内容正文:
题型二
平面直角坐标系中的规律探究
1
类型1 旋转型
(第1题)
1.如图,在平面直角坐标系中,风车图案的中心为正方形
正方形的中心为 ,四个叶片为全等的平行四边形,其中
一个叶片上的点,的坐标分别为,,将风车绕点
逆时针旋转,每次旋转 ,则第2 025次旋转结束时,点
的坐标为( )
B
A. B. C. D.
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2
(第1题)
【解析】易求 风车绕点 逆时针旋转,
每次旋转 ,而, 每旋转
12次为一个循环.而 ,
, 第2 025次旋转结束时点D
的位置与第9次旋转结束时点D的位置相同,即
在第四象限,且此时点D到轴的距离为1,到
轴的距离为3, .
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3
(第2题)
2.如图,已知矩形的顶点, ,若矩形绕
点逆时针旋转,每次旋转 ,则第75次旋转结束时,
矩形对角线的交点 的坐标为( )
C
A. B. C. D.
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4
【解析】如图,易知,取 轴正半轴上任一点
,则 矩形绕点 逆时针旋转,每次
旋转 ,而, 每8次为一个循环.
又, 第75次旋转结束时点D的
位置与第3次旋转结束时点D的位置相同,即点D从
初始位置逆时针旋转了 ,恰好落在轴的负半轴上,记为 ,则
, .
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5
巧解快解
观察各选项,点在第一象限,点在
轴正半轴上,点在 轴负半轴上,点
在第四象限,故只分析点 第75次旋转结束
时的大致位置,即可确定正确选项.
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6
(第3题)
3.新角度 倒推旋转次数如图,在 中,
,顶点在第一象限,点, 分别
在轴、轴上,,, .将
绕点顺时针旋转,每次旋转 ,若旋转
结束时,点的对应点的坐标是 ,则旋转的
次数可能是( )
C
A.2 022 B.2 023 C.2 024 D.2 025
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7
(第3题)
【解析】绕点顺时针旋转,每次旋转 ,
每旋转4次为一个循环,且第1,2,3,4,5, 次旋转结束时,
点A的对应点 分别在第四象限、第三象限、第二象限、
第一象限、第四象限……若旋转结束时,点 的坐标为
,则说明 旋转了整数个循环,故旋转的次数
为4的整数倍,故选C.
名师碎碎念 本题不用根据条件求点的坐标,只要根据旋转规律推得点
的对应点所在的象限即可.
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(第4题)
4.如图,在平面直角坐标系中,菱形的顶点
在轴正半轴上,顶点, 在第一象限,
,点的坐标为.将菱形 绕
原点逆时针旋转,每次旋转 ,则第2 025次
旋转结束时,点的对应点 的坐标为( )
D
A. B. C. D.
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9
(第4题)
【解析】如图,延长交轴于点 ,
轴.又 ,
, ,
,
, 旋转过程中,每
旋转6次为一个循环.又, 的位置与第3次
旋转结束时点B的对应点的位置相同.又 , 点 与
点B关于原点对称, .
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(第5题)
5.新考法 结合赵爽弦图探究坐标规律如图,在平面直角
坐标系中,大正方形 是由四个全等的直角三角形和
一个小正方形组成的“赵爽弦图”,正方形 的中心与原
点重合,轴,正方形 的面积为5,正方形
的面积为1,将绕点 顺时针旋转,每次旋转
,则第204次旋转结束时,点 的坐标为( )
D
A. B. C. D.
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【解析】绕点顺时针旋转,每次旋转 ,
每4次为一个循环.又, 第204次旋转结
束时,点回到起点.如图,过点作于点
正方形的面积为5,正方形 的面积为1,
,.设,则 .
在中,由勾股定理,得,解得 ,
(舍去),,.易证 ,
,
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12
,, ,
, ,
.
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巧解快解
绕点顺时针旋转,每次旋转 , 每4次为
一个循环.又, 第204次旋转结束时,点
回到起点,即第四象限,故可排除选项A,B.
方法一:正方形的面积为1,.连接 ,
则 .由C项中的坐标可得
,故可排除C项.
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方法二:过点作于点,设 ,
,, ,
, ,
,可知选D.
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旋转变换下点 的坐标规律的解题步骤
(1)求出点 的初始位置的坐标.
(2)确定多少次旋转是一个循环,记次数为
如每次旋转 ,,若求第 次旋
转结束时点 的坐标,就计算:
,则第 次旋转结束时的点
与第次旋转结束时的点 重合.
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(3)求点 的坐标:
①若,则点与点 的初始位置重合;
②若第次旋转结束时,点恰好旋转了 ,则点
与点 的初始位置关于原点对称;
③若是其他情况,可根据等边三角形如旋转角恰为
或、等腰直角三角形如旋转角恰为 或 等
特殊三角形的性质进行求解.
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(第6题)
6.在平面直角坐标系中, 的位置如图所示,其中
,.将 绕某点顺时针旋转,每次旋转
.第1次旋转结束时,得到点,, 的对应
点分别为点,,,则第202次旋转结束时,点
的对应点 的坐标为______.
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【解析】如图,连接,分别作线段和 的垂
直平分线,两直线交于点,则点 即为旋转中心.易
知点的坐标为, 每旋转4次
为一个循环.又, 点 的位置与
点第2次旋转结束时的位置相同,易知点 如图所
示,其坐标为 .
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(第2题)
7.倒推旋转次数 如图,在 中,
,顶点 在第一象限,点 , 分
别在 轴、 轴上, , ,
.将 绕点 顺时针旋转,每次旋转
,若旋转结束时,点 的对应点 的坐标是
,则旋转的次数可能是( )
C
A. 2 022 B. 2 023 C. 2 024 D. 2 025
20
【解题思路】 绕点 顺时针旋转,每次旋转 , 每旋转4次为一个循环,且第1,2,3,4,5, 次旋转结束时,点 的对应点 分别在第四象限、第三象限、第二象限、第一象限、第四象限……若旋转结束时,点 的坐标为 ,则说明 旋转了整数个循环,且 ,故旋转的次数为4的整数倍,故选C.
21
(第4题)
8. 如图,在 中,顶点 在 轴的负半
轴上, , , .将
绕点 逆时针旋转,每秒旋转 ,
则第2 024秒旋转结束时,点 的对应点的坐
标为_ ______.
<m></m>
22
【解题思路】 , , , ,
.在 中, ,
, , .将 绕点 逆时针
旋转,每秒旋转 ,而 , 每旋转6秒为一个循环.又
, 第2 024秒旋转结束时,点 的对应点的位置
与第2秒旋转结束时点 的对应点的位置相同,此时点 的对应点 在
轴负半轴上,且 , .
23
类型2 平移型
(第7题)
9.如图,在平面直角坐标系中,点为 轴上一点,
,以为底构造等腰三角形 ,且
,将沿着射线 方向平移,每次
平移的距离都等于线段 的长,则第70次平移结束时,
点的对应点 的坐标为( )
C
A. B.
C. D.
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【解析】是等腰三角形, ,
,.如图,过点B作 轴
于点C,则,, 点
B的坐标为.将沿着射线 方向平移,
每次平移的距离都等于线段的长, 点B每次向右
平移1个单位长度,向上平移 个单位长度,故第70
次平移结束时,点的横坐标为 ,纵坐标为
, .
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类型3 渐变型
(第8题)
10.如图,在平面直角坐标系中,点在轴上,点 在第
二象限,, .将绕点
顺时针旋转并以点为位似中心扩大,每次旋转 ,
扩大后的面积为原来的4倍.例如:将 旋转并扩大
后,得到,且;将
再旋转并扩大后,得到,且 以此类推,
则的顶点 的坐标是________.
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(第8题)
【解析】在三角形变换的过程中,射线为自然数
的位置每3次变换(旋转并扩大1次为1次变换)为1个循
环., 射线与射线 重合,
故点在 轴正半轴上.根据“相似三角形的面积比等于
相似比的平方”,可知,, ,
, ,, .
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(第6题)
11. 在平面直角坐标系中,菱形 的位置如图所示,其
中点 的坐标为 .第1次,将菱形 绕点 逆
时针旋转 ,同时边长扩大为原来的2倍得到菱形
即 ;第2次,将菱形
绕点 逆时针再旋转 ,同时边长扩大为原来的2倍
得到菱形 即 ;第3次,将菱
形 绕点 逆时针再旋转 ,同时边长扩大为原来的2倍得到菱
形 即 依次类推,则点 的坐标为( )
28
A.
B.
C.
D.
√
29
【解题思路】点 , , , , , 分别在第二象限、第三象限、第四象限、第一象限、第二象限……每旋转4次为一个循环,又 , 点 在第四象限.结合各选项中的坐标,可知选A.
30
类型4 徘徊型
12.如图,在平面直角坐标系中,的顶点,, 的坐
标分别为,,.点,,, 中的相邻两点
关于的一个顶点对称.如:点,关于点 对称;点
,关于点对称;点,关于点对称;点, 关于点
C
A. B. C. D.
对称;点,关于点对称;点,关于点 对称……对称中心分别是
,,,,,, ,且这些对称中心依次循环,若点的坐标是 ,则点
的坐标是( )
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【解析】如图,根据规律标出点,,,,,
的位置,其中点与点重合,从而可知点 ,
,,,,,, 的位置每6个为一个循环,
又, 点与点 重合,
其坐标为 ,故选C.
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13.新考法 结合抛物线考查点的坐标规律如图,在平面直角坐标系中,将
抛物线沿 轴翻折,并向右平移2个单位长度,
得到抛物线,再将抛物线沿 轴翻折,并向右平移2个单位长度,得到
抛物线 直线从与轴重合的位置出发,沿 轴正方向平移,每秒平
移个单位长度.设抛物线,,, 组成的曲线与直线交于点 ,则
第205秒结束时,点 的纵坐标为_____.
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33
【解析】第1秒结束时, ;第2秒结束时,
;第3秒结束时, (依据:抛物线的对称性);
第4秒结束时,;第5秒结束时,;第6秒结束时, ;
第7秒结束时,;第8秒结束时, .根据这条曲线的形成规律,
可知点的纵坐标每8秒为1个循环., 第205秒结束
时,点的纵坐标与第5秒结束时的纵坐标相同,为 .
. .
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34
(第7题)
17. 如图,在正六边形 中, ,
,点 从点 出发,沿
以每秒1个单位长度
的速度做循环运动,当运动到第2 023秒结束时,
的面积为( )
B
A. B. C. D. 1
35
【解题思路】由 , ,易知 轴、 轴均
是正六边形 的对称轴.如图,连接 ,易知
是等边三角形, 点 的运动
速度为每秒1个单位长度,正六边形 的周长为
12, 点 运动一周需要12秒(关键点).
, 当运动到第2 023秒结束时,点 在 的
中点处,且 ,过点作轴于点(巧作辅助线: ,图可
巧,作垂直,建直角),则 ,
.
36
类型 5 其他类型
(第8题)
15. 跳跃运动 如图,在平面直角坐标系中,动点
从 出发,向上运动1个单位长度到达点 ,
分裂为两个点,分别向左上、右上运动到点 、
点 ,此时称动点 完成第一次跳跃,再分别从
, 点出发,每个点重复上述运动,到达点
, , ,此时称动点 完成第
二次跳跃……以此规律跳跃下去,动点 完成第2 023次跳跃时,最左边的点
的坐标是( )
37
A. B.
C. D.
√
38
【解题思路】分析如下:
完成跳跃后,最左边的点的坐标
第1次跳跃 ,即
第2次跳跃 ,即
第3次跳跃 ,即
… …
第 次跳跃
故动点 完成第2 023次跳跃时,最左边的点的坐标是 .
39
(第9题)
16. 翻折 平移 如图,在平面直角坐标系中,
正方形 的两个顶点为 , ,
规定把正方形 “先沿 轴翻折,再向下平移
1个单位”为一次变换,这样连续经过2 023次变换
后,正方形 的中心的坐标为( )
C
A. B. C. D.
40
【解题思路】(第一步:求变换之前正方形 的中心的坐标.)
设变化之前正方形 的中心为 .由 , ,得 四边形 是正方形, , , .
(第二步:求变换过程中点 的坐标的变化规律.)
第1次变换结束时,点 的对应点的横坐标为 ,纵坐标为 ;第2
次变换结束时,点 的对应点的横坐标为3,纵坐标为 ;第3次
变换结束时,点 的对应点的横坐标为 ,纵坐标为 第
次变换结束时,点 的对应点的横坐标为 ,纵坐标为 .
(第三步:确定第2 023次变换结束时点 的对应点的坐标.)
第2 023次变换结束时,点 的对应点的坐标为 .
41
$$