:y=x+3的图象分别与x轴、y轴交于A、B两点直线l2:y=mx+1的图象分别与x轴、y轴交于C、D两点,且C点坐标为 ;M(1,2)和N(3,2)是第一象限中的两个点,连接MN.
(1)求直线l2的函数解析式;
(2)求l1、l2与y轴所围成的三角形的面积;
(3)将线段MN向左平移n个单位,若与直线l1、l2同时有公共点,直接写出n的取值范围.
7.如图,直角三角板AOB如图所示在平面直角坐标系内,∠B=30°,O为坐标原点,作AH⊥x轴,AO=10,若∠AOH=30°.
(1)点A的坐标为 ;OB= ;
(2)求边AB所在直线的表达式;
(3)直线y=mx+n自与直线AB重合的位置向下平移,当其平分三角形AOB面积时,直接写出直线y=mx+n的表达式.
类型二:一次函数与图形的对称
8.如图,直线y=2x+4与x轴交于点A,与y轴交于点B,M,N分别是y轴和直线AB上的点,AN=MN,C是点A关于直线MN的对称点,连结CN,CM,若点C落在直线AB上,则点M的纵坐标是( )
A.﹣2 B.﹣6 C.﹣6或﹣2 D.﹣6或
9.已知一次函数y=mx﹣3的图象与一次函数y=2x+n的图象关于y轴对称,则m+n的值是( )
A.5 B.﹣1 C.1 D.﹣5
10.已知y+6与x+1成正比例,当x=3时,y=2.
(1)求y与x的函数表达式;
(2)若点M(1,m)关于y轴的对称点M′恰好落在该函数的图象上,求m的值.
11.在平面直角坐标系xO中,已知△ABC顶点坐标分别为点A(1,0)、B(5,0),C(3,4),l1是过点M(2,0)与x轴垂直的直线.若直线上存在点Q,使点Q关于直线l1的对称点在△ABC的内部或边上,则b的取值范围是 .
12.【问题导入】如图①,在直线l上找一点P,如何使得PA+PB最小?
小华同学的思路:作点A关于直线l的对称点A′,连接BA′,与直线l交于点P.由对称可得PA′=PA,所以PA+PB=PA′+PB≥A′B,当A′、P、B三点共线的时候,PA′+PB=A′B,此时PA+PB最小.
如图②,在直线l上找一点P,如何使得|PA﹣PB|最大?
小明同学的思路:作点A关于直线l的对称点A′,连接BA′并延长交直线l交于点P.由对称可得PA′=PA,所以|PA﹣PB|=|PA′﹣PB|≤A′B,当A′、P、B三点共线的时候,|PA﹣PB|=A′B,此时|PA﹣PB|最大.
可见,解此类问题的关键是将问题转化为“两点之间线段最短”来解决.
【理解运用】(1)如图③,直线上有点A(4,a)、B(﹣2,1),点P在x轴上运动,点Q在直线AB下方的y轴上运动.
①求a、b的值;
②当PA+PB最小时,求点P的坐标;
③令t=QA﹣QB﹣PA﹣PB,当t的值最大时,求点Q的坐标及t的最大值.
【深度探究】(2)在(1)的条件下,且满足t=QA﹣QB﹣PA﹣PB,当t的值最大时,若点M、N分别是线段OP、OQ上的动点,且PM=ON,连接PN、MQ,当PN+MQ最小时,求点M的坐标.
13.如图1,直线y=kx+1(k>0)分别与x轴,y轴相交于A,B两点,直线分别与x轴,y轴相交于C,D两点,两条直线相交于点E.
(1)点C的坐标为 ,点A的坐标为 (点A用含k的代数式表示);
(2)若点A关于y轴的对称点A′恰好落在△BDE的内部,求k的取值范围;
(3)如图2,若点D为CE的中点,点Q为直线AB上一点,连接DQ,记点E关于直线DQ的对称点为E′.请问:是否存在点Q,使得点E′恰好落在直线CD上方的坐标轴上?若存在,请求出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
类型三:一次函数与图形的旋转
14.如图,△ABC中,AB=AC=4,∠B=45°,△ABC绕点A逆时针旋转α(0°<α<90°)得到△AB'C',B'C'与BC,AC分别交于点D,E.设CD+DE=x,△AEC′的面积为y,则y与x的函数图象大致是( )
A. B.
C. D.
15.如图,在平面直角坐标系中,一次函数y=3x﹣3的图象分别交x,y轴于点A,B,将直线AB绕点B按顺时针方向旋转45°,交x轴于点C,则直线BC的函数表达式为 .
16.定义:对于平面直角坐标系xOy中的不在同一条直线上的三点P,M,N,若满足点M绕点P逆时针旋转90°后恰好与点N重合,则称点N为点M关于点P的“逆旋点”.请根据以上定义,完成下列填空:
(1)若点M在直线y=3x+3上,点P与原点O重合,且点M关于点P的“逆旋点”N刚好在坐标轴上,则点N的坐标为 ;
(2)如图,已知点A的坐标为,点C是y轴上的动点,点B是点A关于点C的“逆旋点”,连接OB,AB,则OB+AB的最小值是 .
17.如图1,在平面直角坐标系中,直线AB:与x轴,y轴分别交于A,B两点,点C与点B关于x轴对称,E为线段OA上一点,直线CE与AB交于D点,且.
(1)求直线CE的解析式;
(2)P为直线AB上一动点,当S△PCD=S四边形BDEO,求点P坐标;
(3)如图2,将△OCE绕E点逆时针旋转α(0<α<180°),得到△O′C′E,直线O′C′与射线AB,AO分别交于M,N,则当△AMN是以MN为腰的等腰三角形时,请直接写出AM的长度.
类型四:一次函数与三角形
18.如图,在等腰三角形ABC中,AB=AC,点D为BC中点,连结AD,若∠BAD=y,∠B=2x,则y与x之间的函数关系式是( )
A. B.
C. D.
19.如图,已知一次函数yx+2的图象与x轴交于点A,与y轴交于点B,点C与点A关于y轴对称.
(1)求△AOB的面积;
(2)若点P在一次函数yx+2的图象上,且在第一象限,S四边形OBPC,求点P的坐标.
20.一次函数的图象与x轴、y轴分别交于点A、B,以AB为边在第二象限内作等边△ABC.
(1)求直线AC的函数解析式;
(2)在直线AC上有一点,求△ABP的面积.
(3)在x轴上是否存在点M,使△MAB为等腰三角形?若存在,请写出点M的坐标;若不存在,请说明理由.
21.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BC交x轴于点C(1,0).
(1)先判断△ABC的形状,再说明理由;
(2)线段AC上取一点D,使得△BCD是以BC为腰的等腰三角形,求点D的坐标;
(3)若在x轴上有一点M,在直线BC上有一点N,满足△MNC≌△AOB,求点M的坐标.
22.如图,已知直线l1:y=﹣3x+6与x轴交于点A,与y轴交于点B,以线段AB为直角边在第一象限内作等腰Rt△ABC,∠ABC=90°,直线l2经过A,C两点.
(1)则A点的坐标为 ,B点的坐标为 ;
(2)求直线l2的函数表达式;
(3)点P是线段AC上的一点(不与A、C重合),试探究△BPC能否成为以BP为直角边的等腰直角三角形?若能,请直接写出点P的坐标,若不能,请说明理由.
23.如图,一次函数与x轴,y轴分别相交于点A和点B.
(1)求点A和点B的坐标;
(2)在y轴上有一动点P,若△ABP的面积为3,请求出点P的坐标;
(3)在x轴上是否存在点Q,使得△ABQ是以AB为一腰的等腰三角形,若存在,请直接写出点Q的坐标,若不存在,请说明理由.
类型五:一次函数与四边形
24.如图,直线PA是一次函数y=x+1的图象,直线PB是一次函数y=﹣2x+2的图象.
(1)求A、B、P三点的坐标;
(2)求四边形PQOB的面积.
25.如图,四边形OABC是平行四边形,其中点A的坐标是(10,0),点O的坐标是(0,0),点C的坐标是(4,6).
(1)请求出点B的坐标;
(2)已知点D是线段CB上一个动点,若三角形OAD是等腰三角形,请求出所有符合要求的点D的坐标;
(3)已知直线:y=kx+b恰好将▱OABC分成面积相等的两部分,请求出k与b之间满足的关系式.
26.直线AB:y=x+b分别与x,y轴交于A,B两点,点A的坐标为(﹣3,0),过点B的直线交x轴正半轴于点C,且OB:OC=3:1.
(1)求点B的坐标及直线BC的函数表达式;
(2)在x轴上方存在点D,使以点A,B,D为顶点的三角形与△ABC全等,画出△ABD,并求出点D的坐标;
(3)在线段OB上存在点P,使点P到点B,C的距离相等,求出点P的坐标.
27.如图,在平面直角坐标系中,直线AB交x轴于点A,交y轴于点B;直线CD:y=x+1交y轴于点C,与直线AB交于点D,且OB=2OA=4OC.
(1)求直线AB的解析式;
(2)求△BCD的面积;
(3)若点M在此平面直角坐标系中,点N在x轴上,以AC为边,点A、C、M、N为顶点作四边形,请直接写出此四边形为菱形时点M的坐标.
28.如图,在平面直角坐标系中,函数的图象分别交x轴、y轴于A、B两点,过点A的直线交y轴的正半轴于点M,且点M为线段OB的中点.
(1)求直线AM的函数解析式.
(2)如果在y轴上有一点P,使得,请求出点P的坐标.
(3)在坐标平面内是否存在点N,使以A、B、M、N为顶点的四边形是平行四边形?若存在,请直接写出所有点N的坐标,若不存在,请说明理由.
29.如图1,在平面直角坐标系中,直线y=x+3分别与坐标轴交于A,B两点,点C为x轴正半轴上一点,且满足3OC=2OB.
(1)求直线BC的解析式;
(2)如图2,过点A的直线交线段BC于点D,且满足2S△ABD=S△ACD,点Q为y轴上一动点,求出点D的坐标及|AQ﹣DQ|的最大值;
(3)在(2)的条件下,将直线BC沿射线AB方向平移单位长度得到直线l,点N为y轴上任意一点,在直线l上确定一点M,使得以点A,D,M,N为顶点的四边形是平行四边形,写出所有符合条件的点M的坐标,并任选其中一个点的坐标写出求解过程.
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专题2 一次函数与几何图形
类型一:一次函数与图形的平移
类型二:一次函数与图形的对称
类型三:一次函数与图形的旋转
类型四:一次函数与三角形
类型五:一次函数与四边形
类型一:一次函数与图形的平移
1.如图,把Rt△ABC放在直角坐标系内,其中∠CAB=90°,BC=5,点A、B的坐标分别为(1,0)、(4,0),将△ABC沿x轴向右平移,当点C落在直线y=2x﹣6上时,线段BC扫过的面积为 16 .
【分析】根据题意,线段BC扫过的面积应为一平行四边形的面积,其高是AC的长,底是点C平移的路程.求当点C落在直线y=2x﹣6上时的横坐标即可.
【解答】解:如图所示.
∵点A、B的坐标分别为(1,0)、(4,0),
∴AB=3.
∵∠CAB=90°,BC=5,
∴AC=4.
∴A′C′=4.
∵点C′在直线y=2x﹣6上,
∴2x﹣6=4,解得 x=5.
即OA′=5.
∴CC′=5﹣1=4.
∴S▱BCC′B′=4×4=16.
即线段BC扫过的面积为16.
故答案为16.
2.如图,在平面直角坐标系中,菱形ABCD的顶点C的坐标为(﹣1,0),点B的坐标为(0,2),AC⊥x轴,点A在第二象限.直线yx+5与x轴、y轴分别交于点N、M.将菱形ABCD沿x轴向右平移m个单位,当点D落在△MON的内部时(不包括三角形的边),则m的值可能是( )
A.1 B.2 C.4 D.8
【分析】根据菱形的对角线互相垂直平分表示出点D的坐标,再根据直线解析式求出点D移动到MN上时的x的值,从而得到m的取值范围,再根据各选项数据选择即可.
【解答】解:∵菱形ABCD的顶点C(﹣1,0),点B(0,2),AC⊥x轴,
∴点D的坐标为(﹣2,2),
当y=2时,x+5=2,
解得x=6,
∴点D向右移动2+6=8时,点D在MN上,
∵点D落在△MON的内部时(不包括三角形的边),
∴2<m<8,
∵1、2、4、8中只有4在此范围内,
∴m的值可能是4.
故选:C.
3.如图,在平面直角坐标系中,直线y=0.5x+1与x轴、y轴分别交于A、B两点,过点A在第二象限内作AC⊥AB,且AC=AB.
(1)如图1,①求线段AB的长度;
②设直线BC的解析式为y=kx+b,直接写出关于x的不等式kx+b>0.5x+1的解集;
(2)如图2,将△ABC向右平移得到△A′B′C′,点A的对应点A′始终在x轴上,当点C的对应点C′落在直线y=0.5x+1上,求C′的坐标.
【分析】(1)由直线AB的解析式求出点A,B的坐标,再利用勾股定理求出线段AB 的长度.利用图象可得出不等式的解集.
(2)先过点C作CD⊥x轴,构造全等三角形求出C点的坐标,通过平移性质表示出点C′的坐标,再将点C′的坐标代入直线AB的解析式中即可求出C′的坐标.
【解答】解:(1)①由y=0.5x+1可知,当x=0时,y=1,即点B(0,1),当y=0时,x=﹣2,即点A(﹣2,0),
∴OA=2,OB=1,
∴在Rt△AOB中,AB2=OA2+OB2.
∴AB.
故答案为:AB.
②如图1,根据图象找出直线BC:y=kx+b在直线AB:y=0.5x+1的上方的图象对应的x的值的范围即可求出;
∵直线BC与直线AB的交点事点B(0,1),
∴kx+b>0.5x+1的解集为:x<0,
故答案为:x<0.
(2)如图2:过点C作CD⊥x轴于D,
∵AC⊥AB,
∴∠CAD+∠OAB=90°,∠BAO+∠ABO=90°.
∴∠CAD=∠ABO,
∵∠CDA=∠AOB=90°,AC=AB,
∴△ACD≌△ABO(AAS).
∴CD=OA=2,AD=OB=1,
∴OD=3,
∴点C的坐标为(﹣3,2).
设点C向右平移b(b>0)个单位得到点C′,即点C′的坐标为(﹣3+b,2),
∵点C′在直线AB上,则将(﹣3+b,2)代入y=0.5x+1,得b=5,
∴点C′的坐标为(2,2),
故答案为:(2,2).
4.如图,线段MN两个端点的坐标分别为M(1,3),N(1,1),一次函数y=kx+b的图象经过点(4,0)和(0,﹣3).
(1)求一次函数y=kx+b的解析式;
(2)将直线y=kx+b向上平移a个单位长度,使平移后的直线经过线段MN的中点,求a的值;
(3)若直线y=mx+n经过点(﹣1,0),且与线段MN有交点,求m的取值范围.
【分析】(1)把 (4,0)和 (0,﹣3)代入y=kx+b可求得解析式;
(2)设平移后的直线的解析式为,可得M(1,3),N(1,1),求出AB的中点坐标,代入可求解;
(3)把点(﹣1,0)和M、N坐标代入,即可求得.
【解答】解:(1)把 (4,0)和 (0,﹣3)代入y=kx+b可得,
,
解得,
∴这个一次函数的解析式为:;
(2)设平移后的直线的解析式为:,
∵M(1,3),N(1,1),
∴线段AB的中点坐标为(1,2),
把(1,2)代入,
得,
解得:;
(3)把 (﹣1,0)代入 y=mx+n,得 n=m,
∴y=mx+m,
把 M(1,3)代入 y=mx+m 得,m+m=3,
解得;
把N(1,1)代入 y=mx+m 得,m+m=1.
解得;
∴m的取值范围是:.
5.如图,在平面直角坐标系中,直线(k为常数,且k>0)与x轴交于点A,与y轴交于点B,已知AB=10.
(1)求A,B两点的坐标.
(2)若将直线AB向左平移3个单位长度,求平移后的直线所对应的函数表达式.
(3)若P为y轴上一点,将直线AB沿AP翻折,使得点B刚好落在坐标轴上,直接写出点P的坐标.
【分析】(1)根据题意分别令x,y=0,得出A(8,0),B(0,﹣k),根据勾股定理求得k=6,即可求解;
(2)根据题意可得平移后的直线与x轴的交点为(5,0),设平移后的直线所对应的函数表达式为,代入(5,0),即可求解;
(3)设B点关于AP的对称点为B′,P(0,t),分B′在x轴负半轴,B′在x轴正半轴,当B′在y轴正半轴,三种情况,分别列出方程,解方程,即可求解.
【解答】解:(1)在平面直角坐标系中,直线(k为常数,且k>0)与x轴交于点A,与y轴交于点B,已知AB=10.
当x=0时,得:y=﹣k,
∴A(8,0),
∴OA=8,
当y=0时,解得:x=8,
∴B(0,﹣k),
∴OB=k,
在Rt△ABO中,由勾股定理得:,
∴k=6,
∴B(0,﹣6);
(2)由(1)可得直线AB解析式为,
∵将直线AB向左平移3个单位长度,A(8,0),
∴平移后的直线与x轴的交点为(5,0),
设平移后的直线所对应的函数表达式为,将(5,0)代入得:
,
解得:,
∴平移后的直线所对应的函数表达式为;
(3)或(0,0)或(0,24);理由如下:
设B点关于AP的对称点为B′,P(0,t),
当B′在x轴负半轴时,如图1,
∵AB=AB′=10,A(8,0),
∴B′(﹣2,0),
∴B′P2=(﹣2)2+t2=t2+4,PB=t﹣(﹣6)=t+6,
∵PB=PB′,
∴t2+4=(t+6)2,
解得:,
∴;
当B′在x轴正半轴时,如图2,
∵AB=AB′=10,A(8,0),
∴B′(18,0),
∴B′P2=182+t2,PB=t﹣(﹣6)=t+6,
∵PB=PB′,
∴t2+182=(t+6)2,
解得:t=24,
∴P(0,24);
当B′在y轴正半轴时,如图3,OB=OB′=6,
∴P点与O点重合,即P(0,0),
综上所述,或(0,0)或(0,24).
6.如图,在平面直角坐标系中,直线l1:y=x+3的图象分别与x轴、y轴交于A、B两点直线l2:y=mx+1的图象分别与x轴、y轴交于C、D两点,且C点坐标为 ;M(1,2)和N(3,2)是第一象限中的两个点,连接MN.
(1)求直线l2的函数解析式;
(2)求l1、l2与y轴所围成的三角形的面积;
(3)将线段MN向左平移n个单位,若与直线l1、l2同时有公共点,直接写出n的取值范围.
【分析】(1)将点C坐标代入y=mx+1求出m即可得到l2解析式;
(2)根据解析式分别求出点B、D坐标和两直线的交点坐标,根据三角形面积公式计算即可;
(3)根据解析式分别求出线段MN和线段EF长,根据题意可得n的取值范围.
【解答】解:(1)∵C(,0)在直线l2:y=mx+1的图象上,
∴0,解得m=3,
∴直线l2的函数解析式为:y=3x+1;
(2)在函数y=x+3中,当x=0时,y=3,
在函数y=3x+1中,当x=0时,y=1,
∴B(0,3),D(0,1),
∴BD=3﹣1=2,
联立方程组,解得,
∴两直线交点坐标为(1,4),
∴l1、l2与y轴所围成的三角形的面积1.
(3)∵M(1,2)和N(3,2),
∴MN=2,
设直线MN与l1和l2分别交于点E和F,
在函数y=x+3中,当y=2时,x=﹣1,
在函数y=3x+1中,当y=2时,x,
∴E(﹣1,2),F(,2),
∴EF,
ME=2,即线段MN向左平移2个单位开始有2个交点,
MN﹣EF=2,
∴n的范围为2≤n≤2.
故将线段MN向左平移n个单位,若与直线l1、l2同时有公共点,直接写出n的取值范围为2.
7.如图,直角三角板AOB如图所示在平面直角坐标系内,∠B=30°,O为坐标原点,作AH⊥x轴,AO=10,若∠AOH=30°.
(1)点A的坐标为 (﹣5,5) ;OB= 10 ;
(2)求边AB所在直线的表达式;
(3)直线y=mx+n自与直线AB重合的位置向下平移,当其平分三角形AOB面积时,直接写出直线y=mx+n的表达式.
【分析】(1)在Rt△AOH中,∠AOH=30°,则AHAO=5,OH=10cos30°=5,进而求解;
(2)用待定系数法即可求解;
(3)由△HNOOH•OHOH2S△ABO=25,即可求解.
【解答】解:(1)在Rt△AOH中,∠AOH=30°,
则AHAO=5,OH=10cos30°=5,
故点A的坐标为:(﹣5,5),
在Rt△AOB中,∠B=30°,
则BOAO=10,
故答案为:(﹣5,5),10;
(2)过点B作BT⊥x轴于点T,
则∠BOT=60°,
则OTBO=5,同理可得:BT=15,
即点B(5,15),
设直线AB的表达式为:y=sx+t,
则,
解得:,
故直线AB的表达式为:yx+10;
(3)S△ABOAO•BO10×1050,
设直线l:y=mx+n交OB于点H,交OA于点N,
由O、B坐标得,直线OB的表达式为:yx,
设点H(r,r),
在Rt△OHN中,∠HNO=∠BAO=60°,则ONOH,
当直线l平分三角形AOB面积时,
则△HNOOH•OHOH2S△ABO=25,
解得:OH2=150,
即r2+(r)2=150,
解得:r,
则点H的坐标为:(,),
则直线l的表达式为:y(x)x+5.
类型二:一次函数与图形的对称
8.如图,直线y=2x+4与x轴交于点A,与y轴交于点B,M,N分别是y轴和直线AB上的点,AN=MN,C是点A关于直线MN的对称点,连结CN,CM,若点C落在直线AB上,则点M的纵坐标是( )
A.﹣2 B.﹣6 C.﹣6或﹣2 D.﹣6或
【分析】依据题意,由直线为y=2x+4,可得B(0,4),A(﹣2,0),又设OM=m,又点C落在直线AB上,故∠ANC=180°,从而画出图形,结合点C是点A关于直线MN的对称点,可得∠ANM=∠CNM,AN=CN,AM=CM,故∠ANM=∠CNM=90°,又AN=MN,故△AMN是等腰直角三角形,则△CMN和△CMA都是等腰直角三角形,进而先证得△DCM≌△OMA(AAS),则DM=OA=2,CD=OM=m,从而C(﹣m,﹣m﹣2),又C在直线y=2x+4上,故﹣m﹣2=﹣2m+4,求出m的值后即可判断得解.
【解答】解:由题意,∵直线为y=2x+4,
∴令x=0,则y=4,故B(0,4);令y=0,则x=﹣2,故A(﹣2,0).
设OM=m,
∵点C落在直线AB上,
∴∠ANC=180°.
如图,
∵点C是点A关于直线MN的对称点,
∴∠ANM=∠CNM,AN=CN,AM=CM.
∴∠ANM=∠CNM=90°.
∵AN=MN,
∴△AMN是等腰直角三角形,则△CMN和△CMA都是等腰直角三角形.
∴∠AMC=90°.
作CD⊥y轴于点D,
∴∠CDM=∠MOA=∠AMC=90°.
∴∠DCM=90°﹣∠CMD=∠OMA.
∵AM=CM,
∴△DCM≌△OMA(AAS).
∴DM=OA=2,CD=OM=m.
∴C(﹣m,﹣m﹣2).
∵C在直线y=2x+4上,
∴﹣m﹣2=﹣2m+4.
∴m=6.
∴点M的纵坐标为﹣6.
故选:B.
9.已知一次函数y=mx﹣3的图象与一次函数y=2x+n的图象关于y轴对称,则m+n的值是( )
A.5 B.﹣1 C.1 D.﹣5
【分析】根据两个一次函数的图象关于y轴对称,得出它们与y轴的交点相同,进而可求出n的值,再在所得一次函数y=2x+n的图象上任意取一点,将其关于y轴的对称点坐标代入y=mx﹣3即可解决问题.
【解答】解:由题知,
因为一次函数y=mx﹣3的图象与一次函数y=2x+n的图象关于y轴对称,且一次函数y=mx﹣3与y轴的交点坐标为(0,﹣3),
则将(0,﹣3)代入y=2x+n得,n=﹣3,
所以一次函数的解析式为y=2x﹣3.
令x=1得,y=﹣1,
则点(1,﹣1)关于y轴的对称点坐标为(﹣1,﹣1).
将(﹣1,﹣1)代入y=mx﹣3得,
﹣m﹣3=﹣1,
解得m=﹣2,
所以m+n=﹣2+(﹣3)=﹣5.
故选:D.
10.已知y+6与x+1成正比例,当x=3时,y=2.
(1)求y与x的函数表达式;
(2)若点M(1,m)关于y轴的对称点M′恰好落在该函数的图象上,求m的值.
【分析】(1)根据成正比例的定义,设y+6=k(x+1),然后把已知的对应值代入求出k,从而可得到与x的函数表达式;
(2)先根据关于y轴对称的点的坐标特征得到M'(﹣1,m),然后把M′点的坐标代入(1)中的解析式,从而得到m的值.
【解答】解:(1)设y+6=k(x+1),
把x=3,y=2代入得2+6=4k,
解得k=2,
∴y+6=2(x+1),
∴y与x的函数表达式为y=2x﹣4;
(2)∵点M'是点M(1,m)关于y轴的对称点,
∴点M'的坐标为(﹣1,m),
又∵点M在该函数的图象上,
∴﹣2﹣4=m.
解得m=﹣6.
11.在平面直角坐标系xO中,已知△ABC顶点坐标分别为点A(1,0)、B(5,0),C(3,4),l1是过点M(2,0)与x轴垂直的直线.若直线上存在点Q,使点Q关于直线l1的对称点在△ABC的内部或边上,则b的取值范围是 .
【分析】求得直线经过点B关于直线l1的对称点B′时的b的值,求得直线经过点BC关于直线l1的对称点C′时的b的值,结合图形即可求解.
【解答】解:∵点A(1,0)、B(5,0),C(3,4),l1是过点M(2,0),
∴B(5,0)关于直线l1的对称点B′为(﹣1,0),C(3,4)关于直线l1的对称点C′为(1,4),
如图,当经过点B′时,则,解得b,
当直线经过点C′时,则4,解得b,
故由图形可知,若直线上存在点Q,使点Q关于直线l1的对称点在△ABC的内部或边上,则b的取值范围是.
故答案为:.
12.【问题导入】如图①,在直线l上找一点P,如何使得PA+PB最小?
小华同学的思路:作点A关于直线l的对称点A′,连接BA′,与直线l交于点P.由对称可得PA′=PA,所以PA+PB=PA′+PB≥A′B,当A′、P、B三点共线的时候,PA′+PB=A′B,此时PA+PB最小.
如图②,在直线l上找一点P,如何使得|PA﹣PB|最大?
小明同学的思路:作点A关于直线l的对称点A′,连接BA′并延长交直线l交于点P.由对称可得PA′=PA,所以|PA﹣PB|=|PA′﹣PB|≤A′B,当A′、P、B三点共线的时候,|PA﹣PB|=A′B,此时|PA﹣PB|最大.
可见,解此类问题的关键是将问题转化为“两点之间线段最短”来解决.
【理解运用】(1)如图③,直线上有点A(4,a)、B(﹣2,1),点P在x轴上运动,点Q在直线AB下方的y轴上运动.
①求a、b的值;
②当PA+PB最小时,求点P的坐标;
③令t=QA﹣QB﹣PA﹣PB,当t的值最大时,求点Q的坐标及t的最大值.
【深度探究】(2)在(1)的条件下,且满足t=QA﹣QB﹣PA﹣PB,当t的值最大时,若点M、N分别是线段OP、OQ上的动点,且PM=ON,连接PN、MQ,当PN+MQ最小时,求点M的坐标.
【分析】(1)①将A,B两点坐标代入,求得方程组的解,从而得出结果;
②作点B关于x轴对称点B′,连接AB′,交x轴于点P,则PA+PB最小,根据A,B′两点坐标求出AB′的解析式,进一步得出结果;
③作点B关于y轴对称点B″(2,1),作直线AB″,交y轴于点Q,则t=QA﹣QB﹣PA﹣PB最大,先求得AB″的解析式,进一步得出结果;
(2)作PG⊥x轴,截取PG=OP,可证得△GPM≌△PON,从而PN=GM,从而得出PN+MQ=GM+MQ≥GQ,当G、M、Q共线时,PM+QN最小,进一步得出结果.
【解答】解:(1)①由题意得,
,
∴;
②如图1,
作点B关于x轴对称点B′,连接AB′,交x轴于点P,则PA+PB最小,
设直线AB′的解析式为:y=kx+m,
∴,
∴,
∴y,
当y=0时,0,
∴x,
∴(,0);
③如图1,
作点B关于y轴对称点B″(2,1),作直线AB″,交y轴于点Q,
则t=QA﹣QB﹣PA﹣PB最大,
设直线AB″的解析式为:y=px+q,
∴,
∴,
∴y,
当x=0时,y=﹣2,
∴Q(0,﹣2),
∵QA﹣QB=QA﹣QB″=AB″,
PA+PB=PA+PB′=AB′,
t最大=QA﹣QB﹣PA﹣PB;
(2)如图2,
作PG⊥x轴,截取PG=OP,
∵PM=ON,∠GPM=∠PON=90°,
∴△GPM≌△PON(SAS),
∴PN=GM,
∴PN+MQ=GM+MQ≥GQ,
∴当G、M、Q共线时,PM+QN最小,
∵G(,),Q(0,﹣2),
∴直线GQ的解析式为:y,
当y=0时,,
∴x,
∴M(,0).
13.如图1,直线y=kx+1(k>0)分别与x轴,y轴相交于A,B两点,直线分别与x轴,y轴相交于C,D两点,两条直线相交于点E.
(1)点C的坐标为 (4,0) ,点A的坐标为 () (点A用含k的代数式表示);
(2)若点A关于y轴的对称点A′恰好落在△BDE的内部,求k的取值范围;
(3)如图2,若点D为CE的中点,点Q为直线AB上一点,连接DQ,记点E关于直线DQ的对称点为E′.请问:是否存在点Q,使得点E′恰好落在直线CD上方的坐标轴上?若存在,请求出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
【分析】(1)分别把y=0代入函数解析式,解方程,进一步得出结果;
(2)求出A′(),根据A′恰好落在△BDE的内部得出不等式,从而得出k;
(3)可推出DE=DE′=CD,E(﹣4,﹣6),进而得出OE′=OC=4,从而得出EE′∥y轴,从而得出yQ=﹣3,求得直线BE的解析式后,代入求得x的值,进而得出结果;当点E′在y轴上时,可求得点E(0,2),F(﹣2,﹣2),求得直线直线DF的解析式后,与直线BE的解析式联立成方程组,进一步得出结果.
【解答】解:(1)当y=0时,
0,0=kx+1,
∴x=4,x,
∴C(4,0),A(),
故答案为:(4,0),();
(2)∵A′(),C(4,0),A′恰好落在△BDE的内部,
∴,
∴k;
(3)如图1,
当点E′落在x轴上时,设E′(a,0),
∵E关于直线DQ的对称点为E′,
∴DE′=DE,∠E′DQ=′EDQ,
当x=0时,y=﹣3,
∴D(0,﹣3),
∵点D是CE的中点,
∴DE=CD,E(﹣4,﹣3×2)
∴DE′=CD,E(﹣4,﹣6),
∴OD⊥CE′,
∴OE′=OC=4,
∴E′(﹣4,0),
∴EE′∥y轴,
∵DE′=DE,∠E′DQ=′EDQ,
∴DF⊥EE′,
∴DE′⊥y轴,
∴yQ=﹣3,
y=kx+1过E(﹣4,﹣6),
∴﹣6=﹣4k+1,
∴k,
∴y,
由﹣3得,
x,
∴Q(),
如图2,
当点E′在y轴上时,
∵DE′=DE=CD5,OD=3,
∴OE′=2,
∴E(0,2),
∵∠E′DQ=′EDQ,
∴E′F=EF,
∴F(,),即F(﹣2,﹣2),
设直线DF的解析式为:y=mx+n,
∴,
∴,
∴y,
由得,
,
∴Q(),
综上所述:Q()或().
类型三:一次函数与图形的旋转
14.如图,△ABC中,AB=AC=4,∠B=45°,△ABC绕点A逆时针旋转α(0°<α<90°)得到△AB'C',B'C'与BC,AC分别交于点D,E.设CD+DE=x,△AEC′的面积为y,则y与x的函数图象大致是( )
A. B.
C. D.
【分析】易得△ABF≌△AC′E,那么AF=AE,可得到FB′=CE,进而可得△DB′F≌△DCE,则DB′=CD,那么B′E=x,即可判断出C′E的长度,易得△AEC′中C′E边上的高,根据三角形的面积公式可得相应的函数解析式.
【解答】解:由题意得:∠BAF=∠C′AE=α,AB=AC=AB′=AC′,∠B=∠C′=45°,
∴△ABF≌△AC′E(ASA),
∴AF=AE,
∴FB′=CE,
∵∠B′=∠C=45°,∠FDB′=∠CDE,
∴△DB′F≌△DCE(AAS),
∴DB′=CD,
∵CD+DE=x,
∴DB′+DE=x,
即B′E=x,
∵AB=AC=4,
∴BC=4,BC边上的高为2,
∴B′C′=4,B′C′边上的高为2,
∴C′E=4x,
∴y(4x)×28x.
故选C.
15.如图,在平面直角坐标系中,一次函数y=3x﹣3的图象分别交x,y轴于点A,B,将直线AB绕点B按顺时针方向旋转45°,交x轴于点C,则直线BC的函数表达式为 yx﹣3 .
【分析】根据已知条件得到A(1,0),B(0,﹣3),求得OA=1,OB=3,过A作AF⊥AB交BC于F,过F作FE⊥x轴于E,得到AB=AF,根据全等三角形的性质得到AE=OB=3,EF=OA=1,求得F(4,﹣1),设直线BC的函数表达式为:y=kx+b,解方程组于是得到结论.
【解答】解:∵一次函数y=3x﹣3的图象分别交x、y轴于点A、B,
∴令x=0,得y=﹣3,令y=0,则x=1,
∴A(1,0),B(0,﹣3),
∴OA=1,OB=3,
过A作AF⊥AB交BC于F,过F作FE⊥x轴于E,
∵∠ABC=45°,
∴△ABF是等腰直角三角形,
∴AB=AF,
∵∠OAB+∠ABO=∠OAB+∠EAF= 90°,
∴∠ABO=∠EAF,
在△ABO和△FAE中
,
∴△ABO≌△FAE(AAS),
∴AE=OB=3,EF=OA=1,
∴F(4,﹣1),
设直线BC的函数表达式为:y=kx+b,
∴ 解得,,
∴直线BC的函数表达式为:yx﹣3,
故答案为:yx﹣3.
16.定义:对于平面直角坐标系xOy中的不在同一条直线上的三点P,M,N,若满足点M绕点P逆时针旋转90°后恰好与点N重合,则称点N为点M关于点P的“逆旋点”.请根据以上定义,完成下列填空:
(1)若点M在直线y=3x+3上,点P与原点O重合,且点M关于点P的“逆旋点”N刚好在坐标轴上,则点N的坐标为 (﹣3,0)或(0,﹣1) ;
(2)如图,已知点A的坐标为,点C是y轴上的动点,点B是点A关于点C的“逆旋点”,连接OB,AB,则OB+AB的最小值是 .
【分析】(1)依据题意,分点N落在x轴上、点N落在y轴两种情况,分别求解即可;
(2)依据题意,作BH⊥OH于H,设点C的坐标为(0,m),则OC=HB=m,OA=HC=3,得到点B(m,3+m),即可得出BO+BA=+,相当于在直线y=x上寻找一点P(m,m),使得点P到M(0,﹣3),到N(3,﹣3)的距离和最小,即可求解.
【解答】解:(1)①当点N落在x轴上时,则OM⊥x轴,
∴点M在y轴上,
当x=0时,y=3x+3=3,
∴M(0,3),
∴点N(﹣3,0);
②当点N落在y轴时,则OM⊥y轴,
∴点M在x轴上,
当y=0时,则3x+3=0,解得x=﹣1,
∴M(﹣1,0),
∴点N(0,﹣1);
综上,点N(﹣3,0)或(0,﹣1),
故答案为:(﹣3,0)或(0,﹣1);
(2)如图1,作BH⊥OH于H.
设点C的坐标为(0,m),
∵∠ACB=90°,
∴∠ACO+∠BCH=90°,
∵∠ACO+∠OAC=90°,
∴∠BCH=∠OAC,
∵∠BHC=∠COA=90°,BC=CA,
∴△BCH≌CAO(AAS),
∴OC=HB=m,OA=HC,
∴点B(m,m),
则BO+BA,相当于在直线y=x上寻找一点P(m,m),使得点P到M(0,),到N(,)的距离和最小,
如图2,作M关于直线y=x的对称点M′(,0),
∴M′N.
∵PM+PN=PM′+PN≥NM′,
∴PM+PN的最小值为.
∴OB+AB的最小值为.
故答案为:.
17.如图1,在平面直角坐标系中,直线AB:与x轴,y轴分别交于A,B两点,点C与点B关于x轴对称,E为线段OA上一点,直线CE与AB交于D点,且.
(1)求直线CE的解析式;
(2)P为直线AB上一动点,当S△PCD=S四边形BDEO,求点P坐标;
(3)如图2,将△OCE绕E点逆时针旋转α(0<α<180°),得到△O′C′E,直线O′C′与射线AB,AO分别交于M,N,则当△AMN是以MN为腰的等腰三角形时,请直接写出AM的长度.
【分析】(1)先求出A,B两点的坐标,根据,求出E点坐标,再根据点C与点B关于x轴对称可得C点坐标,利用待定系数法即可解答;
(2)由(1)知直线CE的解析式,联立直线CE和直线AB的解析式求出D点坐标,进而可以求出四边形BEDO和△PCD的面积,再分类讨论求解即可;
(3),分AM=MN,AN=MN,两种情况讨论即可.
【解答】解:(1)∵直线与x轴,y轴分别交于A,B两点,
令x=0,则y=6;
令y=0,则x+6=0,
解得:,
∴,B(0,6),
∴,
∵,
∴,
∴,
∵点C与点B关于x轴对称,
∴C(﹣6,0),
设直线CE的解析式为y=kx+b(k≠0),
则,
解得:,
∴直线CE的解析式为;
(2)由(1)知直线CE的解析式为,
联立,
解得:,
∴,
∴S四边形BDEO=S△AOB﹣S△ADEAE•yD=12,
∴S△PCD=12,
方法一:①当点P在点D右侧时,
S△PCD=S△BCD﹣S△BCPBC(|xD|﹣|xP|)12×(3|xP|)=12,
∴|xP|,
∴xP,此时yP=5,
∴P(,5);
②当点P在点D右边时,
S△PCD=S△BCP﹣S△BCDBC(|xP|﹣|xD|)12×(|xP|﹣3)=12,
∴|xP|=5,
∴xP=﹣5,此时yP=1,
∴P(﹣5,1);
综上,P点坐标为(,5)或(﹣5,1);
方法二:过P作PH∥y轴交CD于点H,
设P(p,p+6),则H(p,p﹣6),
∴PH=|p+6p+6|=|p+12|,
∴S△PCDPH(xC﹣xD)|p+12|12,
∴|p+12|=8,
解得p或﹣5,
当p时,p+6=5,此时P(,5),
当p=﹣5时,p+6=1,此时P(,1),
综上,P点坐标为(,5)或(﹣5,1);
(3)如图,连接ME,BE,
由(1)(2)知CD⊥AB,,,B(0,6),C(0,﹣6),,,
∴∠ADE=∠COE=90°,
∵,3,
∴点D是AB的中点,
∴△ABE是等腰三角形,
∴∠AED=∠BED,AE=BE,
∵点C与点B关于x轴对称,
∴BE=CE,
∴△CBE是等腰三角形,
∵BC⊥OE,
∴∠CEO=∠BEO,
∵DE=OE,BE=BE,
∴Rt△BDE≌Rt△BOE(HL),
∴∠CED=∠BEO,
∵∠CEO=∠AED,
∴∠AED=∠BED=∠BEO,
∵∠AED+∠BED+∠BEO=180°,
∴∠AED=∠BED=∠BEO=60°,
∴∠DAE=∠DBE=∠CBE=∠BCE=30°,
由旋转的性质得到∠BCE=∠ECM=30°,CE=CE,
∴CE=AE,
设.
①如图,当AM=MN时,
则CE与x轴重合,即C'和N两点重合,
∴∠AEM=∠CEM=90°,即ME⊥x轴,
∴,
则,
即,
∴;
②如图,当AN=MN时,
则∠NAM=∠NMA=30°,
∴∠ANM=60°,
∵∠EO'N=90°,
∴∠AEO'=30°,
∵∠C'EO=60°,
∴∠C'EA=∠C'EO'+∠AEO'=90°,
∴CE⊥x轴,
由旋转的性质得,OC=O'C'=6,
∴,
∴DE=O'E,
∵ME=ME,∠MDE=∠MO'E=90°,
∴Rt△DME≌Rt△O'ME(HL),
∴MD=MO',
∵AD=O'C'=6,
∴AD﹣MD=O'C'﹣MO',即AM=MC',
∵ME=ME,AE=C'E,
∴△AEM≌△CEM(SSS),
∴S△AEM=SΔC'EM,
∴,
∴,
解得n=﹣6,
则,
∴,
∴,
综上,AM的长度为8或.
类型四:一次函数与三角形
18.如图,在等腰三角形ABC中,AB=AC,点D为BC中点,连结AD,若∠BAD=y,∠B=2x,则y与x之间的函数关系式是( )
A. B.
C. D.
【分析】根据题意,先得出y与x的函数关系式,再结合x的取值范围进行判断即可.
【解答】解:由题知,
因为AD⊥BC,
所以∠BAD+∠B=90°,
即y+2x=90°,
所以y=﹣2x+90°.
因为0°<﹣2x+90°<90°,
所以0°<x<45°,
显然D选项符合题意.
故选:D.
19.如图,已知一次函数yx+2的图象与x轴交于点A,与y轴交于点B,点C与点A关于y轴对称.
(1)求△AOB的面积;
(2)若点P在一次函数yx+2的图象上,且在第一象限,S四边形OBPC,求点P的坐标.
【分析】(1)根据一次函数解析式先求出点A、B坐标,再求出三角形AOB面积即可;
(2)先求出点C坐标,设点P(m,)(m>0),再分别求出S四边形OBPC=S△BOP+S△POC()=2m+4,S△APC()=2m+8,根据条件列出方程,求出m值即可得到点P坐标.
【解答】解:(1)在一次函数yx+2中,当x=0时,y=2;当y=0时,x=﹣4,
∴A(﹣4,0),B(0,2),
∴S△AOB4;
(2)∵点C与点A关于y轴对称.
∴C(4,0),
如图,连接OP,
设点P(m,)(m>0),
S四边形OBPC=S△BOP+S△POC()=2m+4,
S△APC()=2m+8,
∵S四边形OBPC,
∴2m+4(2m+8),解得m=2.
∴P(2,3).
20.一次函数的图象与x轴、y轴分别交于点A、B,以AB为边在第二象限内作等边△ABC.
(1)求直线AC的函数解析式;
(2)在直线AC上有一点,求△ABP的面积.
(3)在x轴上是否存在点M,使△MAB为等腰三角形?若存在,请写出点M的坐标;若不存在,请说明理由.
【分析】(1)首先令x=0,y=0,解方程得到A(,0),B(0,2).然后根据勾股定理求出AB的长,根据等边三角形的性质得到点C的坐标为(,2);设直线AC的解析式为y=kx+b.解方程组即可得到结论;
(2)解方程得到点P的坐标,根据三角形的面积公式即可得到结论;
(3)设出点M的坐标,分三种,列方程即可得出结论.
【解答】解:(1)yx+2与x轴、y轴交于A、B两点,
∴A(,0),B(0,2).
∵△AOB为直角三角形,
∴AB,
∴OA,OB=2,
∴tan∠ABO,
∴∠ABO=30°,
∵△ABC是等边三角形,
∴∠CBA=60°,∠CBO=60°+30°=90°,
∴BC∥x轴,
∴点C的纵坐标和点B的纵坐标相同,都是2,
∵△ABC是等边三角形,
∴BC=AB,
∴点C的坐标为(,2);
设直线AC的解析式为y=kx+b,
∴,
∴,
∴直线AC的解析式为yx﹣2;
(2)∵在直线AC上有一点,
∴a﹣2,
∴a,
∴P(,),
过P作PH⊥x轴于H,
∴△ABP的面积=四边形PHOB的面积﹣△APH的面积﹣△AOB的面积2;
(3)如图2,
设点M(m,0),
∵A(,0),B(0,2).
∵△MAB为等腰三角形,
∴①MA=MB,
∴MA2=MB2,
∴(m)2=m2+22,
∴m,
∴M(,0),
②MA=AB,
∴MA2=AB2,
∴(m)2,
∴m或m,
∴M(,0)或(,0),
③当MB=AB,
∵OB⊥AM,
∴OA=OM
∴M(,0).
∴满足条件的M的坐标为(,0)或(,0).
21.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BC交x轴于点C(1,0).
(1)先判断△ABC的形状,再说明理由;
(2)线段AC上取一点D,使得△BCD是以BC为腰的等腰三角形,求点D的坐标;
(3)若在x轴上有一点M,在直线BC上有一点N,满足△MNC≌△AOB,求点M的坐标.
【分析】(1)由AC2=AB2+BC2,即可求解;
(2)△BCD是以BC为腰的等腰三角形,当BC=BD时,则点C、D关于y轴对称,即点D(﹣1,0);当BC=CD时,则CD,则点D(1,0),即可求解;
(3)如下图,当点M在点C的右侧时,由△MNC≌△AOB,则CM=AB=2,即可求解;当点M在点C的左侧时,同理可解.
【解答】解:(1)△ABC的形状为直角三角形,理由:
对于,当x=0时,y=2,令y=0,则x=﹣4,
即点A、B的坐标分别为:(﹣4,0)、(0,2),
由点A、B、C的坐标得,AB2=20,BC2=5,AC2=25,
则AC2=AB2+BC2,
即△ABC的形状为直角三角形;
(2)△BCD是以BC为腰的等腰三角形,
当BC=BD时,则点C、D关于y轴对称,即点D(﹣1,0);
当BC=CD时,则CD,则点D(1,0),
即D(﹣1,0)或(1,0);
(3)如下图,当点M在点C的右侧时,
∵△MNC≌△AOB,则CM=AB=2,
则点M(1+2,0),
当点M在点C的左侧时,
同理可得,点M(1﹣2,0),
综上,M(1+2,0)或(1﹣2,0).
22.如图,已知直线l1:y=﹣3x+6与x轴交于点A,与y轴交于点B,以线段AB为直角边在第一象限内作等腰Rt△ABC,∠ABC=90°,直线l2经过A,C两点.
(1)则A点的坐标为 (2,0) ,B点的坐标为 (0,6) ;
(2)求直线l2的函数表达式;
(3)点P是线段AC上的一点(不与A、C重合),试探究△BPC能否成为以BP为直角边的等腰直角三角形?若能,请直接写出点P的坐标,若不能,请说明理由.
【分析】(1)对直线l1关系式y=﹣3x+6,令x=0或y=0,即可求出A、B两点的坐标.
(2)通过构造△CBE≌△BAO全等,求出点C的坐标,再由A、C两点坐标根据待定系数法求得直线l2的函数表达式.
(3)设点P的坐标为(m,2m﹣4),过点C作x轴的垂线,垂足为D,过P作x轴的平行线交y轴于点M,交CD于点N,同(2)理可证得△BMP≌△PNC,从而BM=PN,MP=CN,然后根据PM=CN列方程求解即可.
【解答】解:(1)在l1:y=﹣3x+6中,
令x=0,则y=6,所以点B坐标为(0,6);
令y=0,则x=2,所以点A坐标为(2,0).
所以点A、B坐标分别是(2,0)和(0,6);
故答案为:(2,0);(0,6);
(2)如图,过点C向y轴作垂线,E为垂足.
由条件可知AB=BC.
∵∠CBE+∠ABO=180°﹣90°=90°,∠ABO+∠BAO=90°,
∴∠CBE=∠BAO.
在△CBE和△BAO中,∠CBE=∠BAO,∠BEC=∠AOB,BC=AB.
∴△CBE≌△BAO(AAS).
∴EC=BO=yB=6,BE=OA=xA=2.
∴OE=6+2=8.
故点C坐标为(6,8).
设l2函数表达式为y=kx+b,把A、C两点坐标代入得:
,解得.
∴直线l2的函数表达式为y=2x﹣4;
(3)设点P的坐标为(m,2m﹣4),假设以BP为直角边的△BPC是等腰直角三角形,
如图.过点C作x轴的垂线,垂足为D,过P作x轴的平行线交y轴于点M,交CD于点N,
在△BMP和△PNC中,
,
∴△BMP≌△PNC(AAS),
∴BM=PN,MP=CN,
∵BM=6﹣(2m﹣4)=10﹣2m,
PN=6﹣m,MP=m,CN=8﹣(2m﹣4)=12﹣2m.
∴由PM=CN,m=12﹣2m,m=4,
此时BM=PN=2,m适合题意.
此时P(4,4).
23.如图,一次函数与x轴,y轴分别相交于点A和点B.
(1)求点A和点B的坐标;
(2)在y轴上有一动点P,若△ABP的面积为3,请求出点P的坐标;
(3)在x轴上是否存在点Q,使得△ABQ是以AB为一腰的等腰三角形,若存在,请直接写出点Q的坐标,若不存在,请说明理由.
【分析】(1)由一次函数与坐标轴交点坐标特点即可求解;
(2)设P(0,b),由(1)得点A的坐标为(﹣2,0),点B的坐标为(0,1),则OA=2,OB=1,PB=|b﹣1|,然后由即可求出b的值,从而求解;
(3)分①当时和当AB=BQ3时进行分析即可.
【解答】解:(1)由得,
当x=0时y=1;当y=0时,x=﹣2,
∴点A的坐标为(﹣2,0),点B的坐标为(0,1);
(2)设P(0,b),
由(1)得点A的坐标为(﹣2,0),点B的坐标为(0,1),
∴OA=2,OB=1,
∴PB=|b﹣1|,
∵△ABP的面积为3,
∴,即 ,
∴|b﹣1|=3,
解得:b=4或b=﹣2,
∴点P的坐标为(0,4)或(0,﹣2);
(3)存在,理由:如图,
∵点A的坐标为(﹣2,0),点B的坐标为(0,1),
∴,
①当时,
∴Q1的坐标为,Q2的坐标为,
②当AB=BQ3时,
∴OQ3=OA=2,
∴Q3的坐标为(2,0).
综上分析,存在,点Q的坐标为(2,0)或或.
类型五:一次函数与四边形
24.如图,直线PA是一次函数y=x+1的图象,直线PB是一次函数y=﹣2x+2的图象.
(1)求A、B、P三点的坐标;
(2)求四边形PQOB的面积.
【分析】(1)令一次函数y=x+1与一次函数y=﹣2x+2的y=0可分别求出A,B的坐标,再由可求出点P的坐标;
(2)根据四边形PQOB的面积=S△BOM﹣S△QPM即可求解.
【解答】解:(1)∵一次函数y=x+1的图象与x轴交于点A,∴A(﹣1,0),
一次函数y=﹣2x+2的图象与x轴交于点B,∴B(1,0),
由,解得,∴P(,).
(2)因为直线PA与y轴交于点Q,则Q(0,1),直线PB与y轴交于点M,则M(0,2),
∴四边形PQOB的面积=S△BOM﹣S△QPM1×21.
25.如图,四边形OABC是平行四边形,其中点A的坐标是(10,0),点O的坐标是(0,0),点C的坐标是(4,6).
(1)请求出点B的坐标;
(2)已知点D是线段CB上一个动点,若三角形OAD是等腰三角形,请求出所有符合要求的点D的坐标;
(3)已知直线:y=kx+b恰好将▱OABC分成面积相等的两部分,请求出k与b之间满足的关系式.
【分析】(1)由点A坐标是(10,0),点O坐标是(0,0),得到OA=10,根据平行四边形的性质得到BC∥OA,BC=OA,于是得到B(14,6);
(2)设D(m,6),①当OD=OA=10时,根据勾股定理得到OD10,求得m=8(负值舍去),得到D(8,6);②当OD=AD时,得到点D在OA的垂直平分线上,求得D(5,6);③OA=AD=10时,根据勾股定理得到AD10,求得m=2<4(不合题意舍去),于是得到结论;
(3)如图,连接AC,OB交于E,根据平行四边形的性质得到AE=CE,求得E(5,3),根据题意得到直线y=kx+b过E(5,3),于是得到结论.
【解答】解:(1)点A坐标是(10,0),O(0,0),
∴OA=10,
∵四边形OABC是平行四边形,
∴BC∥OA,BC=OA,
∵点C坐标是(4,6),
∴B(14,6);
(2)∵点D是线段CB上一个动点,
∴设D(m,6),
①当OD=OA=10时,三角形OAD是等腰三角形,
∴OD10,
∴m=8(负值舍去),
∴D(8,6),
②当OD=AD时,三角形OAD是等腰三角形,
则点D在OA的垂直平分线上,
∴D(5,6),
③OA=AD=10时,
∴AD10,
∴m=2<4(不合题意舍去),
综上所述,D(8,6)或(5,6);
(3)如图,连接AC,OB交于E,
∵四边形OABC是平行四边形,
∴AE=CE,
∵点A坐标是(10,0),点C坐标是(4,6),
∴E(7,3),
∵y=kx+b正好将平行四边形OABC分成面积相等的两部分,
∴直线y=kx+b过E(7,3),
∴3=7k+b,
∴k,
即k与b的函数关系式为kb.
26.直线AB:y=x+b分别与x,y轴交于A,B两点,点A的坐标为(﹣3,0),过点B的直线交x轴正半轴于点C,且OB:OC=3:1.
(1)求点B的坐标及直线BC的函数表达式;
(2)在x轴上方存在点D,使以点A,B,D为顶点的三角形与△ABC全等,画出△ABD,并求出点D的坐标;
(3)在线段OB上存在点P,使点P到点B,C的距离相等,求出点P的坐标.
【分析】(1)由直线AB过点A,利用一次函数图象上点的坐标特征可求出b的值,进而可得出点B的坐标及OB的长度,结合OB:OC=3:1可求出点C的坐标,再由点B、C的坐标,利用待定系数法即可求出直线BC的函数表达式;
(2)分△BAD≌△ABC和△ABD≌△ABC两种情况考虑:①当△BAD≌△ABC时,由OA=OB可得出∠BAC=45°,由全等三角形的性质可得出∠ABD=∠BAC=45°、BD=AC=4,利用内错角相等两直线平行可得出BD∥AC,结合BD的长度即可得出点D的坐标;②当△ABD≌△ABC时,有∠BAD=∠BAC=45°、AD=AC=4,由∠DAC=∠BAD+∠BAC可得出∠DAC=90°,结合BD的长度即可得出点D的坐标;
(3)设OP=x,则PB=PC=3﹣x,在Rt△POC中,利用勾股定理可得出关于x的一元一次方程,解之即可得出结论.
【解答】解:(1)∵直线AB:y=x+b过点A(﹣3,0),
∴0=﹣3+b,
∴b=3.
当x=0时,y=x+b=b=3,
∴点B的坐标为(0,3),即OB=3.
∵OB:OC=3:1,
∴OC=1.
∵点C在x轴正半轴,
∴点C的坐标为(1,0).
设直线BC的解析式为y=kx+c(k≠0),
将B(0,3)、C(1,0)代入y=kx+c,得:,
解得:,
∴直线BC的函数表达式为y=﹣3x+3.
(2)分△BAD≌△ABC和△ABD≌△ABC两种情况考虑(如图1):
①当△BAD≌△ABC时,∵OA=OB=3,
∴∠BAC=45°.
∵△BAD≌△ABC,
∴∠ABD=∠BAC=45°,BD=AC=4,
∴BD∥AC,
∴点D的坐标为(﹣4,3);
②当△ABD≌△ABC时,∠BAD=∠BAC=45°,AD=AC=4,
∴∠DAC=90°,
∴点D的坐标为(﹣3,4).
综上所述,点D的坐标为(﹣4,3)或(﹣3,4).
(3)依照题意画出图形,如图2所示.
∵PB=PC,
∴设OP=x,则PB=PC=3﹣x.
在Rt△POC中,∠POC=90°,
∴OP2+OC2=PC2,即x2+12=(3﹣x)2,
解得:x,
∴点P的坐标为(0,).
27.如图,在平面直角坐标系中,直线AB交x轴于点A,交y轴于点B;直线CD:y=x+1交y轴于点C,与直线AB交于点D,且OB=2OA=4OC.
(1)求直线AB的解析式;
(2)求△BCD的面积;
(3)若点M在此平面直角坐标系中,点N在x轴上,以AC为边,点A、C、M、N为顶点作四边形,请直接写出此四边形为菱形时点M的坐标.
【分析】(1)先利用y=x+1求出点C,从而求出OC,OA,OB长,从而得到坐标A、B,待定系数法即可求出直线AB解析式;
(2)先联立直线AB和直线CD求出点D的坐标,然后利用公式计算即可;
(3)先对N点的位置分类讨论,再利用菱形的性质计算即可.
【解答】解:(1)在y=x+1中,令x=0,y=1,则C(0,1),
∴OC=1,
∵OB=2OA=4OC,
∴OB=4,OA=2,
∴A(2,0),B(0,4),
设直线AB解析式为y=kx+b(k≠0),
将点A、B代入得:,
∴,
∴y=﹣2x+4;
(2)令x+1=﹣2x+4,则x=1
∴D(1,2),
∴;
(3)如图,当点N在点A左侧时,对应菱形ACNM1,菱形ACM2N,
①在菱形ACNM1中,CM1⊥AN,OC=OM1=1,则M1(0,﹣1);
②在菱形ACM2N中,CM2∥AN,AC=AN,则M2(,1);
如图,当点N在点A右侧时,对应菱形ACM3N,此时CM3∥AN,CM3=AC,
∴,
综上所述,以AC为边,以点A、C、M、N为顶点的四边形是菱形时,M的坐标为(0,﹣1)或(,1)或.
28.如图,在平面直角坐标系中,函数的图象分别交x轴、y轴于A、B两点,过点A的直线交y轴的正半轴于点M,且点M为线段OB的中点.
(1)求直线AM的函数解析式.
(2)如果在y轴上有一点P,使得,请求出点P的坐标.
(3)在坐标平面内是否存在点N,使以A、B、M、N为顶点的四边形是平行四边形?若存在,请直接写出所有点N的坐标,若不存在,请说明理由.
【分析】(1)利用一次函数图象上点的坐标特征可求得点A,B的坐标,由点M是线段OB的中点可得出点M的坐标,根据A、M的坐标,利用待定系数法即可求得直线AM的解析式;
(2)设点P的坐标为P(0,n),求出,根据,得到,求出MP=1,由此得到点P的坐标;
(3)设点N的坐标为(m,n),分别以△ABM的三边为对角线,利用平行四边形的对角线互相平分,结合中点坐标公式即可得到关于m,n的方程,解之即可求解.
【解答】解:(1)当x=0,y=4,
∴B(0,4),
当y=0,即,解得x=3,
∴A(3,0),
∵点M为线段OB的中点,
∴M(0,2).
设直线AM的函数解析式为y=kx+b,将A(3,0),M(0,2)代入得,
,
解得,
∴直线AM的函数解析式为.
(2)设点P的坐标为P(0,n),
∵,
∴,
∴MP=1,
∴点P的坐标为P(0,1)或P(0,3).
(3)如图所示,以A、B、M、N为顶点的四边形是平行四边形存在以下三种情况,设N的坐标为(m,n)
①当BM为平行四边形对角线时,由中点坐标公式得,
,
解得,
∴N1(﹣3,6),
②当AB为平行四边形对角线时,由中点坐标公式得,
解得,
∴N2(3,2),
③当AM为平行四边形对角线时,由中点坐标公式得,
解得,
∴N3(3,﹣2),
综上所述,在坐标平面内是存在点N,使以A、B、M、N为顶点的四边形是平行四边形,点N坐标为(﹣3,6),(3,2),或(3,﹣2).
29.如图1,在平面直角坐标系中,直线y=x+3分别与坐标轴交于A,B两点,点C为x轴正半轴上一点,且满足3OC=2OB.
(1)求直线BC的解析式;
(2)如图2,过点A的直线交线段BC于点D,且满足2S△ABD=S△ACD,点Q为y轴上一动点,求出点D的坐标及|AQ﹣DQ|的最大值;
(3)在(2)的条件下,将直线BC沿射线AB方向平移单位长度得到直线l,点N为y轴上任意一点,在直线l上确定一点M,使得以点A,D,M,N为顶点的四边形是平行四边形,写出所有符合条件的点M的坐标,并任选其中一个点的坐标写出求解过程.
【分析】(1)由待定系数法即可求解;
(2)由2S△ABD=S△ACD,得到AC×yD=BE×(xD﹣xA),即(m+3)=()×(m+3),即可求出点D的坐标,取D关于y轴的对称点,根据三角形三边关系,确定|AQ﹣DQ|的最大值即可;
(3)当AD为对角线时,由中点坐标公式,即可求解;当AN或AM为对角线时,同理可解.
【解答】解:(1)直线y=x+3分别与坐标轴交于A,B两点,则点A、B的坐标分别为:(﹣3,0)、(0,3),
∵3OC=2OB,则OC=2,即点C(2,0),
由点B、C的坐标得,直线BC的表达式为:yx+3;
(2)设直线AD交y轴于点E,设点D(m,m+3),
由点A、D的坐标得,直线AD的表达式为:y(x+3),则点E(0,),
则BE=3,
∵2S△ABD=S△ACD,即AC×yD=BE×(xD﹣xA),即(m+3)=()×(m+3),
解得:m,即点D(,2);
取D关于y轴对称点D′,则D′(,2),
∴DQ=D′Q,
∵|AQ﹣D′Q|≥AD′,
∴|AQ﹣DQ|的最大值为AD′;
(3)将直线BC沿射线AB方向平移单位长度,即向右向上分别平移了2个单位,
则直线l的表达式为:y(x﹣2)+3+2x+8,设点M(m,m+8),点N(0,y),
当AD为对角线时,
由中点坐标公式得:3=m+0,则m,即点M(,);
当AN或AM为对角线时,
同理可得:﹣3=m或m﹣3=0,则m或,即点M(,)或(,),
综上,M(,)或(,)或(,).
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