专题06 一次函数综合题【四大题型】(北京专用)-【好题汇编】备战2024-2025学年八年级数学下学期期末真题分类汇编
2025-05-23
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2份
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51页
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 数学 |
| 教材版本 | 初中数学人教版(2012)八年级下册 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | 本章复习与测试 |
| 类型 | 题集-试题汇编 |
| 知识点 | 一次函数 |
| 使用场景 | 同步教学-期末 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 北京市 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 2.11 MB |
| 发布时间 | 2025-05-23 |
| 更新时间 | 2025-05-23 |
| 作者 | 名师汇知识铺 |
| 品牌系列 | 好题汇编·期末真题分类汇编 |
| 审核时间 | 2025-05-23 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/52260022.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
专题06 一次函数综合题【四大题型】
【题型1 一次函数中的参数范围问题】
1.(2024•平谷区期末)已知:a图形上任意一点M,b图形上任意一点N,若点M与点N之间的距离MN始终满足MN>0,则称图形a与图形b相离.
(1)已知点A(0,﹣2),B(2,6),C(3,4),D(﹣1,0).
①与直线y=x+1为相离图形的点是 ;
②若直线y=x+b与△ABC相离,求b的取值范围.
(2)设直线y=x+3、直线y=﹣x+3及直线y=﹣2围成的图形为W,图形T是边长为2的正方形,且正方形的各边分别与两坐标轴平行,该正方形对角线的交点坐标为(t,0),直接写出图形T与图形W相离时t的取值范围.
2.(2024•海淀区校级期末)在平面直角坐标系xOy中,对于图形M和图形N给出如下定义:如果图形M上存在点P、y轴上存在点T,使得点P以点T为旋转中心,逆时针旋转90°得到的点Q在图形N上,那么称图形N是图形M的“关联图形”.
(1)如图,点A(﹣3,2),B(0,﹣1),C(3,2),D(﹣1,6).
①在点B,C,D中,可以是点A的“关联图形”是 ;
②若直线y=kx﹣2不是点A的“关联图形”,求实数k的值;
(2)已知点E(m,0),G(m+1,1),以线段EG为对角线的正方形为EFGH,若正方形EFGH是其自己的“关联图形”,直接写出m的取值范围.
3.(2024•东城区校级期末)定义:对于给定的一次函数y=ax+b(a≠0),把形如的函数称为一次函数y=ax+b的衍生函数.
(1)已知函数y=x+1,若点P(1,b1),Q(﹣2,b2)在这个一次函数的衍生函数图象上,则b1= ,b2= .
(2)已知矩形ABCD的顶点坐标分别为A(1,0),B(1,2),C(﹣3,2),D(﹣3,0),当函数y=kx﹣3(k>0)的衍生函数的图象与矩形ABCD有1个交点时,k= ;当函数y=kx﹣3(k>0)的衍生函数的图象与矩形ABCD有两个交点时,直接写出k的取值范围 .
(3)已知点E(0,t),以OE为一条对角线作正方形OMEN,当正方形OMEN与一次函数y=2x﹣2的衍生函数图象有两个交点时,求t的取值范围.
4.(2023•延庆区期末)在平面直角坐标系xOy中,对于直线l和图形W给出如下定义:若直线l与图形W有且只有一个交点,则称直线l是图形W的“独立关联直线”.
如图1,直线l是菱形ABCD的“独立关联直线”.
(1)如图2,点A(1,0),点C(3,1)是矩形ABCD的顶点,若一次函数y=kx﹣1(k≠0)的图象是这个矩形的“独立关联直线”,求k的值;
(2)点F,H是直线y=x上的两点,点F的横坐标为a,点H的横坐标为a+1;将正方形EFGH的边HE,EF,FG称为图形M(其中点E的横坐标为a),若直线l:y=﹣2x+2是图形M的“独立关联直线”,直接写出a的取值范围.
【题型2 一次函数中的最值问题】
5.(2024•东城区期末)在平面直角坐标系xOy中,对于线段AB和点Q,给出如下定义:若在直线y=x上存在点P,使得四边形ABPQ为平行四边形,则称点Q为线段AB的“相随点”.
(1)已知,点A(1,3),B(5,3).
①在点Q1(1,5),Q2(﹣1,3),Q3(0,4),Q4(﹣5,0)中,线段AB的“相随点”是 ;
②若点Q为线段AB的“相随点”,连接OQ,BQ,直接写出OQ+BQ的最小值及此时点Q的坐标;
(2)已知点A(﹣2,3),点B(2,﹣1),正方形CDEF边长为2,且以点(t,1)为中心,各边与坐标轴垂直或平行,若对于正方形CDEF上的任意一点,都存在线段AB上的两点M,N,使得该点为线段MN的“相随点”,请直接写出t的取值范围.
6.(2024•房山区校级期末)在平面直角坐标系xOy中,对于点P与图形W给出如下定义:N为图形W上任意一点,P,N两点间距离的最小值称为点P与图形W的“近点距离”.特别的,当点P在图形W上时,点P与图形W的“近点距离”为零.如图1,点A(3,1),B(3,5).
(1)点C(4,1)与线段AB的“近点距离”是 ;
点D(1,0)与线段AB的“近点距离”是 ;
(2)点P在直线y=x+2上,如果点P与线段AB的“近点距离”为2,那么点P的坐标是 ;
(3)如图2,将线段AB向右平移3个单位,得到线段EF,连接AE,BF,若直线y=x+b上存在点G,使得点G与四边形ABFE的“近点距离”小于或等于,直接写出b的取值范围.
7.(2024•西城区校级期末)对于定点P和图形W,给出如下定义:若图形W上存在两个不同的点M,N,使得四边形PMQN是平行四边形,则称点Q是点P关于图形W的衍生点.特别地,当平行四边形PMQN的面积最大时,称点Q是点P关于图形W的最佳衍生点.
在平面直角坐标系xOy中,点A(0,1),B(1,1),C(0,2),D(0,3),E(,2).
(1)点C,D,E中,点O关于线段AB的衍生点是 ;
(2)将点O关于线段AB的最佳衍生点记为T,
①直接写出点T的坐标;
②若直线y=﹣x+b上存在点O关于四边形ABTC的衍生点,求b的取值范围.
8.(2024•房山区校级期末)在平面直角坐标系xOy中,对于两点A,B,给出如下定义:以线段AB为边的正方形称为点A,B的“确定正方形”.如图1为点A,B的“确定正方形”的示意图.
(1)如果点C的坐标为(0,1),点D的坐标为(2,1),画出点C,D的一个“确定正方形”,这个正方形的面积是 ;
(2)已知点O的坐标为(0,0),点M为直线y=x+b(b>0)上一动点,当点O,M的“确定正方形”的面积最小,且最小面积为1时,求b的值.
(3)已知点E在以边长为2的正方形的边上,且该正方形的边与两坐标轴平行,对角线交点为P(m,0),点F在直线y=﹣x﹣2上,若要使所有点E,F的“确定正方形”的面积都不小于2,直接写出m的取值范围.
【题型3 一次函数中的动点问题】
9.(2024•西城区期末)在平面直角坐标系xOy中,对于线段a,给出如下定义:直线l1:y=2x+b1经过线段a的一个端点,直线l2:y=﹣3x+b2经过线段a的另一个端点.若直线l1与l2交于点P,且点P不在线段a上,则称点P为线段a的“双线关联点”.
(1)如图,线段a的两个端点分别为(0,﹣1)和(0,4),则在点P1(1,1),P2(﹣1,1),P3(﹣1,2)中,线段a的“双线关联点”是 ;
(2)A(m,y1),B(m+4,y2)是直线上的两个动点.
①点P是线段AB的“双线关联点”,且点P的纵坐标为4,求点P的横坐标;
②正方形CDEF的四个顶点的坐标分别为C(t,t),D(t,﹣t),E(3t,﹣t),F(3t,t),其中t>0.当点A,B在直线上运动时,不断产生线段AB的“双线关联点”,若所有线段AB的“双线关联点”中,恰有两个点在正方形CDEF上,直接写出t的取值范围.
10.(2024•昌平区期末)在平面直角坐标系xOy中,对于两个点P,Q和图形W,给出如下定义:若射线OQ与图形W的一个交点为M,射线PQ与图形W的一个交点为N,且满足四边形OPMN为平行四边形,则称点Q是点P关于图形W的“平心点”.如图1中,点Q是点P关于图中线段ST的“平心点”.
已知点:A(2,2),B(6,2),C(2,0),
(1)点D(1,1),E(2,3),F(,1)中,是点C关于直线AB“平心点”的有 ;
(2)若点C关于线段AB的“平心点”J的横坐标为a时,求a的取值范围;
(3)已知点G(6,5),H(2,5),K(0,﹣2),点P是线段CK上的动点(点P不与端点C,K重合),若直线l:y=kx上存在点P关于矩形ABGH的“平心点”,请直接写出k的取值范围.
11.(2023•西城区期末)在平面直角坐标系xOy中,对于任意两点P1(x1,y1),P2(x2,y2),给出如下定义:
将点P1与P2的“变倍距离”记为d(P1,P2),
若|x1﹣x2|≥|y1﹣y2|,则d(P1,P2)=5|x1﹣x2|+4|y1﹣y2|;
若|x1﹣x2|<|y1﹣y2|,则d(P1,P2)=4|x1﹣x2|+3|y1﹣y2|.
例如,点M(﹣1,5)与N(2,4)的“变倍距离”d(M,N)=5×3+4×1=19.
已知点A(2,0).
(1)若点B(0,2),C(0,﹣3),则d(A,B)= ,d(A,C)= ;
(2)点D在y轴负半轴上,且d(A,D)=15,求点D的坐标;
(3)点P、Q是第一、三象限角平分线上的两个动点(P与Q不重合),若d(A,P)=d(A,Q)=t,直接写出t的取值范围.
12.(2023•西城区期末)在平面直角坐标系xOy中,已知点P(x1,y1),Q(x2,y2),给出如下定义:
M[P,Q](x1+x2﹣|x1﹣x2|)(y1+y2﹣|y1﹣y2|).
(1)已知点P(1,0).
①若点Q与点P重合,则M[P,Q]= ;
②若点Q(3,﹣1),则M[P,Q]= ;
(2)正方形OABC四个顶点的坐标分别是O(0,0),A(t,0),B(t,t),C(0,t),其中t>0,在正方形OABC内部有一点P(a,b),动点Q在正方形OABC的边上及其内部运动.若M[P,Q]=a+b,求所有满足条件的点Q组成的图形的面积(用含a,b,t的式子表示);
(3)若点P(1,2),Q(k,5﹣k),M[P,Q]>0,且M[P,Q]为奇数,直接写出k的取值范围.
【题型4 一次函数中的存在性问题】
13.(2024•怀柔区期末)在平面直角坐标系xOy中,已知点P(a,b).如果存在点Q(a′,b′),满足a′=a﹣b,b′=a+b,则称点Q为点P的“非常点”.
(1)如图1,在Q1(﹣1,3),Q2(3,﹣1),Q3(﹣1,﹣1)中,点P(1,﹣2)的“非常点”是 ;
(2)若点P(a,b)在第一象限,且a>b,判断△POQ的形状并证明;
(3)直线与x轴,y轴分别交于G,H两点,若线段GH上存在点P的非常点Q,请直接写出线段OP长度的取值范围.
14.(2024•顺义区期末)在平面直角坐标系xOy中,对于点P和图形N,给出如下定义:如果图形N上存在点Q,使得PQ=1,那么称点P为图形N的“拉手点”.
已知点A(﹣4,0),B(0,4).
(1)在点P1(0,5),P2(﹣4,1),P3(﹣2,0)中,线段AB的“拉手点”是 ;
(2)若直线y=x+b上存在线段AB的“拉手点”,求b的取值范围,
(3)O是边长为a的正方形CDEF的对角线的交点.若正方形CDEF上存在线段AB的“拉手点”,直接写出a的取值范围.
15.(2024•海淀区校级期末)在平面直角坐标系xOy中,对于点P(x,y)和点Q给出如下定义:若点Q的坐标为(x,ny)(n>0),则称点Q为点P的“n倍点”.
(1)①若点P(3,3),点Q为点P的“倍点”,则点Q的坐标为 ;
②当P是直线y=x+1与x轴的交点时,点P的“n倍点”的坐标为 .
(2)已知点A(2,3),B(6,3),C(8,5),D(4,5);
①若对于直线AD上任意一点Q,在直线y=2x+2上都有点P,使得点Q为点P的“n倍点”,求n的值;
②点P是直线y=kx+2k(k>0)上任意一点,若在四边形ABCD的边上存在点P的“n倍点”,且n=k,直接写出k的取值范围.
16.(2023•海淀区期末)在平面直角坐标系xOy中,对于点P(x0,y0),给出如下定义:若存在实数x1,x2,y1,y2使得x0﹣x1=x1﹣x2且y0﹣y1=y1﹣y2,则称点P为以点(x1,y1)和(x2,y2)为端点的线段的等差点.
(1)若线段m的两个端点坐标分别为(1,2)和(3,﹣2),则下列点是线段m等差点的有 ;(填写序号即可)
①P1(﹣1,6);
②P2(2,0);
③P3(4,﹣4);
④P₄(5,﹣6).
(2)点A,B都在直线y=﹣x上,已知点A的横坐标为﹣2,M(t,0),N(t+1,1).
①如图1,当t=﹣1时,线段AB的等差点在线段MN上,求满足条件的点B的坐标;
②如图2,点B横坐标为2,以AB为对角线构造正方形ACBD,在正方形ACBD的边上(包括顶点)任取两点连接的线段中,若线段MN上存在其中某条线段的等差点,直接写出t的取值范围 .
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专题06 一次函数综合题【四大题型】
【题型1 一次函数中的参数范围问题】
1.(2024•平谷区期末)已知:a图形上任意一点M,b图形上任意一点N,若点M与点N之间的距离MN始终满足MN>0,则称图形a与图形b相离.
(1)已知点A(0,﹣2),B(2,6),C(3,4),D(﹣1,0).
①与直线y=x+1为相离图形的点是 A,B ;
②若直线y=x+b与△ABC相离,求b的取值范围.
(2)设直线y=x+3、直线y=﹣x+3及直线y=﹣2围成的图形为W,图形T是边长为2的正方形,且正方形的各边分别与两坐标轴平行,该正方形对角线的交点坐标为(t,0),直接写出图形T与图形W相离时t的取值范围.
解:(1)①∵点A(0,﹣2),
∴当x=0时,0+1≠﹣2,
∴点A不在直线y=x+1上,A(0,﹣2),B(2,6),C(3,4),D(﹣1,0)
同理,点B(2,6)不在直线y=x+1上,点C(3,4),点D(﹣1,0)在直线上,
∴与直线y=x+1相离的点是A,B;
答案:A,B;
②当直线y=x+b过点A(0,﹣2)时,
∴﹣2=0+b,
解得:b=﹣1.
当直线y=x+b过点B(2,6)时,
∴6=2+b,
解得:b=4.
∴b的取值范围是b>4或b<﹣2.
(2)如图所示:
图形T与图形W相离时t的取值范围是t>5或t<﹣5或﹣1<t<1.
2.(2024•海淀区校级期末)在平面直角坐标系xOy中,对于图形M和图形N给出如下定义:如果图形M上存在点P、y轴上存在点T,使得点P以点T为旋转中心,逆时针旋转90°得到的点Q在图形N上,那么称图形N是图形M的“关联图形”.
(1)如图,点A(﹣3,2),B(0,﹣1),C(3,2),D(﹣1,6).
①在点B,C,D中,可以是点A的“关联图形”是 B,C ;
②若直线y=kx﹣2不是点A的“关联图形”,求实数k的值;
(2)已知点E(m,0),G(m+1,1),以线段EG为对角线的正方形为EFGH,若正方形EFGH是其自己的“关联图形”,直接写出m的取值范围.
解:(1)①A点绕(0,2)逆时针旋转 90° 得到点B,点A绕(0,5)逆时针旋转90°得到点C,
答案:B,C;
②设点K(0,a),那么点A绕点K逆时针旋转90°得到点A',
作AJ⊥y轴交y轴于J,作A'S\K⊥y轴交y轴于点K,如图所示,
由旋转可知,AT=A′T,∠ATA′=90°,
∵∠AJT=90°,
∴∠TAJ+∠ATJ=90°,
∵∠ATJ+∠A′TK=90°,
∴∠TAJ=∠A′TK,
∴△ATJ≌△A′KJ(AAS),
∵A(﹣3,2),
∴TJ=a﹣2=KA′,AJ=3=TK,
∴OK=TO﹣TK=a﹣3,
∴A坐标为(a﹣2,a﹣3),
当a=2时,A'(0,﹣1),
当a=3时,有A'(1,0),
设点A在直线y=cx+d上运动,
代入(0,﹣1)和(1,0),
解得:c=1,d=﹣1,
∴A'在直线y=x﹣1上运动.
∵直线y=kx﹣2不是点A的“关联图形”,
∴直线y=kx﹣2和直线y=x﹣1没有交点,
即两直线平行,
∴k=1.
(2)∵E(m,0),G(m+1,1),
∴H(m,1),F(m+1,0).
同(1)②,如图,可得点G(m+1,1)绕点K逆时针旋转90°得到点G'(a﹣1,a+m+1),
且G'在y=x+m+2上运动,
设y=x+m+2在x轴的交点为Q,则Q点坐标为(﹣m﹣2,0).当y=x+m+2与正方形EFGH有唯一交点,即点F与Q重叠时,m取得最小值.此时,m+1=﹣m﹣2,
∴m.
同(1)②,如图,可得点E(m,0)绕点K逆时针旋转90°得到点E'(a,a+m),
且E'在y=x+m上运动,
当y=x+m与正方形EFGH有唯一交点,
即点H(m,1)在y=x+m上时,m取得最大值,
此时,1=m+m,
∴m.
综上所述,m的取值范围是m.
3.(2024•东城区校级期末)定义:对于给定的一次函数y=ax+b(a≠0),把形如的函数称为一次函数y=ax+b的衍生函数.
(1)已知函数y=x+1,若点P(1,b1),Q(﹣2,b2)在这个一次函数的衍生函数图象上,则b1= 2 ,b2= ﹣1 .
(2)已知矩形ABCD的顶点坐标分别为A(1,0),B(1,2),C(﹣3,2),D(﹣3,0),当函数y=kx﹣3(k>0)的衍生函数的图象与矩形ABCD有1个交点时,k= 1 ;当函数y=kx﹣3(k>0)的衍生函数的图象与矩形ABCD有两个交点时,直接写出k的取值范围 1<k<3 .
(3)已知点E(0,t),以OE为一条对角线作正方形OMEN,当正方形OMEN与一次函数y=2x﹣2的衍生函数图象有两个交点时,求t的取值范围.
解:(1)∵点P(1,b1),Q(﹣2,b2)在一次函数y=x+1的衍生函数图象上,
①x=1>0,
∴b1=1+1=2,
②x=﹣2<0,
∴b2=2+1=3,
答案:2,3;
(2)根据题意,函数y=kx﹣3(k>0)的衍生函数可以表示为y=|k|x﹣3,
如图1所示,当直线在位置①时,函数和矩形有1个交点,
当x=3时,y=|k|x﹣3=|k|×3﹣3=0,
解得k=±1,
∵k>0,
∴取k=1,
当直线在位置②时,函数与矩形有3个交点,
当x=1时,y=|k|x﹣3=|k|×1﹣3=0,
解得k=±3,
∵k>0,
∴取k=3,
故函数在①②之间的位置时,函数与矩形有两个交点,
即1<k<3;
答案:1,1<k<3;
(3)根据题意分情况如下:
①当t>0时,如图2,
∵四边形OMEN是正方形,点E在y轴上,且OE为对角线,
∴OM与x轴的正半轴夹角为45°,
∴直线OM的解析式为y=x,
∴,
解得,
∴M(2,2),N(﹣2,2),
∴MN=4,
∴OE=4,
即t=4,
②﹣2<t<0时,如图3,
∴此时,同理可求t,
③t=﹣2时,如图4,
此时正方形OMEN与一次函数y=2x﹣2的衍生函数图象有三个交点,
∴当t<﹣2时,正方形OMEN与一次函数y=2x﹣2的衍生函数图象有两个交点,
综上,t的取值范围为t=4或t或t<﹣2.
4.(2023•延庆区期末)在平面直角坐标系xOy中,对于直线l和图形W给出如下定义:若直线l与图形W有且只有一个交点,则称直线l是图形W的“独立关联直线”.
如图1,直线l是菱形ABCD的“独立关联直线”.
(1)如图2,点A(1,0),点C(3,1)是矩形ABCD的顶点,若一次函数y=kx﹣1(k≠0)的图象是这个矩形的“独立关联直线”,求k的值;
(2)点F,H是直线y=x上的两点,点F的横坐标为a,点H的横坐标为a+1;将正方形EFGH的边HE,EF,FG称为图形M(其中点E的横坐标为a),若直线l:y=﹣2x+2是图形M的“独立关联直线”,直接写出a的取值范围.
(1)解:如图,当y=kx﹣1(k≠0)与y轴的交点为(0,﹣1),当直线经过点D(1,1)或B(3,0)时满足条
∴1=k﹣1或 0=3k﹣1.
∴k=2 或.
(2)∵点F,H是直线y=x上的两点,点F的横坐标为a,点H的横坐标为a+1,点E的横坐标为a,
∴F(a,a),G(a+1,a),H(a+1,a+1),
若直线l:y=﹣2x+2是图形M的“独立关联直线”,存在以下两种情况:
第一种情况,直线l:y=﹣2x+2经过点F(a,a),
∴a=﹣2a+2,
∴a.
第二种情况,直线l:y=﹣2x+2只与EH相交.当直线l经过点H(a+1,a+1)时,a+1=﹣2(a+1)+2,
∴a,
当直线l经过点G(a+1,a)时,a=﹣2(a+1)+2,
∴a=0,
∴直线l:y=﹣2x+2只与EH相交时a取值范围是,
综上,a取值范围是或.
【题型2 一次函数中的最值问题】
5.(2024•东城区期末)在平面直角坐标系xOy中,对于线段AB和点Q,给出如下定义:若在直线y=x上存在点P,使得四边形ABPQ为平行四边形,则称点Q为线段AB的“相随点”.
(1)已知,点A(1,3),B(5,3).
①在点Q1(1,5),Q2(﹣1,3),Q3(0,4),Q4(﹣5,0)中,线段AB的“相随点”是 Q1(1,5),Q3(0,4) ;
②若点Q为线段AB的“相随点”,连接OQ,BQ,直接写出OQ+BQ的最小值及此时点Q的坐标;
(2)已知点A(﹣2,3),点B(2,﹣1),正方形CDEF边长为2,且以点(t,1)为中心,各边与坐标轴垂直或平行,若对于正方形CDEF上的任意一点,都存在线段AB上的两点M,N,使得该点为线段MN的“相随点”,请直接写出t的取值范围.
解:(1)①∵点A(l,3),B(5,3).
∴AB=5﹣1=4,
∵四边形ABPQ为平行四边形,
∴AB∥PQ,AB=PQ=4,
∵点P在直线y=x上,
∴设P(x,x),
当Q1(1,5)时,若PQ1∥AB,且PQ1=AB,
∴x﹣1=4,x=5,
∴x=5,
∴P(5,5)符合题意,
∴Q1(1,5)是线段AB的“相随点”;
当Q2(﹣1,3)时,若PQ2∥AB,且PQ2=AB,
∴x﹣(﹣1)=4,x=3,
∴x=3,
∴P(3,3),此时点P,Q和点A,B共线,围不成平行四边形,不符合题意;
当Q3(0,4)时,若PQ3∥AB,且PQ3=AB,
∴x﹣0=4,x=4,
∴x=4,
∴P(4,4)符合题意,
∴Q3(0,4)是线段AB的“相随点”;
当Q4(﹣5,0)时,若PQ4∥AB,且PQ4=AB,
∴x﹣(﹣5)=4,x=0,
∴x=﹣l与x=0相矛盾,不符合题意;
综上所述,线段AB的“相随点”是Q1(1,5),Q3(0,4),
答案:Q1(1,5),Q3(0,4);
②∵点Q为线段AB的“相随点”,
∴四边形ABPQ为平行四边形,
∴AB∥PQ,AB=PQ=4,
∴设P(y,y),Q(x,y),
∴y﹣x=4,
∴y=x+4,
∴点Q在直线y=x+4上运动,
如图所示,连接OQ,BQ,作点O关于直线y=x+4的对称点O′,连接QO′,BO',
则QO'=QO,
∴OQ+BQ=O'Q+BQ≥BO',
∴当点O′,Q,B三点共线时,OQ+BQ有最小值,即BO′的长度,
∵点O和点O′关于直线y=x+4对称,
∴O′(﹣4,4),
∵B(5,3),
∴O′B,
∴OQ+BQ的最小值为,
设直线O′B的解析式为y=kx+b,则,
解得:,
∴直线O′B的解析式为yx,
联立得:,
解得:,
∴此时点Q的坐标为(,);
(2)对于线段AB上的M,N,使得四边形MNPQ为平行四边形,
∴xM+xP=xN+xQ,
∴xN﹣xM=xP﹣xQ,∵A(﹣2,3),B(2,﹣1),
∴xB﹣xA=4,
∴﹣4≤xN﹣xM≤4,∵xP=m,
∴m一4≤xQ≤m+4.纵坐标同理可得,
∴当xQ=m﹣4时,yQ=m+4,此时Q在直线y=x+8上,当xQ=m+4,yQ=m﹣4,此时Q在直线y=x﹣8上,
∴Q点所形成的区域是直线y=x+8与y=x﹣8之间,且不包含直线AB上与直线y=x上.
∴当正方形T1左上角端点过y=x+8时,此时t﹣1=﹣6,
解得t=﹣5,
当正方形T2右上角端点过AB时,t+1=﹣1,
解得:t=﹣2,
当正方形T3左上角端点过y=x时,此时t﹣1=2,
解得t=3,
当正方形T3右下角端点过y=x﹣8时,t+1=8,
解得t=7.
∵正方形与y=x+8与y=x﹣8是可以有交点的,正方形与y=x与直线AB是不能有交点的,
∴﹣5≤t<﹣2或3<t≤7.
∴t的取值范围为:﹣5≤t<﹣2或3<t≤7.
6.(2024•房山区校级期末)在平面直角坐标系xOy中,对于点P与图形W给出如下定义:N为图形W上任意一点,P,N两点间距离的最小值称为点P与图形W的“近点距离”.特别的,当点P在图形W上时,点P与图形W的“近点距离”为零.如图1,点A(3,1),B(3,5).
(1)点C(4,1)与线段AB的“近点距离”是 1 ;
点D(1,0)与线段AB的“近点距离”是 ;
(2)点P在直线y=x+2上,如果点P与线段AB的“近点距离”为2,那么点P的坐标是 (1,3)或 ;
(3)如图2,将线段AB向右平移3个单位,得到线段EF,连接AE,BF,若直线y=x+b上存在点G,使得点G与四边形ABFE的“近点距离”小于或等于,直接写出b的取值范围.
解:(1)如图,
∵C(4,1),A(3,1),
∴点C(4,1)与线段AB的“近点距离”是1;
∵D(1,0),A(3,1),
∴,
∴点D(1,0)与线段AB的“近点距离”是;
答案:1;;
(2)如图,当P在AB左边时,
当PN⊥AB时,P,N两点间距离最小,
∵点P与线段AB的“近点距离”为2,
∴PN=2,
∵xN=3,
∴xP=1,
∴yP=1+2=3,
∴P(1,3),
当P在AB的右边时,如图中的P,
∴AP'=2,
过B作x轴的平行线,过P′作x轴的垂线,交点为Q,
∵直线P′B为y=x+2,
∴△BQP'为等腰直角三角形,
∴,
∴;
答案:(1,3)或;
(3)如图,过B作BG⊥直线y=x+b,则线段GB的长度为点G与四边形ABFE的“近点距离”,
∵一次函数y=x+b,
∴∠GMT=45°=∠GTM,
∴∠OWT=∠OTW=45°,
∴设OT=OW=n,
∴W(0,n),T(n,0),
设直线GT为y=ex+f,
∴,
解得,
∴直线GT为y=﹣x+8,
∴T(8,0),
∴,
当时,,
过G作GV⊥x轴于V,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴;
如图,过E作EG⊥直线y=x+b,则线段EG的长度为点G与四边形ABFE的“近点距离”,
∵由平移可得E(6,1),
同理可得直线GE为y=﹣x+7,
∴K(0,7),
∴,
当时,则,
过G作GV⊥y轴于V,
∴,
∴,
∴,
∴,
,
解得;
∴直线y=x+b上存在点G,使得点G与四边形ABFE 的“近点距离”小于或等于,b的取值范围为.
7.(2024•西城区校级期末)对于定点P和图形W,给出如下定义:若图形W上存在两个不同的点M,N,使得四边形PMQN是平行四边形,则称点Q是点P关于图形W的衍生点.特别地,当平行四边形PMQN的面积最大时,称点Q是点P关于图形W的最佳衍生点.
在平面直角坐标系xOy中,点A(0,1),B(1,1),C(0,2),D(0,3),E(,2).
(1)点C,D,E中,点O关于线段AB的衍生点是 E ;
(2)将点O关于线段AB的最佳衍生点记为T,
①直接写出点T的坐标;
②若直线y=﹣x+b上存在点O关于四边形ABTC的衍生点,求b的取值范围.
解:(1)如图1,点C,D,E中,点O关于线段AB的衍生点是E;
答案:E;
(2)①如图2,∵点O关于线段AB的最佳衍生点记为T,
即▱OABT的面积最大,
∴T(1,2);
②将直线y=﹣x+b上存在的点O关于四边形ABTC的衍生点记为点H,
∵点A(0,1),B(1,1),C(0,2),T(1,2),
∴四边形ABTC是正方形,
考虑正方形ABTC及其内部的任意点K(除顶点A、B、T、C外),总能够在正方形ABTC上找到两点M,N,使
点K是MN的中点,
由题意可知:四边形OMHN是平行四边形,
∴由平行四边形的性质可知:K也是O,H的中点,
∴所有的点H组成正方形CB1C1D1和及其内部(边OD1上的点和B1,C1除外),如图3,将它记为图形G,
依题意:只需要直线y=﹣x+b与图形G有一个公共点即可,
当直线y=﹣x+b经过点C1(2,4)时,b=6,
当直线y=﹣x+b经过点C(0,2)时,b=2,
∴b的取值范围是2<b<6.
8.(2024•房山区校级期末)在平面直角坐标系xOy中,对于两点A,B,给出如下定义:以线段AB为边的正方形称为点A,B的“确定正方形”.如图1为点A,B的“确定正方形”的示意图.
(1)如果点C的坐标为(0,1),点D的坐标为(2,1),画出点C,D的一个“确定正方形”,这个正方形的面积是 4 ;
(2)已知点O的坐标为(0,0),点M为直线y=x+b(b>0)上一动点,当点O,M的“确定正方形”的面积最小,且最小面积为1时,求b的值.
(3)已知点E在以边长为2的正方形的边上,且该正方形的边与两坐标轴平行,对角线交点为P(m,0),点F在直线y=﹣x﹣2上,若要使所有点E,F的“确定正方形”的面积都不小于2,直接写出m的取值范围.
解:(1)由C(0,1),D(2,1)得:CD=2,
∴这个正方形的面积为:2×2=4.
答案:4.
(2)如图(1),当OM垂直与直线y=kx+b时,点O,M的“确定正方形”的面积最小,
∵最小面积为1,
∴边长OM=1,
∵直线y=x+b(b>0)是直线y=x向上平移b个单位所得,且y=x是一三象限的角平分线,
∴直线y=x+b与x轴成45°角,
∴∠MOy=45°,
∴M(,),
把点M代入y=x+b得,b,
解得:b.
(3)对直线y=﹣x﹣2,当y=0时,x=﹣2,
∴直线y=﹣x﹣2与x轴的交点为(﹣2,0),
如图(2),
①当正方形在直线y=﹣x﹣2下方,PE垂直y=﹣x﹣2于点F时,点E,F的“确定正方形”的面积最小为2,
∴EF,
∵正方形的边长为2,点P是对角线的交点,
∴PE,
∴PF=2,
∵∠FPO=45°,
∴OP=2PF=2+4=6,
∴m=﹣6,
∵点E,F的“确定正方形”的面积都不小于2,
∴m≤﹣6,
②当正方形在直线y=﹣x﹣2的上方时,PE垂直y=﹣x﹣2于点F时,点E,F的“确定正方形”的面积最小为2,
∴EF,
∵正方形的边长为2,点P是对角线的交点,
∴PE,
∴PF=2,
∵∠FPO=45°,
∴OPPF﹣2=4﹣2=2,
∴m=2,
∵点E,F的“确定正方形”的面积都不小于2,
∴m≥2,
综上所述:m≤﹣6或m≥2.
【题型3 一次函数中的动点问题】
9.(2024•西城区期末)在平面直角坐标系xOy中,对于线段a,给出如下定义:直线l1:y=2x+b1经过线段a的一个端点,直线l2:y=﹣3x+b2经过线段a的另一个端点.若直线l1与l2交于点P,且点P不在线段a上,则称点P为线段a的“双线关联点”.
(1)如图,线段a的两个端点分别为(0,﹣1)和(0,4),则在点P1(1,1),P2(﹣1,1),P3(﹣1,2)中,线段a的“双线关联点”是 P1,P3 ;
(2)A(m,y1),B(m+4,y2)是直线上的两个动点.
①点P是线段AB的“双线关联点”,且点P的纵坐标为4,求点P的横坐标;
②正方形CDEF的四个顶点的坐标分别为C(t,t),D(t,﹣t),E(3t,﹣t),F(3t,t),其中t>0.当点A,B在直线上运动时,不断产生线段AB的“双线关联点”,若所有线段AB的“双线关联点”中,恰有两个点在正方形CDEF上,直接写出t的取值范围.
解:(1)若直线l1经过点(0,﹣1),直线l2经过点(0,4),
则代入得b1=﹣1,b2=4,
∴直线l1:y=2x﹣1,直线l2:y=﹣3x+4,
联立得,
解得,
∴点P1是线段a的“双线关联点”;
若直线l1经过点(0,4),直线l2经过点(0,﹣1),
则同理可求直线l1:y=2x+4,直线l2:y=﹣3x﹣1,
联立得,
解得,
∴点P3是线段a的“双线关联点”,
答案:P1,P3;
(2)①将点A、B代入,
得,,
∴,,
当直线l1经过点,直线l2经过时,
则代入得,,
解得,,
∴直线,直线l2:,
联立得,
解得,
∴,
解得,
∴;
当直线l1经过点,直线l2经过点时,
同上可求l1,直线l2:,
联立得,
解得,
∴,
解得,
∴;
综上所述,点P的横坐标为或;
②设线段AB的“双线关联点”为M,N,则,
由①得,
消去m可得,
∴点M在直线上运动,
同理可求点N在直线l:上运动,
∵线段AB的“双线关联点”中,恰有两个点在正方形CDEF上,
∴正方形CDEF与直线和直线恰有2个交点,
当t>0且t很小时,此时正方形与两条直线无交点,不符合题意,如图,
随着t增大,当点E落在直线l上,此时1个交点,不符合题意,如图,
则,
解得;
当t继续增大,此时,则直线l与正方形有2个交点,符合题意,如图,
当t继续增大,直至点C(t,t)落在直线P,
则,
解得t=15,此时有3个交点,不符合题意,如图,
∴满足2个交点,则;
当时,此时有4个交点,不符合题意,如图,
综上,.
10.(2024•昌平区期末)在平面直角坐标系xOy中,对于两个点P,Q和图形W,给出如下定义:若射线OQ与图形W的一个交点为M,射线PQ与图形W的一个交点为N,且满足四边形OPMN为平行四边形,则称点Q是点P关于图形W的“平心点”.如图1中,点Q是点P关于图中线段ST的“平心点”.
已知点:A(2,2),B(6,2),C(2,0),
(1)点D(1,1),E(2,3),F(,1)中,是点C关于直线AB“平心点”的有 D、F ;
(2)若点C关于线段AB的“平心点”J的横坐标为a时,求a的取值范围;
(3)已知点G(6,5),H(2,5),K(0,﹣2),点P是线段CK上的动点(点P不与端点C,K重合),若直线l:y=kx上存在点P关于矩形ABGH的“平心点”,请直接写出k的取值范围.
解:(1)根据题意作图如下:
A(2,2),B(6,2),C(2,0),O(0,0),D(1,1),
直线AB所在直线为 y=2,
设直线OD所在直线为 y=mx,
将点D(1,1)代入得:m=1,
∴y=x,其交直线 y=2于点(2,2),
设直线CD所在直线为y=nx+d,
则,解得 ,
∴直线CD所在直线为 y=﹣x+2,其交直线 y=2 于点(0,2),
∴两个交点之间的距离为 2﹣0=2,
∵AB所在直线平行于x轴,
∴四边形为平行四边形,符合题意;
同理点E不符合题意;点F符合题意;
答案:D、F;
(2)根据题意结合图象,连接AC,则中点,即J(2,1),
连接OB,则中点 即J1(3,1),
∴2≤a≤3;
(3)根据题意得:“平心点”为平行四边形对角线的交点,
如图所示,将各点描出,然后连线,得四边形ABGH为矩形,
根据题意,平移OP,使得平移后的线段落在矩形ABGH上,O点平移后的对应点为N,F 点平移后的对应点为点M,
平移线段OP,平移后的线段可能落在矩形左下角或右上角,
当落在左下角时,如图所示:
点P接近点K时,点M接近点A,点P接近点C时,由(2)得点M接近AB中点(4,2),
OM 所在直线即为直线l:y=kx,
将点A(2,2)代入得:k=1,
将点(4,2)代入得:,
∴,
当落在右上角时,如图所示:
点P接近点K时,点M接近点G(6,5),
点P接近点C时,G(6,5),K(0,﹣2),点M接近点(6,3),
OM所在直线即为直线l:y=kx,
将点 G(6,5)代入得:,
将点(6,3)代入得:,
∴,
综上可得:.
11.(2023•西城区期末)在平面直角坐标系xOy中,对于任意两点P1(x1,y1),P2(x2,y2),给出如下定义:
将点P1与P2的“变倍距离”记为d(P1,P2),
若|x1﹣x2|≥|y1﹣y2|,则d(P1,P2)=5|x1﹣x2|+4|y1﹣y2|;
若|x1﹣x2|<|y1﹣y2|,则d(P1,P2)=4|x1﹣x2|+3|y1﹣y2|.
例如,点M(﹣1,5)与N(2,4)的“变倍距离”d(M,N)=5×3+4×1=19.
已知点A(2,0).
(1)若点B(0,2),C(0,﹣3),则d(A,B)= 18 ,d(A,C)= 17 ;
(2)点D在y轴负半轴上,且d(A,D)=15,求点D的坐标;
(3)点P、Q是第一、三象限角平分线上的两个动点(P与Q不重合),若d(A,P)=d(A,Q)=t,直接写出t的取值范围.
解:(1)∵2﹣0=|0﹣2|,
∴d(A,B)=5×2+4×2=18,
∵2﹣0<|0﹣(﹣3)|,
∴d(A,C)=4×2+3×3=17,
答案:18,17;
(2)设D(0,y),y<0,
当﹣2≤y<0时,2≥﹣y,
d(A,D)=5×2+4×(﹣y)=15,
∴y,
当y<﹣2时,2<﹣y,
d(A,D)=4×2﹣3y=15,
y,
∴D(0,)或(0,);
(3)设P(x1,y1),Q(x2,y2),x1≠x2,
当P(1,1)时,|x1﹣2|=|y1﹣0|,d=(A,P)=t=9,
①当1<x1<2时,|x1﹣2|<|y1﹣0|,d=(A,P)=t=4(2﹣x1)+3x1=8﹣x1,
∴6<t<7;
②当P(2,2)时,d(A,P)=t=6,
当x1>2时,|x1﹣2|<|y1﹣0|,d=(A,P)=t=4(x1﹣2)+3x1=7x1﹣8,
∴t>6;
③当0<x2≤1时,|x2﹣2|>|y2﹣0|,d=(A,Q)=t=5(2﹣x2)+4x2=10﹣x2,
∴9≤t<10;
④当x≤0时,|x2﹣2|>|y2﹣0|,d=(A,Q)=t=5(2﹣x2)﹣4x2=10﹣9x2,
∴t≥10;
∵P、Q不重合,
∴6<t<7或t≥9.
12.(2023•西城区期末)在平面直角坐标系xOy中,已知点P(x1,y1),Q(x2,y2),给出如下定义:
M[P,Q](x1+x2﹣|x1﹣x2|)(y1+y2﹣|y1﹣y2|).
(1)已知点P(1,0).
①若点Q与点P重合,则M[P,Q]= 1 ;
②若点Q(3,﹣1),则M[P,Q]= 0 ;
(2)正方形OABC四个顶点的坐标分别是O(0,0),A(t,0),B(t,t),C(0,t),其中t>0,在正方形OABC内部有一点P(a,b),动点Q在正方形OABC的边上及其内部运动.若M[P,Q]=a+b,求所有满足条件的点Q组成的图形的面积(用含a,b,t的式子表示);
(3)若点P(1,2),Q(k,5﹣k),M[P,Q]>0,且M[P,Q]为奇数,直接写出k的取值范围.
解:(1)①由题意得:M[P,Q]1,
答案:1.
②由题意得:M[P,Q]0,
答案:0.
(2)设点Q的坐标为(x,y),
∴M[P,Q],
∴当x≥a,y≥b时,M[P,Q]a+b,
当x≥a,y<b时,M[P,Q],
当x<a,y≥b时,M[P,Q],
当x<a,y<b时,M[P,Q],
∵M[P,Q]=a+b,
∴x≥a,y≥b,
∴所有满足条件的点Q组成的图形是如图所示的阴影区域,面积为 (t﹣a)(t﹣b),
(3)由题意得,M[P,Q],
当k<1时,M[P,Q],
∵M[P,Q]>0,
∴k+2>0,
∴﹣2<k<1,
∵M[P,Q]为奇数,即k为奇数,
∴k=﹣1;
当1≤k≤3时,M[P,Q],
此时满足M[P,Q]>0且M[P,Q]为奇数,
∴1≤k≤3,
当k>3时,M[P,Q],
∵M[P,Q]>0,
∴6﹣k>0,
∴3<k<6,
∵M[P,Q]为奇数,即k为奇数,
∴k=5;
综上,1≤k≤3或k=﹣1或k=5.
【题型4 一次函数中的存在性问题】
13.(2024•怀柔区期末)在平面直角坐标系xOy中,已知点P(a,b).如果存在点Q(a′,b′),满足a′=a﹣b,b′=a+b,则称点Q为点P的“非常点”.
(1)如图1,在Q1(﹣1,3),Q2(3,﹣1),Q3(﹣1,﹣1)中,点P(1,﹣2)的“非常点”是 Q2 ;
(2)若点P(a,b)在第一象限,且a>b,判断△POQ的形状并证明;
(3)直线与x轴,y轴分别交于G,H两点,若线段GH上存在点P的非常点Q,请直接写出线段OP长度的取值范围.
解:(1)若点Q(a,b)为点P(1,﹣2)的“非常 点”,则a=1﹣(﹣2)=3,b=1+(﹣2)=﹣1,即Q(3,﹣1),
∴Q2(3,﹣1)满足题意;
答案:Q2;
(2)△POQ是等腰直角三角形;
证明:如图2,
∵P(a,b),Q(a﹣b,a+b),
∴,,,
∴PQ2+OP2=OQ2,
∴△POQ是直角三角形,
同时PQ=OP,
∴△POQ是等腰直角三角形;
(3).理由如下:
如图3,
∵点Q(a﹣b,a+b)在线段GH上,
∴,
整理得,
∵点P(a,b)的非常点为点Q,
∴点P(a,b)是直线 上的动点,
∵点Q(a﹣b,a+b)在线段GH上,
∴当点Q在点G处时,点P在点A处,当点Q在点H处时,点P在点B处,
即点P在线段AB上运动,
当点P在点A处时,点Q在点G处,
令y=0,则,
解得 x=﹣2,
∴G(﹣2,0),
由(2)知,△GAO是等腰直角三角形,
∴A(﹣1,1),
即此时P(﹣1,1),,
当点P在点B处时,点Q在点H处,
令x=0,则,
∴,
由(2)知,△OBH是等腰直角三角形,
∴,
即此时 ,,
∴OP的最大值为,
设直线与直线相交于点D,
联立方程组,
解得 ,
∴,
∴,
过点O作OC⊥BD于点C,
当点P在点C处时,点Q在点D处,此时OP取最小值,
∵△OCD是等腰直角三角形,
∵,
即OP的最小值是,
∴线段OP长度的取值范围是.
14.(2024•顺义区期末)在平面直角坐标系xOy中,对于点P和图形N,给出如下定义:如果图形N上存在点Q,使得PQ=1,那么称点P为图形N的“拉手点”.
已知点A(﹣4,0),B(0,4).
(1)在点P1(0,5),P2(﹣4,1),P3(﹣2,0)中,线段AB的“拉手点”是 P1,P2 ;
(2)若直线y=x+b上存在线段AB的“拉手点”,求b的取值范围,
(3)O是边长为a的正方形CDEF的对角线的交点.若正方形CDEF上存在线段AB的“拉手点”,直接写出a的取值范围.
解:(1)由图可知,P1B=1,P2A=1,
∴在点P1(0,5),P2(﹣4,1),P3(﹣2,0)中,线段AB的“拉手点”是P1,P2,
答案:P1,P2;
(2)如图,当直线y=x+b在点B上方时,延长AB交直线y=﹣x+b于点C,设直线y=﹣x+b与y轴交于点D,y=﹣x+b与x轴交于点N,
∵A(﹣4,0),B(0,4),∠AOB=90°,
∴OA=4,OB=4,
∴∠OBA=∠OAB=45°,
∴∠CBD=45°,
∵在直线y=﹣x+b中,x=0,y=b;y=0,x=b,
∴DO=ON,
∵∠DON=90°,
∴∠CDB=45°=∠CBD,
∴∠DCB=90°,
此时点B到直线y=﹣x+b的距离是BC,
∴当BC=CD=1,则,
过点B作BH⊥DF(DF:y=x+b),则BH=CD=1,直线y=x+b与线段AB有“拉手点”,
∴;
当往下平移也满足条件,即,
假设点D1满足DB=D1B,则符合直线y=x+b上存在线段AB的“拉手点”,
∴,
∴,
∴直线y=x+b上存在线段AB的“拉手点”,则b的取值范围为;
(3)当线段AB在正方形CDEF内部时,如图,
即过(0,5),则a=10;
当线段AB在正方形CDEF外部时,过点E作EG⊥AB于点G,
∵∠GAE=45°=∠GEA,
∴△GEA是等腰直角三角形,
当GE=1时,,
∴,
∴,
∴当正方形CDEF上存在线段AB的“拉手点”,
则a的取值范围为.
15.(2024•海淀区校级期末)在平面直角坐标系xOy中,对于点P(x,y)和点Q给出如下定义:若点Q的坐标为(x,ny)(n>0),则称点Q为点P的“n倍点”.
(1)①若点P(3,3),点Q为点P的“倍点”,则点Q的坐标为 (3,1) ;
②当P是直线y=x+1与x轴的交点时,点P的“n倍点”的坐标为 (﹣1,0) .
(2)已知点A(2,3),B(6,3),C(8,5),D(4,5);
①若对于直线AD上任意一点Q,在直线y=2x+2上都有点P,使得点Q为点P的“n倍点”,求n的值;
②点P是直线y=kx+2k(k>0)上任意一点,若在四边形ABCD的边上存在点P的“n倍点”,且n=k,直接写出k的取值范围.
解:(1)①根据“倍点”的定义,点P(3,3)的“倍点”为(3,3),即(3,1),
答案:(3,1);
②在y=x+1中,令y=0得x=﹣1,
∴P(﹣1,0),
∵n×0=0,
∴点P的“n倍点”的坐标为(﹣1,0);
答案:(﹣1,0);
(2)①由A(2,3),D(4,5)得直线AD解析式为y=x+1,
设Q(p,p+1),
∵在直线y=2x+2上都有点P,使得点Q为点P的“n倍点”,
∴P(p,),
把P(p,)代入y=2x+2得:
2p+2,
∴p+1=2pn+2n,即(1﹣2n)(p+1)=0对任意的p都成立,
∴1﹣2n=0,
解得:n;
②设P(m,km+2k),
若点P的“k倍点”为A(2,3),则,
解得k=±,
∵k>0,
∴k;
同理若点P的“k倍点”为B(6,3),可得k;若点P的“k倍点”为C(8,5),可得k;若点P的“k倍点”为D(4,5),可得k,
∴当k时,P的“k倍点”在边AB上;
当k时,P的“k倍点”在边AD上;
当k时,P的“k倍点”在边BC上;
当k时,P的“k倍点”在边CD上;
∵在四边形ABCD的边上存在点P的“n倍点”,且n=k,
∴k的取值范围是k.
16.(2023•海淀区期末)在平面直角坐标系xOy中,对于点P(x0,y0),给出如下定义:若存在实数x1,x2,y1,y2使得x0﹣x1=x1﹣x2且y0﹣y1=y1﹣y2,则称点P为以点(x1,y1)和(x2,y2)为端点的线段的等差点.
(1)若线段m的两个端点坐标分别为(1,2)和(3,﹣2),则下列点是线段m等差点的有 ①④ ;(填写序号即可)
①P1(﹣1,6);②P2(2,0);③P3(4,﹣4);④P₄(5,﹣6).
(2)点A,B都在直线y=﹣x上,已知点A的横坐标为﹣2,M(t,0),N(t+1,1).
①如图1,当t=﹣1时,线段AB的等差点在线段MN上,求满足条件的点B的坐标;
②如图2,点B横坐标为2,以AB为对角线构造正方形ACBD,在正方形ACBD的边上(包括顶点)任取两点连接的线段中,若线段MN上存在其中某条线段的等差点,直接写出t的取值范围 ﹣7≤t≤﹣2或1≤t≤6 .
解:(1)m的两个端点坐标分别为(1,2)和(3,﹣2)
①P1(﹣1,6):∵﹣1﹣1=1﹣3,6﹣2=2﹣(﹣2),
∴P1(﹣1,6)是等差点;
②P2(2,0):∵2﹣1≠1﹣3,且2﹣3≠3﹣1,
∴P2(2,0)不是等差点;
③P3(4,﹣4):∵4﹣1≠1﹣3,且4﹣3≠3﹣1,
∴P3(4,﹣4)不是等差点;
④P4(5,﹣6):∵5﹣3=3﹣1,且﹣6﹣(﹣2)=(﹣2)﹣2,
∴P4(5,﹣6)是等差点.
答案:①④.
(2)①∵点A直线y=﹣x上,横坐标为﹣2,
∴A(﹣2,2),
当t=﹣1 时,M(﹣1,0),N(0,1),
设直线MN解析式为y=kx+b(k≠0),
则,
解得,
∴直线MN解析式为y=x+1,
联立,
解得,
∴交点即等差点坐标为(﹣0.5,0.5);
设点B(a,﹣a),
则﹣0.5﹣a=a﹣(﹣2)或﹣0.5﹣(﹣2)=(﹣2)﹣a,
解得a=﹣1.25或a=﹣1.75,
∴B(﹣1.25,1.25)或(﹣3.5,3.5);
②如图,点B横坐标为2,以AB为对角线构造正方形ACBD,
可知A(﹣2,2),B(2,﹣2),C(﹣2,﹣2),D(2,2),且M(t,0),N(t+1,1)分别在x轴、直线y=1上,
根据等差点定义知,正方形上两点(2,2),(﹣2,1.5)的一个等差点为(﹣6,1),
∴点N(t+1,1)位于 N1(﹣6,1)时,t取最小值,
∴t+1=﹣6,
即t=﹣7;
正方形上两点 (﹣2,2),(2,1)的一个等差点为(6,0),
∴点M(t,0)位于 M4(6,0)时,t取最大值,
即t=6;
∵正方形ACBD的边上(包括顶点)任取两点连接的线段的等差点不可能出现在正方形内部,
∴t≤﹣2或t+1≥2,
即t≤﹣2或t≥1,
综上,﹣7≤t≤﹣2或1≤t≤6.
答案:﹣7≤t≤﹣2或1≤t≤6.
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