内容正文:
专题14 一次函数与平行四边形存在性问题全攻略
【例题精讲】
例1.(单动点)综合与探究
如图,已知直线与直线相交于点C,直线分别与x轴于点A,B.
2
(1)求的面积.
(2)点是x轴上一动点,过点P作x轴的垂线,分别交直线于点M,N.当时,求m的值.
(3)过点B作x轴的垂线,交直线于点D,过点D作x轴的平行线,交直线于点E,是否存在一点F,使以F,E,D,C为顶点的四边形是平行四边形?若存在,请直接写出点F的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)36
(2)4或
(3)存在, 或或
【分析】本题主要考查一次函数,方程组,三角形的面积以及平行四边形的性质:
(1)分别令直线的解析式中,求出x的值,从而得出点A、B的坐标,联立直线的解析式成方程组,解方程组即可求出交点C的坐标,利用三角形的面积公式即可求出的面积.
(2)分两种情况分别用含有m的代数式表示出根据列出方程,求出m的值即可;
(3)分别求出点的坐标,分为对角线, 为对角线,为对角线,分别讨论求解即可,
【详解】(1)解:令直线中,则,
解得,,
∴;
令直线中,则,
解得,,
∴,
∴.
联立直线的解析式成方程组,,
解得,
∴交点C的坐标为
∴.
(2)①当时,,
∴
∴,
∵
∴,
解得,;
当时,
∴
∴
∵
∴,
解得,;
综上所述,m的值为4或;
(3)解:∵,且轴,点D在上,
∴,
∴,
同理可得:,
又,
设
①当为对角线,的交点重合,即对角线的交点,
∴的中点坐标为即,则有:
解得,
所以,点坐标为;
②当为对角线时,
∴的中点坐标为即,则有:
解得,
所以,点坐标为;
③当为对角线时,
∴的中点坐标为即,则有:
解得,
所以,点坐标为;
综上所述,存在这样的点坐标为或或
例2.(双动点)如图,在平面直角坐标中,点A的坐标为(4,0),直线AB⊥x轴,直线yx+3经过点B,与y轴交于点C.
(1)填空:点B的坐标为 ;
(2)直线l经过点C,与直线AB交于点D,E是直线AB上一点,且∠ECD=∠OCD,CE=5,求直线l的解析式;
(3)在(2)的条件下,点P在直线l上运动,点Q在直线OE上运动,若以P、Q、B、C为顶点的四边形为平行四边形,直接写出点P的坐标.
【答案】(1)(4,2);(2)或y=-2x+3;(3)P(2,2)或P(-2,4)或P(5,)或P(-1,5)或(1,1)或P(2,-1)
【分析】(1)根据点A的坐标结合AB⊥x轴可得出直线AB的解析式,进而可得出点B的横坐标,再结合一次函数图象上点的坐标特征即可得出点B的坐标;
(2)令直线AD与x轴的交点为点M,根据平行线的性质可得出∠MDA=∠DCO,结合∠ECD=∠OCD即可得出CE=DE,设点E的坐标为(4,m),则点D的坐标为(4,m-5),根据一次函数图象上点的坐标特征可得出点C的坐标,结合CE=5利用两点间的距离公式即可得出关于m的方程,解方程即可得出m的值,将其代入点D的坐标中可得出点D的坐标,再根据点C、D的坐标利用待定系数法即可求出直线l的解析式.
(3)分点E的坐标为(4,6)和(4,0)两种情况,再分别CB为对角线、CQ为对角线、CP为对角线进行讨论;
【详解】解:(1)∵点A的坐标为(4,0),直线AB⊥x轴,
∴直线AB的解析式为x=4.
当x=4时,,
∴点B的坐标为(4,2).
(2)令直线AD与x轴的交点为点M,如图所示.
∵AB⊥x轴,CO⊥x轴,
∴AB//CO,
∴∠MDA=∠DCO.
∵∠MDA=∠CDE,∠OCD=∠ECD,
∴∠CDE=∠DCE,
∴DE=CE=5.
对于yx+3,当x=0时,y=3,
∴点C的坐标为(0,3).
设点E的坐标为(4,m),则点D的坐标为(4,m-5),
∵
∴m1=6,m2=0,
∴点D的坐标为(4,1)或(4,-5).
设直线l的解析式为y=kx+3,
∴1=4k+3或-5=4k+3,
解得:或k=-2,
∴直线l的解析式为:或y=-2x+3.
(3)由(2)可知,点E的坐标为(4,6)或(4,0)
当点E的坐标为(4,6)时,B的坐标为(4,2),点C的坐标为(0,3)
∴OE的解析式为,
设P(a,),Q(b,),
①当CB为对角线时,则CB与PQ互相平分,
∴;解得,
∴P(2,2),
②当CQ为对角线时,则CQ与PB互相平分,
∴;解得,
∴P(-2,4),
③当CP为对角线时,则CP与QB互相平分,
∴;解得,
∴P(5,),
当点E的坐标为(4,0)时,B的坐标为(4,2),点C的坐标为(0,3)
设P(a,),Q(b,0),
①当CB为对角线时,则CB与PQ互相平分,
∴;解得,
∴P(-1,5),
②当CQ为对角线时,则CQ与PB互相平分,
∴;解得,
∴P(1,1),
③当CP为对角线时,则CP与QB互相平分,
∴;解得,
∴P(2,-1),
综上所述,P(2,2)或P(-2,4)或P(5,)或P(-1,5)或(1,1)或P(2,-1)
【点睛】本题考查了一次函数图象上点的坐标特征、待定系数法求函数解析式、平行线的性质以及等腰三角形的判定与性质,解题的关键注意分类讨论的数学思想.
例3.(运动时间)直线与轴交于,与轴交于,直线与轴交于与直线交于,过作轴于.
(1)点坐标为 ;点坐标为 .
(2)求直线的函数解析式.
(3)是线段上一动点,点从原点开始,每秒一个单位长度的速度向运动(与、不重合),过作轴的垂线,分别与直线、交于、,设的长为,点运动的时间为,求出与之间的函数关系式(写出自变量的取值范围)
(4)在()的条件下,当为何值时,以、、、为顶点的四边形是平行四边形(直接写出结果)
【答案】(1) ,;
(2);
(3);
(4)的值为或.
【分析】()分别把代入,代入即可求解;
()利用待定系散法可求得直线的函数解析式;
()用可分别表示出的坐标,则可表示出与之间的关系式;
()由条件可知,利用平行四边形的性质可知,由()的关系式可得到关于的方程,解方程即可求得的值;
本题考查了待定系数法求一次函数解析式,坐标与图形,平行四边形的性质,掌握一次函数的图象和性质是解题的关键.
【详解】(1)解:当时,,
解得,
点,
过作轴于,
把代入中可得,
,
故答案为:,;
(2)解:∵直线与轴相交于,
可设直线解析式为,
把点坐标代入中可得,,
解得,
直线的函数解析式为;
(3)解:由题意可知,
把代入中可得,
,
把代入,可得,
,
∴,
点在线段上,且,
,
当时,,此时,
当时,,此时,
综上可得,;
(4)解:由题意可知,,
以,,,为顶点的四边形是平行四边形,
,
,
解得或,
即当的值为或时,以,,,为顶点的四边形是平行四边形.
变式1. 如图, 直线 分别与轴、轴交于、两点,与直线 交于点.
(1)求直线和直线的解析式;
(2)点是射线上一动点, 其横坐标为,过点作轴, 交直线于点, 若以、、、为顶点的四边形是平行四边形,求值;
【答案】(1)直线的解析式为,直线的解析式为
(2) 或
【分析】此题主要考查一次函数的图像与性质,解题的关键是熟知一次函数的图像与性质.
(1)利用待定系数法确定函数关系式即可求解;
(2)根据点的横坐标为,得,根据轴,得,求出,得出,再分当与当分别进行求解即可.
【详解】(1)解∶ 将点代入 中,
得∶,
解得∶,
直线为,
将点代入中,
得∶,
解得:,
直线为;
(2)横坐标为,
则,
轴, 点在直线上,
,
直线 与轴交于点,
,
,
四边形是平行四边形,
,
①当时,,
解得:,
②当时,,
解得:,
以、、、为顶点的四边形是平行四边形时, 或 .
变式2.如图,在平面直角坐标系中,直线与直线都经过轴上的点,分别交轴于,两点,已知,直线的解析式为.
(1)求直线的解析式;
(2)在线段上存在一点,点到直线的距离为,求点的坐标;
(3)在平面直角坐标系中,是否存在点,使以,,,为顶点的四边形是平行四边形?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)
(2)
(3)存在,
【分析】(1)利用待定系数法即可求解;
(2)利用三角形面积分割,,从而转化为方程,然后解方程即可求解;
(3)利用平行四边形的性质①当为对角线时,,②当为对角线时, ,③当为对角线时,即可求解.
【详解】(1)∵直线交轴于点,
∴当时,,
∴,
设直线的解析式为,则,
解得:,
∴直线的解析式为,
(2)∵直线交轴于点,
∴当时,,即点,
∴,
∴,
设,
∵,点到直线的距离为,
即:,
解得:,,
∴点,
(3)由(1)(2)可知:,,,
如图,设,
①当为对角线时,,,
解得:,,
∴点,
①当为对角线时,,,解得:,,∴点,
②当为对角线时, ,,
解得:,,∴点,
③当为对角线时,,,解得:,,∴点,
综上可知:
【点睛】此题考查了一次函数的应用和平行四边形的性质,解题的关键是熟练掌握一次函数和平行四边形性质的应用.
变式3.如图①,平面直角坐标系中,直线与轴,轴分别交于点,,直线,交轴于点,点位于点右侧的轴上,且,点在轴正半轴上,且,直线交于点.
(1)点的横坐标为______,当点在原点左侧时,______;(均用含的代数式表示)
(2)当为等腰三角形时,求的值;
(3)如图②,点是点关于直线的对称点,连接,,若四边形为平行四边形,求的值(直接写出答案)
【答案】(1),;
(2)1或或;
(3)8
【分析】(1)利用点在轴上,其纵坐标为零,可表示出A点横坐标.先分别表示出A,两点的坐标,再用可得出的长度.
(2)用分别表示出点A,,的坐标,再根据点在原点左侧和右侧两种情况以及等腰三角形进行分类讨论.
(3)根据点和点关于直线对称,且四边形是平行四边形,可得出四边形是菱形,进而解决问题.
【详解】(1)将代入得,.
即点的横坐标为:所以.
同理可得,所以.
又点在A点右侧,且,所以.
所以.
故BE.
故答案为:;.
(2)由(1)知:,.
当点在原点左侧时,
因为,且,
所以,即
当时,点就在垂直平分线上,显然不成立.
当时,则点需在点的上方,故,得,故此情况不存在.
当时,即.
又在中,且.
所以.
解得舍去,.
当点在原点右侧时,
,则.
故E
当时,点就在垂直平分线上,显然不成立.
当时,则点需在点的上方,故,得.
又在中,,且.
所以.
解得,舍去.
当时,即.
又在中,.
.
所以.
解得.
综上所述的值为:或或.
(3)因为点和点关于直线对称,所以.
又四边形是平行四边形,所以四边形是菱形.
所以,则.
又,,
所以.
又,,
所以即平分.
又,,则点在轴上.
又由对称性可知,
所以则.
且.
在中,
,
解得舍去,.
所以的值为.
【点睛】本题是一道一次函数的综合题,同时考查了菱形的性质与判断、轴对称的性质以及勾股定理,解题的关键是数形结合思想的运用.
【课后训练】
1.如图,在平面直角坐标系中,直线AB与x轴、y轴相交于两点,同C在线段OA上,将线段CB绕着点C顺时针旋转90°得到CD,点D恰好落在直线AB上,过点D作轴于点E.
(1)求直线AB的函数表达式;
(2)求证:;
(3)点D的坐标为__________,的面积为_______;
(4)在平面内是否存在点Q,使以B、C、D、Q为顶点的四边形是平行四边形?若存在,直接写出点Q的坐标;若不存在,请说明理由﹒
【答案】(1)
(2)见解析
(3),,;
(4)或,或
【分析】(1)利用待定系数法求出直线的解析式即可;
(2)根据可证明;
(3)设,则,代入直线的解析式可求出的值,则求出点坐标,由三角形面积公式可得出答案;
(4)分两种情形:当为平行四边形的边时,当为平行四边形的对角线时,分别求解即可.
【详解】(1)解:设直线解析式为,把,代入上式得:
,
解得,
故直线的解析式为;
(2)证明:,
,,
,
在与中,
,
;
(3)解:,
,
设,
又,
,
点在直线上,
把代入上式得,
,
解得,
,,
,,,
的面积;
故答案为:,,;
(4)解:,,,,,
存在点,使以、、、为顶点的四边形是平行四边形,
当为平行四边形的边时,可得,,.
当为对角线时,可得.
综上所述,满足条件的点的坐标为或,或.
【点睛】本题是一次函数综合题,主要考查了待定系数法,一次函数图象上点的坐标的特征、三角形全等的判定与性质,平行四边形的性质等知识,熟练掌握待定系数法是解题的关键.
2.如图,矩形摆放在平面直角坐标系中,点在轴上,点在轴上,
,,过点的直线交矩形的边于点,且点不与点、重合,过点作,交轴于点,交轴于点.
(1)如图1,若为等腰直角三角形,求直线的函数解析式;
(2)如图2,过点作交轴于点,若四边形是平行四边形,求直线的解析式.
【答案】(1);(2).
【分析】(1)先求得点P点坐标(1,2),再代入解析式y=kx+b,即可得出答案.
(2)作PM⊥AD于M,根据平行四边形性质求得点E和点P的坐标,再代入y=mx+n的解析式,即可得出答案.
【详解】解:(1)矩形,,,
A(3,0)B(3,2) C(0,2)
∠B=90°,CO=AB=2
为等腰直角三角形
P(1,2)
设直线的函数解析式为,过点A,点P
解k=-1,b=3
故直线的函数解析式为
(2)作PM⊥AD于M
BC∥OA
∠CPD=∠PDA=∠APB
PD=PA,PM⊥AD
DM=AM
四边形PAEF是平行四边形
PD=DE
∠PMD=∠DOE,∠ODE=∠PDM
三角形PMD和三角形ODE全等
OD=DM=MA
OE=2,OM=2
E(0,2),P(2,2)
设直线PE的解析式为y=mx+n
解得m=2,n=-2
故直线PE的解析式为.
【点睛】本题考查函数解析式,解题关键在于求出点的坐标
3.如图,已知直线:与轴,轴的交点分别为点,,直线交于点.
(1)求点的坐标及直线的解析式.
(2)将沿边翻折,得到,过点作直线垂直轴于点,是轴上点,是直线上任意一点,,两点关于轴对称,当最大时,求点的坐标;并求的最小值.
(3)若M是直线上一点,且,在(2)的条件下,在平面直角坐标系中,是否存在点,使得以,,,,四点为顶点的四边形是平行四边形?若存在,请求出点的坐标,若不存在,请说明理由.
备用图
【答案】(1)(6,0),;(2)(3,),;(3)存在,(6,)或(0,)或(0,)
【分析】(1)首先求出已知直线与坐标轴的交点A和C的坐标,因为直线AC和BC垂直,所以 ,求得,即可求得点的坐标及直线的解析式;
(2)当最大时,点在直线上,即可求出P点坐标,作,因为,所以,则F点在QH上时,的最小值,即可求得;
(3)由 Q点坐标求得M点坐标,然后分类讨论以,,,四点为顶点的四边形是平行四边形,即可求得.
【详解】(1)由题意(,0),(0,),
∵直线:,,
∴线的解析式为,
令,解得,
∴(6,0).
故答案为:(6,0),.
(2)∵关于边翻折,得到,
∴可得(3,),
当最大时,点在直线上,
此时(3,),
∵,关于轴对称,
∴(3,)
在中,∵,
∴,
如图,作于,交y轴于.
则,
根据重线段最短可知,的最小值为线段的长,
在中,
∵,,
∴
∴的最小值为.
故答案为:(3,),.
(3)由(2)可知:(0,),
∵,
∴(3,)或(3,),
当(3,)时,如图,
以,,,四点为顶点的四边形是平行四边形,
可得满足条件的点坐标为(6,)或(0,)或(0,),
当为(3,)时,同法可得满足条件的点坐标为(6,)或(0,)或(0,).
【点睛】本题考查一次函数与几何结合的综合习题,掌握一次函数图像与性质和平行四边形的性质是解题的关键.
4.在平面直角坐标系中,直线与轴交于点,交轴于点,过点作垂直于轴的直线交于点,点在直线上且在直线的上方.
(1)求直线的解析式;
(2)用含的代数式表示的面积;
(3)当时,以、为边作平行四边形,直接写出点的坐标.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)把与坐标代入中求出与的值,确定出直线解析式即可;
(2)由与的坐标表示出的长,三角形面积三角形面积三角形面积,表示即可;
(3)根据平行四边形的对角线互相平分,由A、、三点坐标求出坐标即可.
【详解】(1)直线与轴交于点,交轴于点,
解得
直线的解析式为.
(2)过点作垂直于轴的直线交于点
点横坐标为且在直线上
将代入直线解析式,得
点在直线上且在直线的上方
.
(3),,,且、为边作平行四边形,
,,
则.
【点睛】此题考查了待定系数法求一次函数解析式,一次函数图象上点的坐标特征,以及平行四边形的性质,熟练掌握待定系数法是解本题的关键.
5.如图1,在平面直角坐标系中,直线与轴交于点,与直线交于点,点到轴的距离为,直线交轴于点,.
(1)求直线的函数表达式;
(2)如图2,点为线段上一点,将沿折叠后,点恰好落在边上,求点坐标;
(3)如图3,将绕点逆时针方向旋转,得到,使点与点对应,点与点对应,将沿着直线平移,点为直线上的动点,是否存在以、、、为顶点的平行四边形?若存在,请直接写出点的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1);
(2);
(3)点M的坐标为或或
【分析】(1)由题意求得点的坐标,由直角三角形的性质可求得点 的坐标,由待定系数法即可求得直线的解析式;
(2)由直线的表达式可求得点的坐标,则由勾股定理逆定理可判定,易得,由折叠的性质及即可求得点的坐标;
(3)先求点的坐标,得点所在直线解析式,设点、点的坐标,利用平行四边形的对角线互相平分性质、中点坐标公式及分类讨论即可求解.
【详解】(1)解:由题意知,点的纵坐标为,点在直线 上,
把代入得,,
解得,
∴,,
∵轴,,,
∴,
,
由勾股定理得,
∴,
∴,
∴,
把、代入得,
,
解得,
∴直线 的函数表达式为;
(2)解:直线 的表达式为: ,
当 时,,则点 ,
,
,,
,
,
,
沿 折叠后,点 恰好落在 边上,
,
,
;
令 ,则 ,
根据 得:,
解得:,
故点 的坐标为 ;
(3)解:由旋转性质知,,则,
∴关于轴对称,且与关于轴对称,
∴;
∵沿着直线平移,
∴点在平行于直线的直线(记为)上运动;
设解析式为,把点坐标代入得:,
得:,
即:;
当点在上运动时,设其坐标为;设;
当为平行四边形的对角线时,
则,
解得:,
∴,
则;
当为平行四边形的对角线时,
则,
解得:,
∴,
则;
当为平行四边形的对角线时,
则,
解得:,
∴,
则;
综上,点M的坐标为或或.
【点睛】本题考查了求一次函数的解析式,平行四边形的性质,平移、旋转及轴对称三大变换的性质,等腰三角形的判定,含30度直角三角形性质,勾股定理及逆定理等知识,涉及的知识点较多,综合性强,分类讨论.
6.在平面直角坐标系中,直线分别与轴,轴交于点,,且与直线交于点.
(1)分别求出,,三点的坐标;
(2)若是射线上的点,且的面积为12,求直线的函数解析式;
(3)在(2)的条件下,在平面内是否存在点,使得以,,,为顶点的四边形是平行四边形?若存在,请直接写出点的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)存在,或或
【分析】(1)把,分别代入直线,即可求出对应和的值,即得到、的坐标,解直线和直线的方程组即可求出坐标;
(2)设,代入面积公式即可求出,即得到的坐标,设直线的函数表达式是,把,代入即可求出直线的函数表达式;
(3)存在点,使以、、、为顶点的四边形是平行四边形,根据平行四边形的性质分情况写出点的坐标即可.
【详解】(1)解:直线,当时,,当 时,,
,,
联立方程组,解得,
,
综上所述,,,;
(2)解:设,
的面积为12,
,解得:,
,
设直线的函数表达式是,把,代入得,
解得,
,即直线的函数表达式是;
(3)解:存在点,分以下三种情况:
①以为对角线时,
,,
点即为点向上平移6个单位,
;
②以为对角线时,
,,
点即为点向下平移6个单位,
;
③以为对角线时,
,,,四边形是平行四边形,
的中点坐标为的中点坐标,
;
综上所述,符合条件的点坐标有或或.
【点睛】本题主要考查了一次函数图象上点的坐标特征,用待定系数法求一次函数的解析式,解二元一次方程组,平行四边形的性质,三角形的面积等知识点,解此题的关键是熟练地运用知识进行计算.
7.材料:在平面直角坐标系中,点,点G为线段的中点,则点G的坐标为
已知:如图,一次函数的图象与x轴交于点B,与过点A的一次函数的图象交于点,点O为线段的中点.
(1)求直线的函数表达式;
(2)在直线上有一动点P,过P作轴,交于Q,若,求点Q的坐标;
(3)若一次函数的图象为,且不能围成三角形,直接写出k的值;
(4)在平面内有一点M,其纵坐标为5,直线上有一点N,若以A、C、M、N为顶点的四边形是平行四边形,直接写出所有满足条件的N的坐标
【答案】(1)
(2)或
(3)或或
(4)或或
【分析】(1)先求出的坐标,中点坐标公式求出点坐标,待定系数法求出直线的解析式;
(2)根据,列出方程进行求解即可;
(3)分过点或或,三种情况进行讨论求解即可;
(4)分为对角线,为对角线和为对角线三种情况,进行讨论求解即可.
【详解】(1)解:∵,
∴当时,,当时,,
∴,,
∵点O为线段的中点,
∴,
设直线的解析式为:,
则:,解得:,
∴直线的解析式为:.
(2)设,则,
∴,
∵,,
∴,
∴,
∴或,
∴或;
(3)∵一次函数的图象为,且不能围成三角形,
则:交于一点或或,
当交于一点时,过点,
∴,
∴;
当时,则:,
当时,则:;
综上:或或;
(4)当以为对角线时,则:,
∴,
当时,,解得:,
∴;
当以为对角线时,则:,
∴,
当时,,解得:,
∴;
当以为对角线时,则:,
∴,
当时,,解得:,
∴;
综上:或或.
【点睛】本题考查一次函数的综合应用,涉及待定系数法求函数解析式,一次函数图象的平移,平行四边形的性质,掌握中点坐标公式,利用数形结合和分类讨论的思想进行求解,是解题的关键.
8.如图1,在平面直角坐标系中,直线与x轴交于点A,与y轴交于点B,与直线相交于点D,其中,,.
(1)求直线l的函数表达式;
(2)如图2,点M为y轴上一动点,连接,求的最小值和此时点M的坐标;
(3)如图3,在(2)问的条件下,将直线l沿射线的方向平移,使得平移后的直线经过点M.若点E为直线上一动点,F为平移后新直线上一动点,使以点O、D、E、F为顶点的四边形为平行四边形,写出所有符合条件的点E的横坐标,并写出求解点E的横坐标的其中一种情况的过程.
【答案】(1)
(2),
(3)或或
【分析】(1)利用待定系数法求出解析式即可;
(2)先作点关于y轴的对称点,然后连接与y轴的交点即为,求解即可;
(3)求出解析式,设点坐标为,设点坐标为,利用中点坐标公式求出点坐标即可.
【详解】(1)解:,,
根据图象可知,,
将,代入,
得,
解得,
直线函数表达式:.
(2)解:作点关于y轴的对称点,连接,与y轴的交点即为,
此时,点的坐标为,的最小值为长,
所以,,
设的解析式为,把点,点坐标代入得,
解得,
直线函数表达式:,
当时,,
所以,点M的坐标为;
(3)解:设直线的解析式为:,
代入,,
得,
解得,
直线的解析式:,
直线l沿射线的方向平移,使得平移后的直线经过点M,则平移后的解析式为;
设点坐标为,设点坐标为,
因为,点O的坐标为,点D的坐标为,
当为对角线时,,
解得,,
点E的横坐标为;
当为对角线时,,
解得,,
点E的横坐标为;
当为对角线时,,
解得,,
点E的横坐标为;
综上,点点E的横坐标为或或
【点睛】本题考查了一次函数的综合应用,灵活运用一次函数的性质,求线段和的最小值的方法,熟练掌握平行四边形的性质是解决本题的关键,难度较大.
9.如图①,平面直角坐标系中,为原点,点A坐标为,轴,点在轴上,一次函数的图象经过点、.
(1)点的坐标为________,点的坐标为________;
(2)如图②,直线经过点,且与直线交于点,与关于直线对称,连接并延长,交射线于点,当时,求直线的函数表达式;
(3)在(2)的条件下,点在直线上运动,点在直线上运动,以、、、为顶点的四边形能否成为平行四边形?若能,直接写出点的坐标;若不能,请说明理由.
【答案】(1),
(2)
(3)可以形成平行四边形,点P的坐标为,或.
【分析】(1)设点C的坐标为,代入中,得,即求出点C的坐标;设点B的坐标为,同法求得,得出点B坐标;
(2)如图,过点D作轴于点,由轴及轴对称可推出,从而,运用勾股定理求得长度,进一步求得,于是得点M的坐标,运用待定系数求得直线l的解析式;
(3)可以形成平行四边形.可求点,待定系数法确定直线的解析式为,设点, ,分情况讨论:①当,为对角线时,②当,为对角线时,③,为对角线时,由平行四边形对角线互相平分、四个顶点坐标建立方程组求解.
【详解】(1)解:如图,设点C的坐标为,
代入中,解得,
∴
设点B的坐标为,代入中,得解得,
∴
(2)解:如图,过点D作轴于点,
在中,
∴
∵轴
∴
∵
∴
∴
∴
∴
∴点
设直线l的解析式为,则
解得
∴直线l的解析式为.
(3)解:可以形成平行四边形.
如图,
∴点
设直线的解析式为,则,解得
∴直线的解析式为
设点, ,分情况讨论:
①当,为对角线时,由平行四边形对角线互相平分,得
,解得,
∴点.
②当,为对角线时,由平行四边形对角线互相平分,得
,解得,
∴.
③,为对角线时,由平行四边形对角线互相平分,得
解得,
∴.
综上,点P的坐标为,或.
【点睛】本题考查待定系数法确定函数解析式,勾股定理,平行线的性质,轴对称性质,平行四边形的性质;根据平行四边形的性质得到等量关系从而构建方程组是解题的关键.
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专题14 一次函数与平行四边形存在性问题全攻略
【例题精讲】
例1.(单动点)综合与探究
如图,已知直线与直线相交于点C,直线分别与x轴于点A,B.
2
(1)求的面积.
(2)点是x轴上一动点,过点P作x轴的垂线,分别交直线于点M,N.当时,求m的值.
(3)过点B作x轴的垂线,交直线于点D,过点D作x轴的平行线,交直线于点E,是否存在一点F,使以F,E,D,C为顶点的四边形是平行四边形?若存在,请直接写出点F的坐标;若不存在,请说明理由.
例2.(双动点)如图,在平面直角坐标中,点A的坐标为(4,0),直线AB⊥x轴,直线yx+3经过点B,与y轴交于点C.
(1)填空:点B的坐标为 ;
(2)直线l经过点C,与直线AB交于点D,E是直线AB上一点,且∠ECD=∠OCD,CE=5,求直线l的解析式;
(3)在(2)的条件下,点P在直线l上运动,点Q在直线OE上运动,若以P、Q、B、C为顶点的四边形为平行四边形,直接写出点P的坐标.
例3.(运动时间)直线与轴交于,与轴交于,直线与轴交于与直线交于,过作轴于.
(1)点坐标为 ;点坐标为 .
(2)求直线的函数解析式.
(3)是线段上一动点,点从原点开始,每秒一个单位长度的速度向运动(与、不重合),过作轴的垂线,分别与直线、交于、,设的长为,点运动的时间为,求出与之间的函数关系式(写出自变量的取值范围)
(4)在()的条件下,当为何值时,以、、、为顶点的四边形是平行四边形(直接写出结果)
变式1. 如图, 直线 分别与轴、轴交于、两点,与直线 交于点.
(1)求直线和直线的解析式;
(2)点是射线上一动点, 其横坐标为,过点作轴, 交直线于点, 若以、、、为顶点的四边形是平行四边形,求值;
变式2.如图,在平面直角坐标系中,直线与直线都经过轴上的点,分别交轴于,两点,已知,直线的解析式为.
(1)求直线的解析式;
(2)在线段上存在一点,点到直线的距离为,求点的坐标;
(3)在平面直角坐标系中,是否存在点,使以,,,为顶点的四边形是平行四边形?若存在,请直接写出点P的坐标,若不存在,请说明理由.
变式3.如图①,平面直角坐标系中,直线与轴,轴分别交于点,,直线,交轴于点,点位于点右侧的轴上,且,点在轴正半轴上,且,直线交于点.
(1)点的横坐标为______,当点在原点左侧时,______;(均用含的代数式表示)
(2)当为等腰三角形时,求的值;
(3)如图②,点是点关于直线的对称点,连接,,若四边形为平行四边形,求的值(直接写出答案)
【课后训练】
1.如图,在平面直角坐标系中,直线AB与x轴、y轴相交于两点,同C在线段OA上,将线段CB绕着点C顺时针旋转90°得到CD,点D恰好落在直线AB上,过点D作轴于点E.
(1)求直线AB的函数表达式;
(2)求证:;
(3)点D的坐标为__________,的面积为_______;
(4)在平面内是否存在点Q,使以B、C、D、Q为顶点的四边形是平行四边形?若存在,直接写出点Q的坐标;若不存在,请说明理由﹒
2.如图,矩形摆放在平面直角坐标系中,点在轴上,点在轴上,
,,过点的直线交矩形的边于点,且点不与点、重合,过点作,交轴于点,交轴于点.
(1)如图1,若为等腰直角三角形,求直线的函数解析式;
(2)如图2,过点作交轴于点,若四边形是平行四边形,求直线的解析式.
3.如图,已知直线:与轴,轴的交点分别为点,,直线交于点.
(1)求点的坐标及直线的解析式.
(2)将沿边翻折,得到,过点作直线垂直轴于点,是轴上点,是直线上任意一点,,两点关于轴对称,当最大时,求点的坐标;并求的最小值.
(3)若M是直线上一点,且,在(2)的条件下,在平面直角坐标系中,是否存在点,使得以,,,,四点为顶点的四边形是平行四边形?若存在,请求出点的坐标,若不存在,请说明理由.
备用图
4.在平面直角坐标系中,直线与轴交于点,交轴于点,过点作垂直于轴的直线交于点,点在直线上且在直线的上方.
(1)求直线的解析式;
(2)用含的代数式表示的面积;
(3)当时,以、为边作平行四边形,直接写出点的坐标.
5.如图1,在平面直角坐标系中,直线与轴交于点,与直线交于点,点到轴的距离为,直线交轴于点,.
(1)求直线的函数表达式;
(2)如图2,点为线段上一点,将沿折叠后,点恰好落在边上,求点坐标;
(3)如图3,将绕点逆时针方向旋转,得到,使点与点对应,点与点对应,将沿着直线平移,点为直线上的动点,是否存在以、、、为顶点的平行四边形?若存在,请直接写出点的坐标;若不存在,请说明理由.
6.在平面直角坐标系中,直线分别与轴,轴交于点,,且与直线交于点.
(1)分别求出,,三点的坐标;
(2)若是射线上的点,且的面积为12,求直线的函数解析式;
(3)在(2)的条件下,在平面内是否存在点,使得以,,,为顶点的四边形是平行四边形?若存在,请直接写出点的坐标;若不存在,请说明理由.
7.材料:在平面直角坐标系中,点,点G为线段的中点,则点G的坐标为
已知:如图,一次函数的图象与x轴交于点B,与过点A的一次函数的图象交于点,点O为线段的中点.
(1)求直线的函数表达式;
(2)在直线上有一动点P,过P作轴,交于Q,若,求点Q的坐标;
(3)若一次函数的图象为,且不能围成三角形,直接写出k的值;
(4)在平面内有一点M,其纵坐标为5,直线上有一点N,若以A、C、M、N为顶点的四边形是平行四边形,直接写出所有满足条件的N的坐标
8.如图1,在平面直角坐标系中,直线与x轴交于点A,与y轴交于点B,与直线相交于点D,其中,,.
(1)求直线l的函数表达式;
(2)如图2,点M为y轴上一动点,连接,求的最小值和此时点M的坐标;
(3)如图3,在(2)问的条件下,将直线l沿射线的方向平移,使得平移后的直线经过点M.若点E为直线上一动点,F为平移后新直线上一动点,使以点O、D、E、F为顶点的四边形为平行四边形,写出所有符合条件的点E的横坐标,并写出求解点E的横坐标的其中一种情况的过程.
9.如图①,平面直角坐标系中,为原点,点A坐标为,轴,点在轴上,一次函数的图象经过点、.
(1)点的坐标为________,点的坐标为________;
(2)如图②,直线经过点,且与直线交于点,与关于直线对称,连接并延长,交射线于点,当时,求直线的函数表达式;
(3)在(2)的条件下,点在直线上运动,点在直线上运动,以、、、为顶点的四边形能否成为平行四边形?若能,直接写出点的坐标;若不能,请说明理由.
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