内容正文:
特训10 期末解答压轴题(十三大题型,江苏最新期末精选)
目录:
题型1:折叠问题
题型2:折叠问题在平面直角坐标系中的应用
题型3:折叠深化探究+取值范围问题
题型4:(类)旋转问题
题型5:动态问题综合
题型6:新定义题+分类讨论思想
题型7:最值问题(新定义、情景探究)
题型8:新定义尺规作图(逐步深化题型)
题型9:反比例函数—定值问题
题型10:反比例函数—交点在定函数上
题型11:反比例函数—最值问题综合
题型12:反比例函数—新定义题
题型13:2025年精选最新其他题型(强化)
题型1:折叠问题
1.(23-24八年级下·江苏南京·名校期末)已知点E、F分别在矩形纸片ABCD的边BC、AD上,连接EF,将矩形纸片ABCD沿EF折叠.
(1)如图1,若点C恰好落在点A处,EF与AC相交于点O,连接AE、CF.
①判断四边形AECF的形状,并证明你的结论;
②若,,求折痕EF的长;
(2)如图2,若点B恰好落在边CD上的点处,且,点A落在处,交AD于点G.
①求证:;
②若,,求CE的长.
题型2:折叠问题在平面直角坐标系中的应用
2.(23-24八年级下·江苏镇江·期末)如图1,在平面直角坐标系中中,矩形的顶点A、B分别在x轴、y轴上,点,,点M、N分别为线段上的动点,将矩形沿直线折叠,A、C的对应点分别是、.
(1)如图2,若点落在点B处,则 ;
(2)如图3,折叠的某一时刻,点落在矩形的边上,且,求的长;
(3)在(2)的条件下,在平面直角坐标系中,是否存在点、,使得以点,M,D,E为顶点的四边形是菱形,若存在,请直接写出满足条件的点E的坐标;若不存在,请说明理由.
题型3:折叠深化探究+取值范围问题
3.(23-24八年级下·江苏淮安·期末)数学课上老师让学生们折矩形纸片.由于折痕所在的直线不同,折出的图形也不同,所以各个图形中所隐含的“基本图形”也不同.我们可以通过发现基本图形,来研究这些图形中的几何问题.
问题解决:
(1)如图1,将矩形纸片沿直线折叠,使得点与点重合,点落在点的位置,连接,线段交于点,则:
①与的关系为 ,线段与线段的关系为 ,小强量得,则 .
②小丽说:“图1中的四边形是菱形”,请你帮她证明.
拓展延伸:
(2)如图2,矩形纸片中,,小明将矩形纸片沿直线折叠,点落在点的位置,交于点,请你直接写出线段的长: .
综合探究:
(3)如图3,是一张矩形纸片,,在矩形的边上取一点(不与和点重合),在边上取一点(不与和点重合),将纸片沿折叠,使线段与线段交于点,得到,请你确定面积的取值范围 .
题型4:(类)旋转问题
4.(23-24八年级下·江苏扬州·期末)在菱形中,,是直线上一动点,以为边向右侧作等边(按逆时针排列),点的位置随点的位置变化而变化.
(1)如图1,当点在线段上,且点在菱形内部或边上时,连接,则与的数量关系是______,与的位置关系是______;
(2)①如图2,当点在线段上,且点在菱形外部时,(1)中的结论是否还成立?若成立,请予以证明;若不成立,请说明理由;
②在①的条件下,连接,若,,直接写出的长为______;
(3)当点在直线上时,其他条件不变,连接.若,,请直接写出的长度为______.
5.(23-24八年级下·江苏泰州·期末)已知正方形,,点是边上的一个动点(不与重合),将绕点顺时针旋转至,连接,设交于点,交于点.
(1)如图,若,求的度数;
(2)如图,点在上运动的过程中,线段与之间有怎样的数量关系,请证明你的发现;
若,求此时的度数.
(3)如图,连接,则的最小值是____________(直接写出答案);
题型5:动态问题综合
6.(23-24八年级下·江苏扬州·期末)如图,矩形中,,,点是射线上一点,连接.
(1)将沿翻折至的位置,使点落在处;
①若在边上,如图1,当点落在边上时,求的长;
②若在延长线上,当为直角三角形时,在图2中画出图形,并求的长.
(2)若点在边上,如图3,将沿翻折得到,连接,将绕着点顺时针旋转得到,连接,则的最小值________.
7.(23-24八年级下·江苏淮安·期末)(1)已知点E是正方形边上的一点,连接.如图1,把射线绕点B顺时针旋转交的延长线于点F,求证:;
(2)边长把边沿翻折.
①如图2,若点P落在对角线上,则 ;
②如图3,点G在边上,,连接、,当点P落在内部时(不含边上),线段长度的取值范围为 ;
(3)如图4,点M是正方形内一点,连接、,若,求最小值;
(4)如图5,点M是矩形内一点,连接,若,,则最小值为 .
题型6:新定义题+分类讨论思想
8.(23-24八年级下·江苏淮安·期末)定义:有一组邻边相等且对角互补的四边形称为“等补四边形”.
(1)下列选项中一定是“等补四边形”的是______.
A.平行四边形 B.矩形 C.菱形 D.正方形
(2)如图1,在边长为4的正方形中,为边上一动点(不与重合),交于点,过作交于点.
①试判断四边形是否为“等补四边形”,并说明理由;
②如图2,连接,求的周长;
③若四边形是“等补四边形”,求的长.
题型7:最值问题(新定义、情景探究)
9.(23-24八年级下·江苏扬州·期末)(1)问题背景:如图1,点E,F分别在正方形ABCD的边BC,CD上,BE=DF,M为AF的中点,求证:①∠BAE=∠DAF;②AE=2DM.
(2)变式关联:如图2,点E在正方形ABCD内,点F在直线BC的上方,BE=DF,BE⊥DF,M为AF的中点,求证:①CE⊥CF;②AE=2DM.
(3)拓展应用:如图3,正方形ABCD的边长为2,E在线段BC上,F在线段BD上,BE=DF,直接写出的最小值.
10.(23-24八年级下·江苏连云港·期末)定义:若四边形有一组对角互补,一组邻边相等,且相等邻边的夹角为直角,像这样的图形称为“角等邻对补”四边形,简称“直等补”四边形.根据以上定义,解决下列问题:
(1)如图1,以菱形的一边为边向外作正方形,、分别是菱形和正方形的对角线交点,连接.
求证:四边形是“直等补”四边形.
②若,求四边形的面积.
(2)如图2,已知四边形是“直等补”四边形,其中,,过点作于点且,连接,若点是线段上的动点,请你直接写出周长的最小值.
题型8:新定义尺规作图(逐步深化题型)
11.(23-24八年级下·江苏徐州·期末)我们定义:若一条直线既平分一个图形的面积,又平分该图形的周长,我们称这条直线为这个图形的“紫金线”.
(1)如图1,已知,,
①用尺规作图作出的一条“紫金线”;(保留作图痕迹)
②过点C能作出的“紫金线”吗?若能,用尺规作图作出;若不能,请说明理由;
(2)如图2,若是矩形的“紫金线”,则依据图中已有的尺规作图痕迹,可以将用含的代数式表示为;
(3)如图3,已知四边形中,.用尺规作图作出四边形的“紫金线”.(保留作图痕迹)
题型9:反比例函数—定值问题
12.(23-24八年级下·江苏泰州·期末)如图1,点A是反比例函数的图象上一动点,连接并延长交反比例函数于点B,设与x轴正半轴的夹角为,
(1)①若,则______;②若,则______;
(2)小红同学在数学老师的指导下,证明了命题“无论如何变化,的值始终不变”为真命题.如图2,点E、F在,点G在上,O、F、G在同一条直线上,仅用无刻度的直尺在的图象上作点H,使得;
(3)如图3,过点B作x轴、y轴的垂线分别交于点C、D;
①试说明的面积为定值,并求出该值;
②若,连接并延长交x轴于点E,求∠DCE的度数.
13.(23-24八年级下·江苏泰州·期末)在平面直角坐标系中,正方形的顶点A、B分别为、,顶点C在反比例函数上,顶点D在反比例函数上.
(1)如图1,当D点坐标为时.
①求的值;
②求m,n的值;
(2)如图2,当m,n满足什么关系时,,并说明理由;
(3)如图3,当时,在的延长线上取一点E,过点E作交x轴于点F,交反比例函数图象于点G,当G为的中点,对于每一个给定的m值,点E的纵坐标总是一个定值,则该定值为______.(用含m的代数式表示)
题型10:反比例函数—交点在定函数上
14.(23-24八年级下·江苏苏州·期末)平面直角坐标系中,横坐标为a的点A在反比例函数的图象上,点与点A关于点O对称,一次函数的图象经过点.
(1)设,点在函数、的图象上.
①分别求函数、的表达式;
②直接写出使成立的x的范围;
(2)设,如图②,过点A作轴,与函数的图象相交于点D,以为一边向右侧作正方形,试说明函数的图象与线段的交点P一定在函数的图象上.
题型11:反比例函数—最值问题综合
15.(23-24八年级下·江苏扬州·期末)如图1,已知反比例函数与一次函数的图像相交于点A、B,直线与x轴、y轴交于点C、D.
(1)若点,点.
①一次函数解析式是 ;
②直接写出线段的长,你有什么发现?
(2)若点,点,则②中的结论是否仍然成立?试说明理由.
(3)实际上,对于任意两点A、B,②中的结论都成立,利用此结论解决问题:
如图2,已知矩形,点,若反比例函数与矩形的对角线有交点,则k的最大值为 .
16.(23-24八年级下·江苏泰州·期末)如图,直线与轴、轴分别交于点、,与反比例函数的图象相交于点和.点为轴上一点,连接,将线段绕点顺时针旋转得到线段.
(1)求与的值;
(2)①点的坐标是______(用含的代数式表示);
②当点落在反比例函数图象上,求的值;
(3)是否存在,使得?若存在,求出的值;若不存在,请说明理由;
(4)当为何值时,的值最小?请直接写出的值.
17.(23-24八年级下·江苏苏州·期末)在学习反比例函数后,小华在同一个平面直角坐标系中画出了和的图像,两个函数图像交于两点,在线段上选取一点P,过点P作y轴的平行线交反比例函数图像于点Q(如图1),在点P移动的过程中,发现的长度随着点P的运动而变化.为了进一步研究的长度与点P的横坐标之间的关系,小华提出了下列问题:
(1)设点P的横坐标为x,的长度为y,则y与x之间的函数关系式为______;
(2)为了进一步研究(1)中的函数关系,决定运用列表,描点,连线的方法绘制函数的图像:
①列表:
x
1
2
3
4
6
9
y
0
m
4
n
0
表中m=______,n=______;
②描点:根据上表中的数据,在图2中描出各点;
③连线:请在图2中画出该函数的图像.观察函数图像,当______时,y的最大值为______.
(3)①已知某矩形的一组邻边长分别为m,n,且该矩形的周长W与n存在函数关系,求m取最大值时矩形的对角线长.
②如图3,在平面直角坐标系中,直线与坐标轴分别交于点A、B,点M为反比例函数上的任意一点,过点M作轴于点C,轴于点D.求四边形面积的最小值.
18.(23-24八年级下·江苏宿迁·期末)在平面直角坐标系中,四边形是正方形,两点的坐标分别为、, 点P在直线上运动(点P与点C不重合), 过点P作 ,交x轴于点 D.
(1)点B的坐标为:______,直线的表达式为______;
(2)点Q在直线上,且满足.
①请在图1中用无刻度的直尺和圆规作出点Q位置;(不写作法,保留作图痕迹)
②如图2,设点Q的横坐标为x,纵坐标为y,求之间的函数关系;
③在②中, 若,,当Q在第一象限时m、n的函数关系如图3所示,求的最小值t,并直接写出此时.的度数.
题型12:反比例函数—新定义题
19.(23-24八年级下·江苏常州·期末)对于两个不同的函数,通过加法运算可以得到一个新函数,我们把这个新函数称为两个函数的“和函数”.例如:对于函数和,则函数,的“和函数”.
(1)已知函数和,这两个函数的“和函数”记为.
①写出的表达式,并求出当x取何值时,的值为;
②函数,的图象如图①所示,则的大致图象是______.
A. B. C. D.
(2)已知函数和,这两个函数的“和函数”记为.
①下列关于“和函数”的性质,正确的有______;(填写所有正确的选项)
A.的图象与x轴没有公共点
B.的图象关于原点对称
C.在每一个象限内,随x的值增大而减小
D.当时,随着x的值增大,的图像越来越接近的图象
②探究函数与一次函数(为常数,且图象的公共点的个数及对应的k的取值范围,直接写出结论.
题型13:2025年精选最新其他题型(强化)
20.(24-25八年级下·江苏南京·期中)如图,在中,,在边上,过点作,垂足为.将线段绕点顺时针旋转至线段上,若在整个旋转过程中,点始终在内部(包括边界),则称为的关联线段,当最大时,称此时的为的极限关联线段.
(1)若,,足够长,则的极限关联线段的长为________;
(2)如图②,用两种不同的方法作点,使存在极限关联线段(要求:用直尺和圆规作图;保留痕迹,写出必要的文字说明);
(3)如图③,若,存在长为1的关联线段,直接写出,的取值范围.
21.(24-25八年级下·江苏南京·阶段练习)如图①,四边形为正方形,为对角线上一点,连接,.
(1)求证:;
(2)如图2,过点作,交边于点,以,为邻边作矩形,连接.
①求证:矩形是正方形;
②若正方形的边长为,,求正方形的边长;
(3)若正方形的边长为,连接,如图③,直接写出的值.
22.(24-25八年级下·江苏南通·期中)如图,正方形的边长为,在平面内取一点(不与点重合),连接,以为边作正方形(四点逆时针分布),连接.
(1)如图1,当点在正方形的内部时,求证:;
(2)在(1)的条件下,当点运动到与三点共线时,若,求的长;
(3)当点在平面内运动时,若,请直接写出的面积的取值范围.
23.(2025八年级下·江苏·专题练习)正方形中,点在边、上运动(不与正方形顶点重合),作射线,将射线绕点逆时针旋转,交射线于点.
(1)如图,当点在边上时,
①若,则图中与线段相等的线段是________.
②过点作,垂足为,连接,求的度数.
③求证:在②的条件下,.
(2)当点在边上,点在边延长线上时,仍过点作于点,再过点作于点,连接,若,求的值.
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特训10 期末解答压轴题(十三大题型,江苏最新期末精选)
目录:
题型1:折叠问题
题型2:折叠问题在平面直角坐标系中的应用
题型3:折叠深化探究+取值范围问题
题型4:(类)旋转问题
题型5:动态问题综合
题型6:新定义题+分类讨论思想
题型7:最值问题(新定义、情景探究)
题型8:新定义尺规作图(逐步深化题型)
题型9:反比例函数—定值问题
题型10:反比例函数—交点在定函数上
题型11:反比例函数—最值问题综合
题型12:反比例函数—新定义题
题型13:2025年精选最新其他题型(强化)
题型1:折叠问题
1.(23-24八年级下·江苏南京·名校期末)已知点E、F分别在矩形纸片ABCD的边BC、AD上,连接EF,将矩形纸片ABCD沿EF折叠.
(1)如图1,若点C恰好落在点A处,EF与AC相交于点O,连接AE、CF.
①判断四边形AECF的形状,并证明你的结论;
②若,,求折痕EF的长;
(2)如图2,若点B恰好落在边CD上的点处,且,点A落在处,交AD于点G.
①求证:;
②若,,求CE的长.
【答案】(1)①菱形,证明见解析;②
(2)①见解析;②6
【分析】(1)①根据折叠变换的性质和菱形的判定即可得;②设,则,在中,由勾股定理求AC,在中,由勾股定理求x,利用菱形面积的计算公式建立等式:,进行计算即可得;
(2)①由矩形和折叠的性质,用ASA证明,从而得,则,由得;②由,得,,,设,则,根据勾股定理得,进行计算即可得.
【解析】(1)①证明:由折叠得:,,,
∵四边形ABCD是矩形,
∴,
∴,
在和中,
∴(ASA),
∴,
∴四边形AECF是平行四边形,
∵,
∴平行四边形AECF是菱形;
②解:设,则,
在中,由勾股定理得,
在中,由勾股定理得,,
即,
解得,,
根据菱形面积的计算公式得,
,
,
即折痕EF的长为.
(2)①证明:∵四边形ABCD为矩形,
∴,,
由折叠可知,,,
∴,
在和中,
∴(ASA),
∴,
∴,
∵,
∴;
②解:∵,
∴,
∵,,
∴,
,
∴,
设,则,
在中,根据勾股定理得,
,
∴.
【点睛】本题考查了矩形的性质,全等三角形的判定与性质,勾股定理,菱形的判定与性质,图形折叠的性质,解题的关键是掌握这些知识点.
题型2:折叠问题在平面直角坐标系中的应用
2.(23-24八年级下·江苏镇江·期末)如图1,在平面直角坐标系中中,矩形的顶点A、B分别在x轴、y轴上,点,,点M、N分别为线段上的动点,将矩形沿直线折叠,A、C的对应点分别是、.
(1)如图2,若点落在点B处,则 ;
(2)如图3,折叠的某一时刻,点落在矩形的边上,且,求的长;
(3)在(2)的条件下,在平面直角坐标系中,是否存在点、,使得以点,M,D,E为顶点的四边形是菱形,若存在,请直接写出满足条件的点E的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)10
(3)或或或
【分析】(1)由题意得:,,则,再根据折叠和勾股定理建立方程求解即可求得答案;
(2)过点作轴于,由矩形性质得:,,由折叠得:,得出,再运用勾股定理建立方程求解即可;
(3)分三种情况:当、为菱形的对角线时,当、为菱形的对角线时,当、为菱形的对角线时,分别利用菱形性质列方程组求解即可.
【解析】(1)解:如图,
,,
,,
则,
由折叠得:,
在中,,
,
,
故答案为:;
(2)解:如图,过点作轴于,
则,
四边形是矩形,
,,
由折叠得:,
,
在中,,
,
,
故的长为10;
(3)解:存在,理由如下:
由(2)得:,
,
,
,
,
又、,
当、为菱形的对角线时,
则或,
解得:或,
或;
当、为菱形的对角线时,
则,
解得:,
;
当、为菱形的对角线时,
则,
解得:或(舍去),
;
综上所述,满足条件的点的坐标为或或或.
【点睛】本题是四边形综合题,考查了矩形的性质,菱形的性质,折叠的性质,勾股定理等,运用分类讨论思想结合菱形性质列出关于点坐标的方程是解题关键.
题型3:折叠深化探究+取值范围问题
3.(23-24八年级下·江苏淮安·期末)数学课上老师让学生们折矩形纸片.由于折痕所在的直线不同,折出的图形也不同,所以各个图形中所隐含的“基本图形”也不同.我们可以通过发现基本图形,来研究这些图形中的几何问题.
问题解决:
(1)如图1,将矩形纸片沿直线折叠,使得点与点重合,点落在点的位置,连接,线段交于点,则:
①与的关系为 ,线段与线段的关系为 ,小强量得,则 .
②小丽说:“图1中的四边形是菱形”,请你帮她证明.
拓展延伸:
(2)如图2,矩形纸片中,,小明将矩形纸片沿直线折叠,点落在点的位置,交于点,请你直接写出线段的长: .
综合探究:
(3)如图3,是一张矩形纸片,,在矩形的边上取一点(不与和点重合),在边上取一点(不与和点重合),将纸片沿折叠,使线段与线段交于点,得到,请你确定面积的取值范围 .
【答案】(1),线段与线段互相垂直平分,;证明见解析;(2);(3)
【分析】(1)利用翻折变换的性质以及全等三角形的性质解决问题即可;
(2)由矩形和折叠的性质证明,设,在中,利用勾股定理构建方程求解即可;
(3)分别求出的面积的最大值与最小值即可解决问题.
【解析】解:(1)①∵矩形纸片沿直线折叠,使得点与点重合,点落在点的位置,
,
,
垂直平分线段,
,
,
,
,
,
,
线段与线段互相垂直平分,
,
,
四边形是菱形,
,
,
,
,
故答案为:,线段与线段互相垂直平分,;
②证明过程如下:
∵矩形纸片沿直线折叠,使得点与点重合,点落在点的位置,
,
,
垂直平分线段,
,
,
,
,
,
,
线段与线段互相垂直平分,
,
,
四边形是菱形;
(2)四边形是矩形,
,,
由折叠的性质可得:,
,
,
,
,
设,
在中,,
,
解得:,
,
,
故答案为:;
(3)如图,当点与点重合时,的面积最大,于,则,
,
由题意得:,
设,则,
由勾股定理得:,
解得:,
由(1)知,,
,
的最大值为1.3,
假设点与重合时,此时最小,为,
的面积的最小值为,
在边上取一点不与和点重合,
故答案为:.
【点睛】本题属于四边形综合题,考查了矩形的性质、折叠的性质、全等三角形的判定和性质、菱形的判定与性质、勾股定理等知识,熟练掌握矩形的性质、折叠的性质、全等三角形的判定和性质、菱形的判定与性质,是解题的关键.
题型4:(类)旋转问题
4.(23-24八年级下·江苏扬州·期末)在菱形中,,是直线上一动点,以为边向右侧作等边(按逆时针排列),点的位置随点的位置变化而变化.
(1)如图1,当点在线段上,且点在菱形内部或边上时,连接,则与的数量关系是______,与的位置关系是______;
(2)①如图2,当点在线段上,且点在菱形外部时,(1)中的结论是否还成立?若成立,请予以证明;若不成立,请说明理由;
②在①的条件下,连接,若,,直接写出的长为______;
(3)当点在直线上时,其他条件不变,连接.若,,请直接写出的长度为______.
【答案】(1),
(2)①成立,见解析;②
(3)2或
【分析】(1)如图1,连接,,证明是等边三角形,则,证明,则,,由,可得;
(2)①如图2,连接,同理(1)可得,,是等边三角形,则,同理(1)可证,则,,,即;②如图3,作于,于,则,,由,,可得,,则,如图3,在上取点,连接,使,则,,设,,则,,,由,可求,由勾股定理得,则,可求,即,,由勾股定理得,,计算求解即可;
(3)由题意知,分在点左侧,在点右侧两种情况求解;当在点左侧时,如图4,作于,则,,,由(1)(2)可知,,,由勾股定理得,,可求,根据,计算求解即可;当在点右侧时,如图4 ,同理求解作答即可.
【解析】(1)解:如图1,连接,
∵菱形,,
∴,,
∴是等边三角形,
∴,
∵等边,
∴,,
∴,即,
又∵,,
∴,
∴,,
∴,即,
故答案为:,;
(2)①解:成立,证明如下;
如图2,连接,
同理(1)可得,,是等边三角形,
∴,
∵等边,
∴,,
∴,即,
同理(1)可证,
∴,,
∴,即,
∴,;
②解:如图3,作于,于,
∴,,
∵,,
∴,,
∴,
∴,
如图3,在上取点,连接,使,
∴,,
设,,则,,,
∴,
解得,,
∴,
∴,
解得,,即,
∴,
由勾股定理得,,
故答案为:;
(3)解:由题意知,分在点左侧,在点右侧两种情况求解;
当在点左侧时,如图4,作于,
∵,
∴,,则,
由(1)(2)可知,,,
由勾股定理得,,
∴,
∴;
当在点右侧时,如图4 ,
同理,,
∴;
综上所述,的长度为2或,
故答案为:2或.
【点睛】本图考查了菱形的性质,等边三角形的判定与性质,含的直角三角形,全等三角形的判定与性质,勾股定理,等腰三角形的判定与性质,三角形外角的性质等知识.熟练掌握菱形的性质,等边三角形的判定与性质,含的直角三角形,全等三角形的判定与性质,勾股定理,等腰三角形的判定与性质,三角形外角的性质是解题的关键.
5.(23-24八年级下·江苏泰州·期末)已知正方形,,点是边上的一个动点(不与重合),将绕点顺时针旋转至,连接,设交于点,交于点.
(1)如图,若,求的度数;
(2)如图,点在上运动的过程中,线段与之间有怎样的数量关系,请证明你的发现;
若,求此时的度数.
(3)如图,连接,则的最小值是____________(直接写出答案);
【答案】(1);
(2),证明见解析;;
(3)的最小值是.
【分析】()证明得,由旋转可得,进而可得;
()如图,延长至,使,连接 ,证明可得,,由旋转可得,进而可得,即可得,可证明,得到,可得;如图,在上截取,可得,,得到,由勾股定理得,即得,再根据三角形内角和定义及等腰三角形的性质即可求解;
()如图,在上截取,连接,同理()可得,,再证明,得到,,可得,得到点在的外角角平分线上运动,作点关于的对称点,连接,得到,,可知当点三点共线时,有最小值为的长,利用勾股定理即可求解;
本题考查了正方形的性质,旋转的性质,全等三角形的判定和性质,三角形内角和定理,等腰三角形的性质,勾股定理,轴对称的性质,两点之间线段最短,正确作出辅助线是解题的关键.
【解析】(1)解:∵四边形是正方形,
∴,,
∵,
∴,
∴,
由旋转可得,,,
∴,
∴,
∴;
(2)解:,理由如下:
如图,延长至,使,连接 ,
∵四边形是正方形,
∴,,
∴,
又∵,
∵,
∴,,
又由旋转可得,,,
∴,
∴,
∴,
即,
∴
又∵,
∴,
∴,
∴,
即;
如图,在上截取,
∵四边形是正方形,
∴,,
∴,,
∴,
∵,
∴,
∴,
即;
(3)解:如图,在上截取,连接,
同理()可得,,
∵,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,,
∴,
∴点在的外角角平分线上运动,
作点关于的对称点,连接,
∴, ,
∴,
当点三点共线时,有最小值为的长,
∴,
∴有最小值为,
故答案为:.
题型5:动态问题综合
6.(23-24八年级下·江苏扬州·期末)如图,矩形中,,,点是射线上一点,连接.
(1)将沿翻折至的位置,使点落在处;
①若在边上,如图1,当点落在边上时,求的长;
②若在延长线上,当为直角三角形时,在图2中画出图形,并求的长.
(2)若点在边上,如图3,将沿翻折得到,连接,将绕着点顺时针旋转得到,连接,则的最小值________.
【答案】(1)①;②画图见解析;4或24;
(2).
【分析】(1)①根据矩形和翻折的性质可知,,利用勾股定理可求得,从而得到,再利用勾股定理即可解得;②当中时,根据矩形和翻折的性质可得到点、、三点共线,由即可得到;当中时,可推出点、、三点共线,利用勾股定理可得,从而得到,再利用勾股定理即可解得;
(2)在上取,在上取,连接,,,,作交于点,设交于点,根据翻折的性质和矩形的性质,可证明四边形是平行四边形,从而推出,再通过证明,,得到,最后利用,可求得最小值,即得到最小值.
【解析】(1)解:①四边形是矩形
,,
由翻折的性质可知,,
,
,
解得:
的长为;
②当中时,如图所示即为所求:
四边形是矩形
根据翻折的性质,,
,
点、、三点共线
当中时,如图所示即为所求:
四边形是矩形
又
点、、三点共线
根据翻折的性质,,
解得:
的长为4或24;
(2)解:在上取,在上取,连接,,,,作交于点,设交于点,如图所示,
根据翻折的性质,,,,,
又
四边形是平行四边形
四边形是矩形
又,
,
,即
又,
,
,即
当、、三点共线时,最短,即
的最小值为
的最小值为
故答案为:.
【点睛】本题考查了勾股定理,折叠问题,三角形全等的判定与性质,矩形的性质,两点之间距离最短,平行四边形的判定与性质,熟练掌握以上知识点,作出合适的辅助线是解题的关键.
7.(23-24八年级下·江苏淮安·期末)(1)已知点E是正方形边上的一点,连接.如图1,把射线绕点B顺时针旋转交的延长线于点F,求证:;
(2)边长把边沿翻折.
①如图2,若点P落在对角线上,则 ;
②如图3,点G在边上,,连接、,当点P落在内部时(不含边上),线段长度的取值范围为 ;
(3)如图4,点M是正方形内一点,连接、,若,求最小值;
(4)如图5,点M是矩形内一点,连接,若,,则最小值为 .
【答案】(1)见解析;(2)①;②;(3)(4)
【分析】(1)由旋转的性质可得,,再根据正方形的性质可得,,利用等量代换可得,进而证明,即可证明;
(2)由折叠的性质可得,,,,,再利用勾股定理求得,再根据等腰直角三角形的判定可得,再利用,即可求解;
②当点P落到上,由折叠的性质可得,垂直平分,即,,可得,当点P落到上,连接,证得,可得,即可求解;
(3)①当A、M、C不共线时,,②当点A、M、C三点共线时,的值最小为,根据等腰三角形的判定与性质可得是等腰直角三角形,再根据等腰直角三角形的性质和勾股定理可得,即可求解;
(4)将绕点B逆时针旋转得到,由旋转的性质和等边三角形的判定与性质可得,进而可得当点、、M、C共线时,的值最小,最小值是,过点作的延长线于点N,由旋转的性质可得,,根据直角三角形的性质和勾股定理求得,,可得,再利用勾股定理求解即可.
【解析】解:(1)由旋转的性质可得,,
∵四边形是正方形,
∴,,
∵,,
∴,
∴,
∴;
(2)①由折叠的性质可得,,,,
∵四边形是正方形,
∴,,,
∴,,
∴,
故答案为:;
②如图,当点P落到上,
由折叠的性质可得,垂直平分,
∴,
∵,,
∴,
又∵,,
∴,
∴,
当点P落到上,连接,
由折叠的性质可得,,,,
∴,
∵,
∴,
在中,,
∴,
∴,
又∵,
∴,
∴,
∴,
∵点P在的内部,不含边,
∴,
故答案为:;
(3)①当A、M、C不共线时,
,
②当点A、M、C三点共线时,的值最小为,
∵,,
∴是等腰直角三角形,
∴
即最小值为;
(4)如图,将绕点B逆时针旋转得到,
∴,,
又∵,
∴是等边三角形,
∴,
∴,
∴当点、、M、C共线时,的值最小,最小值是,
过点作的延长线于点N,
由旋转的性质得,,,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
即的最小值是,
故答案为:.
【点睛】本题考查正方形的性质、折叠的性质、旋转的性质、全等三角形的判定与性质、等腰直角三角形的性质与判定、勾股定理、等边三角形的判定与性质、切线的性质,熟练掌握相关性质是解题的关键.
题型6:新定义题+分类讨论思想
8.(23-24八年级下·江苏淮安·期末)定义:有一组邻边相等且对角互补的四边形称为“等补四边形”.
(1)下列选项中一定是“等补四边形”的是______.
A.平行四边形 B.矩形 C.菱形 D.正方形
(2)如图1,在边长为4的正方形中,为边上一动点(不与重合),交于点,过作交于点.
①试判断四边形是否为“等补四边形”,并说明理由;
②如图2,连接,求的周长;
③若四边形是“等补四边形”,求的长.
【答案】(1)D
(2)①四边形是等补四边形,见解析;②;③或者
【分析】(1)在平行四边形、矩形、正方形、菱形中,只有正方形的邻边相等且对角互补,符合等补四边形的定义,即可得到问题的答案;
(2)①先证A、B、H、F四点共圆,利用圆周角定理可得,进而求出,利用等角对等边得出,最后利用“等补四边形”的定义即可证明;
②将绕A点逆时针旋转得到,证明,再证,得出,即可求出的周长;
③根据,四边形是“等补四边形”可得四边形有一组邻边相等,然后分、、、四种情况讨论即可.
【解析】(1)解:在平行四边形、矩形、正方形、菱形中,只有正方形的邻边相等且对角互补,
∴正方形是等补四边形,
故选:D.
(2)解:①四边形是“等补四边形”,理由如下:
∵为正方形的对角线,
∴,
又,,
∴A、B、H、F四点共圆,
∴,
∴,
∴,
又,
∴四边形是“等补四边形”.
②将绕A点逆时针旋转得到,
∴,,
∴E、D、L三点共线,
由①得,
∴,
在和中
∴,
∴,
∴的周长;
③∵,四边形是“等补四边形”,
∴还需要一组邻边相等,分以下四种情况讨论:
情况1:,
连接,
由题意知∶,,
又,
∴,
∴,
则为正三角形,
∴,
∴,
∴,;
情况2:,则,
∴,
同情况1,;
情况3:,由②得的周长.
设,则,有,
∴,
即;
情况4:,
连接,
则,
则HF垂直平分AE,
∴,
∵,,
∴,
∵,,
∴,
∴,
∴,
又,
∴,
又,,
∴,
∴,这不可能,故这种情况不存在.
综上:或者.
【点睛】本题考查了正方形的性质,全等三角形的判定与性质,勾股定理,等边三角形的判定与性质等知识,目前题意,理解新定义,找出所求问题需要的条件是解题的关键.
题型7:最值问题(新定义、情景探究)
9.(23-24八年级下·江苏扬州·期末)(1)问题背景:如图1,点E,F分别在正方形ABCD的边BC,CD上,BE=DF,M为AF的中点,求证:①∠BAE=∠DAF;②AE=2DM.
(2)变式关联:如图2,点E在正方形ABCD内,点F在直线BC的上方,BE=DF,BE⊥DF,M为AF的中点,求证:①CE⊥CF;②AE=2DM.
(3)拓展应用:如图3,正方形ABCD的边长为2,E在线段BC上,F在线段BD上,BE=DF,直接写出的最小值.
【答案】(1)①见解析;②见解析;(2)①见解析;②见解析;(3)
【分析】(1)问题情景:①证明△ABE≌△ADF(SAS),由全等三角形的性质得出∠BAE=∠DAF;②由全等三角形的性质得出AE=AF,由直角三角形的性质可得出结论;
(2)变式关联:①延长BE交DF于G,BG交CD于H,证明△CBE≌△CDF(SAS),由全等三角形的性质得出∠BCE=∠DCF,则可得出结论;
②延长DM到N,使DM=MN,连接AN,证明△AMN≌△FMD(SAS),由全等三角形的性质得出AN=DF,证明△ABE≌△DAN(SAS),由全等三角形的性质得出AE=DN=2DM;
(3)拓展应用:过点D作DP⊥DF,且使PD=AB,连接PF,PA,过点P作PQ⊥AD,交AD的延长线于点Q,证明△ABE≌△PDF(SAS),由全等三角形的性质得出AE=PF,AF+AE=AF+PF≥AP,即当A,F,P三点共线时,AE+AF的最小值为AP,求出则可得出答案.
【解析】解:(1)问题情景:
①证明:∵四边形ABCD是正方形,
∴AB=AD,∠ABE=∠ADF=90°,
∵BE=DF,
∴△ABE≌△ADF(SAS),
∴∠BAE=∠DAF;
②证明:∵△ABE≌△ADF,
∴AE=AF,
∵M为AF的中点,
∴DM=AF,
∴AE=AF=2DM;
(2)变式关联:
①证明:延长BE交DF于G,BG交CD于H,
∵四边形ABCD为正方形,
∴∠BCD=90°,CD=CB,
∵BE⊥DF,
∴∠BGD=∠BCD=90°,
∵∠BHD=∠CBE+∠BCD,∠BHD=∠BGD+∠CDF,
∴∠CBE+∠BCD=∠BGD+∠CDF,
∴∠CBE=∠CDF,
又∵BE=DF,
∴△CBE≌△CDF(SAS),
∴∠BCE=∠DCF,
∵∠BCD=90°,
∴∠ECF=∠ECD+∠DCF=∠ECD+∠BCE=90°,
∴CE⊥CF;
②延长DM到N,使DM=MN,连接AN,
∵M为AF的中点,
∴AM=MF,
∵MD=MN,∠AMN=∠FMD,
∴△AMN≌△FMD(SAS),
∴AN=DF,
∵△CBE≌△CDF,
∴BE=DF=AN,∠NAM=∠DFM,
∴ANDF,
∴∠DAN+∠ADF=180°,
∵四边形ABCD为正方形,
∴∠BAD=90°,AB=DA,
∵∠BGD=90°,
∴∠ABE+∠ADF=180°,
∴∠ABE=∠DAN,
∴△ABE≌△DAN(SAS),
∴AE=DN=2DM;
(3)拓展应用:
过点D作DP⊥DF,且使PD=AB,连接PF,PA,过点P作PQ⊥AD,交AD的延长线于点Q,
∴△ABE≌△PDF(SAS),
∴AE=PF,
∵∠ADB=45°,
∴∠PDQ=45°,DQ=PQ,
∴AF+AE=AF+PF≥AP,
即当A,F,P三点共线时,AE+AF的最小值为AP,
∵AD=AB=DP=2,
∴PQ=DQ=,
∴,
∴的最小值为8+4.
【点睛】本题属于四边形综合题,考查了正方形的性质,直角三角形的性质,全等三角形的判定和性质,等腰直角三角形的性质等知识,解题的关键是学会添加常用辅助线,构造全等三角形解决问题.
10.(23-24八年级下·江苏连云港·期末)定义:若四边形有一组对角互补,一组邻边相等,且相等邻边的夹角为直角,像这样的图形称为“角等邻对补”四边形,简称“直等补”四边形.根据以上定义,解决下列问题:
(1)如图1,以菱形的一边为边向外作正方形,、分别是菱形和正方形的对角线交点,连接.
求证:四边形是“直等补”四边形.
②若,求四边形的面积.
(2)如图2,已知四边形是“直等补”四边形,其中,,过点作于点且,连接,若点是线段上的动点,请你直接写出周长的最小值.
【答案】(1)①详见解析;②1
(2)周长的最小值:
【分析】(1)①由正方形的性质和菱形的性质可得,,,即可解答;
②过点作于点,交的延长线于点,“”可证,所以,即,由正方形的面积公式,即可解答;
(2)先证四边形是正方形,利用勾股定理求出,,即可解答.
【解析】(1)证明:①如图1中,
四边形是菱形,
,,
四边形是正方形,
,,
,,
又,
四边形是“直等补”四边形;
②如图1中,过点作于点,交的延长线于点,
,
四边形是矩形,
,
即,
,
在和中,,
,
,,
四边形是正方形,
;
(2)周长的最小值:;
延长到点,过作于点,
四边形是“直等补”四边形,,,
,
,即,
,,
,,
四边形是矩形,
,
又,,
,
在和中,,
,
,
矩形是正方形,
,;
∵,
即当点C、P、三点共线时,的最小值是,
在中,,,
,;
在中,,,
,
周长的最小值为:;
【点睛】本题是四边形综合题,考查了正方形的性质,菱形的性质,全等三角形的判定和性质,勾股定理等知识,添加恰当辅助线构造全等三角形是解题的关键.
题型8:新定义尺规作图(逐步深化题型)
11.(23-24八年级下·江苏徐州·期末)我们定义:若一条直线既平分一个图形的面积,又平分该图形的周长,我们称这条直线为这个图形的“紫金线”.
(1)如图1,已知,,
①用尺规作图作出的一条“紫金线”;(保留作图痕迹)
②过点C能作出的“紫金线”吗?若能,用尺规作图作出;若不能,请说明理由;
(2)如图2,若是矩形的“紫金线”,则依据图中已有的尺规作图痕迹,可以将用含的代数式表示为;
(3)如图3,已知四边形中,.用尺规作图作出四边形的“紫金线”.(保留作图痕迹)
【答案】(1)①见详解;②不能,理由见详解
(2)
(3)见详解
【分析】(1)①作出线段的垂直平分线即可,②如果是的“紫金线”,能平分面积但不能平分周长;
(2)由题意得是的垂直平分线才符合题意,由直角三角形两锐角互余以及角平分线的定义即可求解;
(3)作出的垂直平分线即可.
【解析】(1)解:①如图,直线l即为所求:
∵直线l是的垂直平分线,则记与直线l与交于点E,点E为的中点,
∴与等底同高,故面积一样,
∵,,
∴l平分周长,
故直线l是的一条“紫金线”;
②过点C不能作出的“紫金线”,
设过点C能作直线“紫金线”交于点D,如图:
则点D为中点,满足平分面积,
∵,
∴,
∴与周长不相等,故不能平分该图形周长,
∴不能能作出的“紫金线”;
(2)解:由题意得平分,
当是矩形的“紫金线”,则是的垂直平分线,
∵是的垂直平分线
∴,
∵四边形是矩形,
∴,,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,左右两部分梯形面积也一样,
∴即平分周长也平分面积,
∴是矩形的“紫金线”,
∵,,
∴,
∵,
∴,
故答案为:.
(3)解:如图,直线即为所求:
记直线与分别交于点F、E,连接,
∵直线是的垂直平分线,
∴,,
∴,
∵,
∴由勾股定理得:,
则,
解得:,
∴,
∴,
∴,
∴直线平分该图形周长,
,
∴,
∴直线平分该图形面积,
∴直线四边形的“紫金线”.
【点睛】本题考查了尺规作图---线段的垂直平分线,垂直平分线的性质,直角三角形的性质,勾股定理,中线平分三角形面积,熟练掌握知识点,正确添加辅助线是解题的关键.
题型9:反比例函数—定值问题
12.(23-24八年级下·江苏泰州·期末)如图1,点A是反比例函数的图象上一动点,连接并延长交反比例函数于点B,设与x轴正半轴的夹角为,
(1)①若,则______;②若,则______;
(2)小红同学在数学老师的指导下,证明了命题“无论如何变化,的值始终不变”为真命题.如图2,点E、F在,点G在上,O、F、G在同一条直线上,仅用无刻度的直尺在的图象上作点H,使得;
(3)如图3,过点B作x轴、y轴的垂线分别交于点C、D;
①试说明的面积为定值,并求出该值;
②若,连接并延长交x轴于点E,求∠DCE的度数.
【答案】(1);
(2)见解析
(3)①说明见解析;;②
【分析】(1)过点A作轴于点E,轴于点F,当,设,,求出,,得出;当,设,,得出,,求出,即可得出答案;
(2)连接并延长,交的图象于一点,该点即为所求;
(3)①设点,则,,得出,,根据,即可得出结论;
②根据,得出,求出,得出,,,求出直线的解析式为:,得出,求出,
,,根据勾股定理逆定理判断为直角三角形,即可得出答案.
【解析】(1)解:过点A作轴于点E,轴于点F,如图所示:
则,
∵,
∴和为等腰直角三角形,
∴,,
∴设,,
∵点A在反比例函数,点B在反比例函数上,
∴,
解得:,负值舍去,,负值舍去,
∴,,
∴,,
∴;
∵,
∴,,
∴,,
∴,,
设,,
∵点A在反比例函数,点B在反比例函数上,
∴,
解得:,,
,
∴;
(2)解:如图,连接并延长,交的图象于一点,该点即为点H;
连接,,
∵“无论如何变化,的值始终不变”为真命题,
∴根据解析(1)可知:,
∴,
∴,,
∴、分别为,的中点,
∴为的中位线,
∴;
(3)解:①设点,则,,
∴,,
∴,
∴的面积为定值.
②∵,
∴,
解得:,
∴,,,
∴根据解析(1)可知:此时,
即,
∴,
设直线的解析式为:,
把,代入得:
,
解得:,
∴直线的解析式为:,
把代入得:,
解得:,
∴,
∵,
,,
∴,
∴为直角三角形,.
【点睛】本题主要考查了反比例函数的综合应用,求一次函数解析,勾股定理,等腰三角形的判定和性质,含角的直角三角形的性质,勾股定理的逆定理,解题的关键是数形结合,作出辅助线,熟练掌握相关的判定和性质.
13.(23-24八年级下·江苏泰州·期末)在平面直角坐标系中,正方形的顶点A、B分别为、,顶点C在反比例函数上,顶点D在反比例函数上.
(1)如图1,当D点坐标为时.
①求的值;
②求m,n的值;
(2)如图2,当m,n满足什么关系时,,并说明理由;
(3)如图3,当时,在的延长线上取一点E,过点E作交x轴于点F,交反比例函数图象于点G,当G为的中点,对于每一个给定的m值,点E的纵坐标总是一个定值,则该定值为______.(用含m的代数式表示)
【答案】(1)①的值为4;②m,的值为1,3;
(2)当时,;
(3)
【分析】(1)①将点的坐标代入反比例函数解析式即可得出结论;
②过点作轴,可得,可用,表达点的坐标,建立关于,的二元一次方程组即可得出结论;
(2)过点作轴于点,可得,可用,表达点的坐标,由此建立关于,的不等式,解之即可;
(3)过点作轴于点,设,由等腰三角形的性质可表达点和点的坐标,由此建立关于的方程,解之即可.
【解析】(1)解:①将点代入反比例函数解析式,
;
即的值为4;
②如图,过点作轴于点,
,
,
,
,
,
,
,,
,
,
,解得.
,的值为1,3;
(2)解:当时,,理由如下:
如图,过点作轴于点,
同理(1)可得,,
,,
,
,
,
若,则,
,,
,
即当时,;
(3)解:由(2)得,,又,
∴,
,,
,即,
∴,
∴,
∵,
∴是等腰直角三角形,
如图,过点作轴于点,
是等腰直角三角形,
,
设,,
,,
点是的中点,
;
,
,
点在上,
,整理得,
(舍)或;
故答案为:.
【点睛】本题主要考查反比例函数与几何综合问题,涉及待定系数法求函数解析式,全等三角形的性质与判定,等腰直角三角形的性质等相关知识,用,表达出点,的坐标是解题关键.
题型10:反比例函数—交点在定函数上
14.(23-24八年级下·江苏苏州·期末)平面直角坐标系中,横坐标为a的点A在反比例函数的图象上,点与点A关于点O对称,一次函数的图象经过点.
(1)设,点在函数、的图象上.
①分别求函数、的表达式;
②直接写出使成立的x的范围;
(2)设,如图②,过点A作轴,与函数的图象相交于点D,以为一边向右侧作正方形,试说明函数的图象与线段的交点P一定在函数的图象上.
【答案】(1)①,;②
(2)见解析
【分析】①将代入,可求,则;当时,,即,,将,代入,计算求解可得,进而可得;
②由题意知,使成立的x的范围为反比例函数图象在一次函数图象上方,且反比例函数图象和一次函数图象均在轴上方,所对应的x的范围,当时,,可求,即的图象经过点,数形结合可求使成立的x的范围为;
(2)由,可得,由题意知,,则,,将代入得,,即,则,,由,正方形,可得,即,将代入可得,,即,将代入得,,进而可判断P一定在函数的图象上.
【解析】(1)①解:将代入得,,
解得,,
∴;
当时,,即,
∴,
将,代入得,,
解得,,
∴,
∴,;
②解:由题意知,使成立的x的范围为反比例函数图象在一次函数图象上方,且反比例函数图象和一次函数图象均在轴上方,所对应的x的范围,
当时,,
解得,,
∴的图象经过点,
由图象可知,使成立的x的范围为;
(2)解:∵,
∴,
由题意知,,则,,
将代入得,,即,
∴,
∴,
∴,
∵正方形,
∴,
∴,
将代入可得,,
∴,
将代入得,,
∴函数的图象与线段的交点P一定在函数的图象上.
【点睛】本题考查了反比例函数解析式,一次函数解析式,反比例函数与一次函数综合,反比例函数与几何综合,正方形的性质等知识.熟练掌握反比例函数解析式,一次函数解析式,反比例函数与一次函数综合,反比例函数与几何综合,正方形的性质是解题的关键.
题型11:反比例函数—最值问题综合
15.(23-24八年级下·江苏扬州·期末)如图1,已知反比例函数与一次函数的图像相交于点A、B,直线与x轴、y轴交于点C、D.
(1)若点,点.
①一次函数解析式是 ;
②直接写出线段的长,你有什么发现?
(2)若点,点,则②中的结论是否仍然成立?试说明理由.
(3)实际上,对于任意两点A、B,②中的结论都成立,利用此结论解决问题:
如图2,已知矩形,点,若反比例函数与矩形的对角线有交点,则k的最大值为 .
【答案】(1)①;②,,发现
(2)仍然成立,证明见解析
(3)
【分析】本题考查反比例函数和一次函数的交点以及图像问题,坐标两点的距离公式,坐标与图形,利用数形结合的思想解决问题是关键.
(1)①根据题意利用待定系数法将点求出,再代入点,求出,所以点,将两点A、B分别代入一次函数即可得出答案;
②由①得出方程式可知点,,得,,发现.
(2)根据题意将,点分别代入函数得,解得,即一次函数为,得到点,,进而得出,发现恒成立.
(3)根据题意得出点E坐标,,所以,求出的一次函数,延长交于y轴于点M,即函数也是函数,求出点M坐标为,因为②中得出结论,即可得出中点N的坐标为,代入函数即可得到答案.
【解析】(1)解:①∵两点A、B是与的交点,
∴将点A代入,解得,再代入点,解得,
∴,
将两点A、B分别代入得:,解得,
故答案为:.
②由①知一次函数为,即,,
∴,,
j即.
(2)解:②中的结论是否仍然成立,理由如下:
把点,点代入一次函数中得:,解得:,
∴一次函数解析式为:;
当时,,
∴
当时,,
∴,
∴
∴,,
,仍然成立.
(3)解:∵四边形是矩形,点,,
∴,
如图2
延长交y轴于M,设直线得解析式为:,
则,解得:,
∴直线得解析式为:,
当时,,
∴,
∴的中点N的坐标为,
在②中对于任意两点,②中得结论都成立,
∴当反比例函数于矩形的对角线有交点N时,k有最大值,此时.
故答案为:4.5.
16.(23-24八年级下·江苏泰州·期末)如图,直线与轴、轴分别交于点、,与反比例函数的图象相交于点和.点为轴上一点,连接,将线段绕点顺时针旋转得到线段.
(1)求与的值;
(2)①点的坐标是______(用含的代数式表示);
②当点落在反比例函数图象上,求的值;
(3)是否存在,使得?若存在,求出的值;若不存在,请说明理由;
(4)当为何值时,的值最小?请直接写出的值.
【答案】(1),
(2)①;②或
(3)或
(4)时最小值为
【分析】(1)根据函数图像上点的坐标特征,将点分别代入和即可得到与的值;
(2)①过点作轴于点,结合点的坐标与旋转的性质证明,得,,即可得解;
②根据①的结论,将点的坐标代入求解即可;
(3)过点作于点,过点作于点,过点作于点,过点作轴于点,根据勾股定理及等积法依次求出,,,,,确定,直线的解析式为,确定直线的解析式为,联立方程组,求解后确定,得,确定直线的解析式为,联立方程组,求解后确定,得,根据,得,求解即可;
(4)先确定点的运动路径为直线,设直线交轴于点,交轴于点,点与其对称点的连线交于点,根据对称的性质得垂直平分,,继而得到,当点、、共线时取“”,此时取得最小值,结合点的坐标及等腰三角形三线合一性质确定
,继而得到,,确定直线的解析式为,联立方程组,求解后确定,即可得解.
【解析】(1)解:∵点在直线和反比例函数的图像上,
∴,,
解得:,,
∴的值为,的值为;
(2)由(1)知:直线的解析式为,反比例函数解析式为,
∵直线与轴、轴分别交于点、,
当时,得:;当时,得:,则,
∴,,
∴,,
∵,
∴,
①过点作轴于点,
∴,
∵将线段绕点顺时针旋转得到线段,
∴,,
∴,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,,
∴,
∴,
故答案为:;
②∵点落在反比例函数的图像上,
∴,
解得:或,
经检验:或均为原方程的解且符合题意,
∴或;
(3)过点作于点,过点作于点,过点作于点,过点作轴于点,
在中,,,,,轴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
设直线的解析式为,过点,
∴,
∴,
∴直线的解析式为,
∵,,
∴,
设直线的解析式为,过点,
∴,
∴,
∴直线的解析式为,
∵直线于点,
联立方程组,得:,
解得:,
∴,
∵,
∴,
∵,,
∴,
设直线的解析式为,过点,
∴,
∴,
∴直线的解析式为,
∵直线于点,
联立方程组,得:,
解得:,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴
解得:或,
∴当或时,;
(4)∵,
∴,即,
∴点的运动路径为直线,
设直线交轴于点,交轴于点,点与其对称点的连线交于点,
∴垂直平分,,
∴,
当点、、共线时取“”,此时取得最小值,
∵直线交轴于点,交轴于点,
当时,得:;当时,得:,
∴,,
∴,
∵,,
∴为边上的中线,即点为的中点,
∴点的坐标为,即,
∵点与点关于对称,设
∴,,
∴,,
∴,
∵,
∴,
此时点为直线与的交点,
设直线的解析式为,过点,,
∴,
解得:,
∴直线的解析式为,
联立方程组,得:,
解得:,
∴,
又∵,
∴,
∴当时,的值最小,最小值为.
【点睛】本题是反比例函数与一次函数及几何的综合应用,考查了待定系数法确定函数解析式,坐标与图形,旋转的性质,对称的性质,全等三角形的判定与性质,勾股定理,等腰三角形的判定与性质,函数图像交点的确定方法,等积法及最短路径等知识点.掌握反比例函数的图像与性质,全等三角形的判定性质,勾股定理,旋转及对称的性质,确定点到直线的距离是解题的关键.
17.(23-24八年级下·江苏苏州·期末)在学习反比例函数后,小华在同一个平面直角坐标系中画出了和的图像,两个函数图像交于两点,在线段上选取一点P,过点P作y轴的平行线交反比例函数图像于点Q(如图1),在点P移动的过程中,发现的长度随着点P的运动而变化.为了进一步研究的长度与点P的横坐标之间的关系,小华提出了下列问题:
(1)设点P的横坐标为x,的长度为y,则y与x之间的函数关系式为______;
(2)为了进一步研究(1)中的函数关系,决定运用列表,描点,连线的方法绘制函数的图像:
①列表:
x
1
2
3
4
6
9
y
0
m
4
n
0
表中m=______,n=______;
②描点:根据上表中的数据,在图2中描出各点;
③连线:请在图2中画出该函数的图像.观察函数图像,当______时,y的最大值为______.
(3)①已知某矩形的一组邻边长分别为m,n,且该矩形的周长W与n存在函数关系,求m取最大值时矩形的对角线长.
②如图3,在平面直角坐标系中,直线与坐标轴分别交于点A、B,点M为反比例函数上的任意一点,过点M作轴于点C,轴于点D.求四边形面积的最小值.
【答案】(1)
(2)①,;②见解析;③3,4
(3)①;②
【分析】(1)根据题意,点P的横坐标为x,PQ的长度为y,可得根据的长等于纵坐标之差求解即可;
(2)①根据表格数据分别将代入即可求得的值;②根据表格数据描点即可;③根据函数图象直接求解即可
(3)由题意可知,,代入得:,即,根据的结论求得最大值,进而求得对角线的长度;
②先求出点,点坐标,设点,可求, 由四边形面积列式,即可求解.
【解析】(1)点P的横坐标为x,PQ的长度为y,可得
;
故答案为:
(2)①当,当时,
故答案为:,;
②如图所示,
③观察函数图象, 当时,有最大值为,故答案为: ;
(3)①根据题意可得代入
中,可以得到,
即 ,
由可知函数在时,取得最大值为,
∴当时,,即取得最大值,
,
∴在取得最大值时,矩形的对角线长为
②∵直线与坐标轴分别交于点,
∴点, 点,
设点,
∴,点,
,
∵四边形面积
由得,当时,有最大值为,即有最小值,
∴四边形面积的最小值为.
【点睛】本题考查了反比例函数与一次函数综合,画函数图象,根据函数图象获取信息,矩形的性质,数形结合是解题的关键.
18.(23-24八年级下·江苏宿迁·期末)在平面直角坐标系中,四边形是正方形,两点的坐标分别为、, 点P在直线上运动(点P与点C不重合), 过点P作 ,交x轴于点 D.
(1)点B的坐标为:______,直线的表达式为______;
(2)点Q在直线上,且满足.
①请在图1中用无刻度的直尺和圆规作出点Q位置;(不写作法,保留作图痕迹)
②如图2,设点Q的横坐标为x,纵坐标为y,求之间的函数关系;
③在②中, 若,,当Q在第一象限时m、n的函数关系如图3所示,求的最小值t,并直接写出此时.的度数.
【答案】(1); ;
(2)①图见解析;②;③;
【分析】本题考查了平面直角坐标系中的动点问题,待定系数法求解析式,正方形的性质,中垂线的尺规作法和中垂线的性质,两点间的距离公式,等腰三角形的性质,理解函数图象求最值,熟练掌握相关性质和内容是解题的关键.
(1)根据正方形的性质,即可得到,由此得到点B的坐标;利用待定系数法即可求直线的表达式;
(2)① 取大于长度为半径,分别以为圆心作圆弧相交于两点,连接两交点所得直线即为的垂直平分线,交直线于点,点为所求作.
②设点Q的横坐标为x,纵坐标为y,则,利用两点间的距离公式可求出,,利用,整理化简即可得到x、y之间的函数关系;
③ 当Q在第一象限时,若,,用表示出,得到,,利用第②问结论,代入整理得,再结合已知给的当Q在第一象限时m、n的函数关系如图3所示,可知当时,取得最小值,代入即可求得的最小值t,同时可求出,,此时,点在直线上,也就是在正方形的对角线上,再根据正方形的性质,等腰三角形的性质,即可求出.
【解析】(1)解: A、C两点的坐标分别为、,
,
四边形是正方形,
,,,
点B的坐标为.
设直线的表达式为,将、代入得,
,
解得,
直线的表达式为.
(2)解:①取大于长度为半径,分别以为圆心作圆弧相交于两点,连接两交点所得直线即为的垂直平分线,交直线于点,根据垂直平分线的性质,可得,即点为所求作.
② 当在轴右侧时,如图所示,
当在轴左侧时,如图所示,
设点Q的横坐标为x,纵坐标为y,即,则横坐标为,
点在直线:上,
,即,又,
,,
,
,
整理化简得,,
点P与点C不重合,
,
故x、y之间的函数关系为:.
③ 当在第一象限时,如图所示,
在第一象限,
,
,,
,
,,
,,
,,
根据前面的结论,,
,
整理得,
,
,
根据当Q在第一象限时m、n的函数关系如图3所示,
可知当时,取得最小值,
此时,,
的最小值.
当时,,,
,,
此时,点在直线上,也就是在正方形的对角线上,交于点,如图所示,
,四边形为正方形,
,即,,
,
又 ,
,
,
.
故.
题型12:反比例函数—新定义题
19.(23-24八年级下·江苏常州·期末)对于两个不同的函数,通过加法运算可以得到一个新函数,我们把这个新函数称为两个函数的“和函数”.例如:对于函数和,则函数,的“和函数”.
(1)已知函数和,这两个函数的“和函数”记为.
①写出的表达式,并求出当x取何值时,的值为;
②函数,的图象如图①所示,则的大致图象是______.
A. B. C. D.
(2)已知函数和,这两个函数的“和函数”记为.
①下列关于“和函数”的性质,正确的有______;(填写所有正确的选项)
A.的图象与x轴没有公共点
B.的图象关于原点对称
C.在每一个象限内,随x的值增大而减小
D.当时,随着x的值增大,的图像越来越接近的图象
②探究函数与一次函数(为常数,且图象的公共点的个数及对应的k的取值范围,直接写出结论.
【答案】(1)①,或;②C;
(2)①BD;②当且且时,公共点的个数为2;当或时,公共点的个数为1;当时,公共点的个数为0
【分析】(1)①直接代入求解即可;
②通过求在一三象限的最值确定函数图象;
(2)①根据函数的性质依次判断即可;
②将函数交点问题转化为对一元二次方程根的判别式问题求解.
【解析】(1)①解:∵,,
∴,
把代入得:,
两边同乘,得:,
解得,,
经检验,,都是方程的解.
所以当或时,的值为;
②由完全平方公式可知:,,,即,
当时,,
当时,,,
∴,,
观察四个函数图象,C选项符合题意,
故选:C;
(2)①解:∵,,
∴,
A.当时,,所以图象与x轴有公共点,该选项错误;
B.任选上的一点,,P关于原点对称点,代入得出
成立,故在上,所以的图像关于原点对称,该选项正确;
C.当时,,当时,,此时y随x的增大而增大,该选项错误;
D.,随着x的增大,越趋近于0,即和的图象越接近,该选项正确,
故选:BD;
②解:根据题意可得:,
即,该方程,
当且且时,公共点的个数为2;
当或时,公共点的个数为1;
当时,公共点的个数为0.
【点睛】本题考查新定义,函数的性质,一元二次方程根的判别式,正确理解题意是解题关键.
题型13:2025年精选最新其他题型(强化)
20.(24-25八年级下·江苏南京·期中)如图,在中,,在边上,过点作,垂足为.将线段绕点顺时针旋转至线段上,若在整个旋转过程中,点始终在内部(包括边界),则称为的关联线段,当最大时,称此时的为的极限关联线段.
(1)若,,足够长,则的极限关联线段的长为________;
(2)如图②,用两种不同的方法作点,使存在极限关联线段(要求:用直尺和圆规作图;保留痕迹,写出必要的文字说明);
(3)如图③,若,存在长为1的关联线段,直接写出,的取值范围.
【答案】(1)
(2)见解析
(3)
【分析】(1)过点A作于F,解直角三角形求出,由于足够长,那么旋转到上的对应线段一定在线段上,故当点P到的距离刚好等于的长时,为的极限关联线段,过点P作于E,根据,可得;
(2)如图2-1所示,过点C作交延长线于T,作的角平分线交于P,以点P为圆心,的长为半径画弧交于Q,则点P即为所求;
如图2-2所示,过点C作交延长线于T,以T为圆心,的长为半径画弧交于Q,作线段的垂直平分线交于P,则点P即为所求;
(3)根据(1)(2)可知当满足点P到的距离大于等于时,边的长符合题意,当满足旋转后点Q落在上时,边的长符合题意,据此求解即可.
【解析】(1)解:如图所示,过点A作于F,
∵,
∴,
∴,
∴;
∵足够长,
∴旋转到上的对应线段一定在线段上,
∴当点P到的距离刚好小于等于的长时,整个旋转过程中点Q都在内部(包括边界),
∴当点P到的距离刚好等于的长时,为的极限关联线段,
如图所示,过点P作于E,
∵四边形是平行四边形,
∴,
∴,
∴的极限关联线段的长为;
(2)解:观察图形可得的长度有限,在满足点P到的距离等于时,还有满足经过旋转后点Q落到上,故存在极限关联线段时一定满足点Q落到上时与点C重合;
如图2-1所示,过点C作交延长线于T,作的角平分线交于P,以点P为圆心,的长为半径画弧交于Q,则点P即为所求;
由角平分线的性质可得点P到的距离等于,而,则;
由于是定角,则随着的增大,在增大,那么旋转到上的对应线段逐渐增大,故只有当点Q的对应点恰好为点C时取得最大值,则点P即为所求;
如图2-2所示,过点C作交延长线于T,以T为圆心,的长为半径画弧交于Q,作线段的垂直平分线交于P,则点P即为所求;
可证明,则,
同理可得此时点P即为所求;
(3)解:如图所示,过点A作于F,过点P作于E,则四边形是矩形,
∴,
∵整个运动过程中点Q都在四边形内部(包括边界),
∴,
∴,
∵存在长为1的关联线段,
∴
在中,,
∴;
∵整个运动过程中点Q都在四边形内部(包括边界),
∴直线上与点Q的对应点一定要在线段上,
∴由旋转的性质可得,
∴,
∵存在长为1的关联线段,
在中,,则当时,
∴,
∴此时有;
综上所述,,.
【点睛】本题主要考查了矩形的性质与判定,平行四边形的性质,直角三角形的性质,勾股定理,角平分线和线段垂直平分线的尺规作图,全等三角形的性质与判定等待,正确理解极限关联线段的定义是解题的关键.
21.(24-25八年级下·江苏南京·阶段练习)如图①,四边形为正方形,为对角线上一点,连接,.
(1)求证:;
(2)如图2,过点作,交边于点,以,为邻边作矩形,连接.
①求证:矩形是正方形;
②若正方形的边长为,,求正方形的边长;
(3)若正方形的边长为,连接,如图③,直接写出的值.
【答案】(1)见解析
(2)①见解析;②;
(3)8
【分析】(1)根据正方形的性质证明,即可解决问题;
(2)①作于,于,得到,然后证,则,即可证明;
②证明,可得,,证明,连接,根据勾股定理即可解决问题.
(3)根据正方形的性质和勾股定理求得,由(2)得,则.
【解析】(1)证明:四边形为正方形,
,,
在和中,
,
,
;
(2)解:①过点E作于,于,如图,
正方形中,,
四边形是矩形,
,
点是正方形对角线上的点,
,
,
,
,
在和中,
,
,
,
四边形是矩形,
矩形是正方形;
②正方形和正方形,
,,,
,
,
在和中,
,
,
,,
,
,
,
在中,.
,
,
如图,连接,
,
是等腰直角三角形,
.
正方形的边长为.
(3)解:∵正方形的边长为,
∴,
由(2)得,
则.
【点睛】此题主要考查了正方形的判定与性质,矩形的判定与性质,三角形的全等的性质和判定,勾股定理,角平分线的性质,解本题的关键是根据题中所给条件正确作出辅助线构造全等三角形.
22.(24-25八年级下·江苏南通·期中)如图,正方形的边长为,在平面内取一点(不与点重合),连接,以为边作正方形(四点逆时针分布),连接.
(1)如图1,当点在正方形的内部时,求证:;
(2)在(1)的条件下,当点运动到与三点共线时,若,求的长;
(3)当点在平面内运动时,若,请直接写出的面积的取值范围.
【答案】(1)证明见解析
(2)
(3)
【分析】(1)根据正方形的性质得,,,推出,证明,即可得证;
(2)如图,连接、,交于点,可得,根据正方形的性质得,,,,
∴,,进一步得,可得答案;
(3)如图,连接,过点作于点,则,得出,继而得到(当点、、共线时取“”),即,分两种情况:当点在线段上时,当点在线段的延长线上时,分别求解即可.
【解析】(1)解:∵四边形、四边形都是正方形,
∴,,,
∴,即,
在和中,
,
∴,
∴;
(2)如图,连接、,交于点,
∵三点共线,
∴,
∵四边形是正方形,,
∴,,,,
∴,
∴,
∵正方形的边长为,
∴,
∴,
∴,
∴的长为;
(3)如图,连接,过点作于点,
∵点在平面内运动
∴
∵正方形的边长为,
∴,
∴,
由(2)知:,
∴(当点、、共线时取“”),
即,
当点在线段上时,
此时点与点重合,且,
∴;
当点在线段的延长线上时,
此时点与点重合,且,
∴;
∴的面积的取值范围为.
【点睛】本题考查正方形的性质,全等三角形的判定和性质,勾股定理,三角形三边关系等知识点.掌握分类讨论及动点的思想解决问题是解题的关键.
23.(2025八年级下·江苏·专题练习)正方形中,点在边、上运动(不与正方形顶点重合),作射线,将射线绕点逆时针旋转,交射线于点.
(1)如图,当点在边上时,
①若,则图中与线段相等的线段是________.
②过点作,垂足为,连接,求的度数.
③求证:在②的条件下,.
(2)当点在边上,点在边延长线上时,仍过点作于点,再过点作于点,连接,若,求的值.
【答案】(1)①;②或;③见解析
(2)
【分析】(1)①通过证明,即可得到;
②当点在上时,过点作交于点,延长交于点,证明,推出是等腰直角三角形,进而得到;当点在上时,过点作交于点,延长交点的延长线于点,同理可证明,推出是等腰直角三角形,则,;
③延长到,使,过作于,交于点,则,推出是等腰直角三角形,则,证明,可得,推出,结合即可证明;
(2)延长、,交于点,可推出是等腰直角三角形,则,可证明,得到,,推出是等腰直角三角形,设,则,可得,即可求解.
【解析】(1)解:①四边形是正方形,
,,
,
,
,
故答案为:;
②当点在上时,如图1,过点作交于点,延长交于点,
,
四边形是矩形,
,
,
,
,
,,
,
在和中,
,
,
,
,
,
是等腰直角三角形,
,
;
当点在上时,如图2,过点作交于点,延长交点的延长线于点,
四边形是矩形,
同理,,
,
是等腰直角三角形,
,
,
综上所述,的度数为或;
③延长到,使,
,
过作于,交于点,则,
,,
,
,
,
,
,
,
,即,
,,
是等腰直角三角形,
,
又,,
,
,
,
,
,,
且,即,
即;
(2)如下图,延长、,交于点,
则四边形是矩形,
,,
,
,
,
,
,
是等腰直角三角形,
,
在和中,
,
,
,,
,
是等腰直角三角形,
设,
,
,,
,
,
.
【点睛】本题主要考查了正方形的性质,矩形的判定与性质,全等三角形的判定与性质,等腰直角三角形的性质等知识,解题的关键是综合运用这些知识.
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