内容正文:
专题04 平面直角坐标系(期末复习讲义)
核心考点
复习目标
考情规律
点的坐标特征与位置确定
能根据点的坐标判断其所在象限或坐标轴,能根据点到坐标轴的距离写出其坐标。
基础送分题,常以填空、选择形式出现。易错点在于:①各象限内坐标符号特征记混;②坐标轴上的点(x,0)、(0,y)特征不清。
坐标方法下的图形变换(对称、平移)
能熟练写出点关于x轴、y轴、原点对称的坐标,以及点按规则平移后的坐标。
期末高频考点,常与函数图象、几何图形结合考查。核心在于掌握变换规律(“关于谁对称谁不变,另一个变号”等),并能在复杂图形中应用。
坐标系中几何图形性质与判定
能在坐标系中利用勾股定理求两点间距离,并能根据顶点坐标判断三角形的形状(等腰、直角等)或四边形的类型。
期末解答题的核心题型,综合性强。难点在于将几何条件(如两边相等、垂直)转化为坐标或距离的等量关系,涉及方程思想。
坐标系中的面积计算(割补法)
能利用“水平宽×铅垂高”等方法,计算由已知坐标点围成的多边形(特别是三角形)的面积。
期末填空或解答的压轴题型,考查转化与建模能力。关键在于将不规则图形转化为规则图形的和差,避免随意分割导致计算复杂。
知识点01 平面直角坐标系与点的坐标
1.坐标系构成:由两条互相垂直、原点重合的数轴组成。水平的数轴称为x轴(横轴),取向右为正方向;竖直的数轴称为y轴(纵轴),取向上为正方向。
2.点的坐标:对于平面内任意一点P,过点P分别向x轴、y轴作垂线,垂足在x轴、y轴上对应的数a, b分别叫做点P的横坐标、纵坐标,有序数对(a, b)叫做点P的坐标。记作P(a, b)。
3.点的位置特征:
(1)各象限内:第一象限(+, +);第二象限(-, +);第三象限(-, -);第四象限(+, -)。
(2)坐标轴上:x轴上的点纵坐标为0,即(x, 0);y轴上的点横坐标为0,即(0, y);原点坐标为(0, 0)。
·示例:点P到x轴的距离是3,到y轴的距离是2,且在第二象限,则其坐标为(-2, 3)。若只说“距离”,坐标应取绝对值,再根据象限确定符号。
·易错点:①写坐标时顺序错误,必须是(横坐标,纵坐标)。②点到x轴的距离等于|纵坐标|,到y轴的距离等于|横坐标|,两者容易记反。
知识点02 坐标与图形变换(对称与平移)
1.对称变换:
(1)关于x轴对称:横坐标不变,纵坐标互为相反数。 (x, y) → (x, -y)
(2)关于y轴对称:纵坐标不变,横坐标互为相反数。 (x, y) → (-x, y)
(3)关于原点对称:横、纵坐标都互为相反数。 (x, y) → (-x, -y)
2.平移变换:
(1)左右平移:向左平移a个单位,横坐标减a;向右平移a个单位,横坐标加a。纵坐标不变。
(2)上下平移:向下平移b个单位,纵坐标减b;向上平移b个单位,纵坐标加b。横坐标不变。
口诀:“左减右加,下减上加”。
3.核心思想:图形上所有点都进行相同的坐标变换,图形的形状和大小不变。
·易错点:平移时,坐标加减的方向容易弄反。牢记:平移是坐标系不动,点移动。点向右(x轴正方向)移动,横坐标才增加。
题型一 坐标变换与规律探究的综合应用
解|题|技|巧
当题目涉及点的连续多次对称或平移,或图形整体变换时,按步骤操作。
1.单点变换:严格应用坐标变换规则,逐步推导。
2.图形变换:通常只需变换关键点(如顶点)的坐标,然后连接新点即得新图形。
3.规律探究:对于循环变换(如“先关于x轴对称,再向右平移2个单位”为一个周期),先计算1-2个周期,观察坐标变化规律,再利用规律快速求解。
易|错|点|拨
进行复合变换时,顺序不同结果可能不同。务必按题目描述的先后顺序依次执行变换。变换过程中,建议将每步结果写在旁边,避免混乱。
【典例1】 在平面直角坐标系xOy中,已知点P(a,b),对于点P和正实数m给出如下定义:若|a|≤|b|,点P向右平移m个单位长度,再关于x轴对称,得到点P′;若|a|>|b|,点P向上平移m个单位长度,再关于y轴对称,得到点P′,称点P′为点P的“m﹣变换”点,点P为点P′的“反m﹣变换”点.例如,已知A(5,2),B(﹣2,﹣3),当m=2时,点A的“2﹣变换”点为A′(﹣5,4),点B的“2﹣变换”点为B′(0,3).
(1)当m=3时,①已知点P(﹣1,0),则点P的“3﹣变换”点P′的坐标为 ;
②点M′(1,3)的“反3﹣变换”点M坐标为 ,点N′(﹣2,3)的“反3﹣变换”点N坐标为 .
(2)已知C(8,0),D(8,6),E(0,6),记长方形OCDE上及内部所有点的“反m﹣变换”点组成的图形面积为S.
①当m=4时,S= ;
②当0<m<6时,S= .(用含m的式子表示)
【典例2】在平面直角坐标系中,若点M与x轴的距离为m个单位长度(m≥0),将点M向右平移m个单位长度得到点N,则我们将点N叫作点M的“距移点”.例如:点A(1,2)与x轴的距离为2为个单位长度,将点A(1,2)向右平移2个单位长度得到点B(3,2),则我们将点B(3,2)叫作点A(1,2)的“距移点”.再如,点M(﹣1,﹣3)与x轴的距离为3为个单位长度,将点M(﹣1,﹣3)向右平移3个单位长度得到点N(2,﹣3),则我们将点N(2,﹣3)叫作点M(﹣1,﹣3)的“距移点”.
请根据“距移点”的定义回答下列问题.
(1)点(﹣1,3)的“距移点”坐标为 ;
(2)点(2,e)的“距移点”是其本身,e= ;
(3)位于第二象限的点(﹣2,d)的“距移点”在y轴上,d= ;
(4)若点(﹣3,f)与其“距移点”关于y轴对称,则f= ;
(5)如图,点K(﹣3,3),L(﹣3,﹣3)与原点O构成△OKL,动点P从点K出发,沿着K→O→L→K最终回到点K并停止运动,在点P的运动过程中,其“距移点”P也随之运动,请在如图中画出P'的完整运动路线图,并在路线图顶点处用M,N,E,F…等大写英文字母标记出来.(注意线条清晰流畅,有勾抹扣分).
【变式1】如图,在平面直角坐标系中,△ABC的三个顶点坐标分别为A(4,﹣1),B(3,4),C(﹣3,1).
(1)画出△ABC关于y轴对称的图形△A1B1C1;
(2)若点P(a+1,a﹣b)与点B关于x轴对称,求a,b的值;
(3)连接AA1,A1P,PA,求△AA1P的面积.
【变式2】在平面直角坐标系中,点A(1,1),B(4,3),将点A向左平移2个单位长度,再向上平移3个单位长度得到点C.
(1)在平面直角坐标系中画出△ABC;
(2)判断△ABC的形状并说明理由.
题型二 坐标系中几何图形的判定与面积计算
答|题|模|板
1.已知顶点坐标,判定图形形状:
(1)步骤1(算边长):利用距离公式计算各边长度。
(2)步骤2(判等腰/等边):若有两边相等,则为等腰三角形;若三边相等,则为等边三角形。
(3)步骤3(判直角):利用勾股定理逆定理,检查是否有两边的平方和等于第三边的平方。
2.求多边形(特别是三角形)面积:
(1)万能策略(割补法):将图形放入一个矩形中,用矩形面积减去周围几个直角三角形的面积。
(2)三角形面积公式法:
水平宽×铅垂高法:S△ = × |水平宽| × |铅垂高|。即过三角形三个顶点中横坐标最大和最小的点作y轴的平行线,其距离为水平宽;过第三个顶点作水平宽的垂线,其长度为铅垂高。
直接坐标公式(选学):若A(x₁,y₁), B(x₂,y₂), C(x₃,y₃),则S△ =|x₁(y₂ - y₃) + x₂(y₃ - y₁) + x₃(y₁ - y₂)|
(3)步骤:先画出草图并标出坐标,选择最简便的方法列出算式,最后计算。
【典例1】如图,在平面直角坐标系中,已知△ABC的三个顶点坐标分别为A(﹣2,3),B(﹣3,1),C(0,﹣2).
(1)将△ABC向右平移4个单位后得到△A1B1C1,请画出△A1B1C1;
(2)直接写出点A1,B1,C1的坐标;
(3)求△ABC的面积.
【典例2】在直角坐标系中,已知四边形ABCD各顶点的坐标为:A(0,0)、B(9,0)、C(7,5)、D(2,7).
(1)若将此四边形向左沿水平方向平移3个单位,再向上平移2个单位,请直接写出平移后的A、B、C、D各点的坐标;
(2)求S四边形ABCD;
(3)在坐标平面中有一点P,使以A,B,C,P为顶点的四边形为平行四边形,请写出所有符合要求的P点坐标.(平行四边形对边平行且相等)
【变式1】在平面直角坐标系中,点A(0,2),B(2,3).若点C为x轴上的一个动点,点D为y轴上的另一个动点.
(1)当△ABD的面积等于4时,求点D的坐标.
(2)若△ABC为等腰三角形,求点C的坐标.
【变式2】如图,在平面直角坐标系中,四边形OABC的顶点A在x轴正半轴,点B的坐标为(5,8),AB=10,BC∥OA交y轴于点C,动点E从点O出发,以每秒1个单位长度的速度沿x轴正方向运动,过点E作EF∥y轴,交折线C﹣B﹣A于点F.设点E的运动时间为t秒(0<t<11).
(1)点C的坐标为 ;t= 时,直线EF经过点B;
(2)如图,点F在边CB上,当t=2时,求四边形ABFE的周长;
(3)当5<t<11时,线段BF的长为 (用含t的代数式表示);
(4)点P在直线EF上,当点P到边OA,边AB,边BC的距离相等时,直接写出t的值.
题型三 坐标系中的动点问题(跨章节/与方程思想、函数初步结合)
答|题|模|板
1.用代数式表示动点坐标:设运动时间为t,根据动点的运动速度、方向、起点,用含t的代数式表示其坐标。
(1)在坐标轴上运动:关注横坐标或纵坐标的变化。
(2)沿平行于坐标轴的直线运动:其中一个坐标固定,另一个坐标随时间变化。
2.将几何条件代数化:将题目中的目标(如“构成等腰三角形”、“面积等于某值”、“两点距离为某值”)转化为关于动点坐标(即关于t)的方程。
(1)等腰三角形:通常分三种情况讨论(哪两边相等),利用距离公式建立方程。
(2)面积问题:用含t的式子表示面积,令其等于给定值。
3.求解并检验:解出时间t,并检验t的值是否在运动过程的有效范围内,以及此时点的位置是否满足题意(如是否构成三角形)。
易|错|点|拨
动点问题常需分类讨论,特别是构成等腰三角形时,要思维严谨,不重不漏。画出示意图有助于分析各种可能情况。
【典例1】如图,在平面直角坐标系中,矩形OABC的两边OA、OC分别在x轴、y轴的正半轴上,OA=4,OC=2.点P从点O出发,沿x物以每秒1个单位长度的速度向点A匀速运动,当点P到达点A时停止运动,设点P运动的时间是t秒.将线段CP的中点F绕点P按顺时针方向旋转90°得到点D,点D随点P的运动面运动,连接DP、DA.
(1)点F和点D的坐标分别为:F ,D (用含t的代数式表示);
(2)求当t为何值时,△DPA的面积最大,最大面积为多少?
【典例2】如图,在平面直角坐标系中,点O为坐标原点,点A(0,a)在y轴正半轴上,点B(b,0)在x轴正半轴上,且a,b是方程组的解.
(1)直接写出点A的坐标为 ,点B的坐标为 ;
(2)动点P从点B出发,以每秒1个单位长度的速度沿射线BO方向运动,连接AP,设P点的运动时间为t秒,△AOP的面积为S,用含t的式子表示S,并直接写出t的取值范围;
(3)在(2)的条件下,当点P在x轴负半轴上时,且S=6,在y轴负半轴上有一点C,过点B作x轴垂线,与射线PC交于点D,若∠CPO+2∠APO=180°,PD,连接AD,交OB于点E,求点E的坐标.
【变式1】如图1,在平面直角坐标系中,已知点A(0,2),B(4,0),C(a,b),点C在第一象限,AC平行于x轴,且AC=2.点P从点A出发,以每秒1个单位长度沿y轴向下匀速运动;点Q从点O同时出发,以每秒1个单位长度的速度沿x轴向右匀速运动,当点Q到达点B时停止运动,点P也随之停止运动.设运动时间为t(t>0)秒.问:
(1)a= ,b= ;
(2)当t=3时,求三角形COP的面积;
(3)是否存在这样的t,使三角形BCQ的面积是三角形COP的面积的3倍,若存在,请求出t的值;若不存在,请说明理由.
期末基础通关练(测试时间:10分钟)
1.在平面直角坐标系中,点A(5,﹣4)关于原点对称的点的坐标是( )
A.(5,4) B.(3,﹣4) C.(﹣5,﹣4) D.(﹣5,4)
2.如图,在平面直角坐标系中,已知A(﹣3,0)、B(0,2),把△AOB绕点A逆时针旋转90°后得到△ACD,则点D的坐标是( )
A.(﹣5,3) B.(﹣2,3) C.(3,2) D.(﹣5,2)
3.已知点A(m,2)和B(3,n)关于y轴对称,则(m+n)2025的值为( )
A.﹣1 B.0 C.1 D.﹣52025
4.已知点P(m﹣3,m﹣1)关于原点的对称点P′在第四象限,则m的取值范围是 .
5.已知点A(m,2025)与点B(2026,n)关于x轴对称,则m+n= .
6.已知点A(a+1,2a﹣5)在第四象限,且点A到x轴的距离与它到y轴的距离相等,则a= .
7.在平面直角坐标系中,已知点A的坐标为(m﹣6,4﹣2m).
(1)若点A在第二、四象限的角平分线上,求点A的坐标;
(2)若点A在第三象限,且到两坐标轴的距离之和为6,求点A的坐标.
期末重难突破练(测试时间:10分钟)
1.如图,在平面直角坐标系中,点B的坐标是(﹣8,12),点C的坐标是(﹣8,2),AB=AC=13,则点A的坐标是( )
A.(3,6) B.(2,7) C.(4,6) D.(4,7)
2.已知点A(﹣2,5),AB∥x轴,且AB=5,则B点坐标是( )
A.(3,5) B.(﹣7,5)
C.(﹣2,10)或(﹣2,0) D.(3,5)或(﹣7,5)
3.如图,A(0,6),B(6,0),点D在AB上,点E在A上,且AD=OE,连BE、OD,求当BE+OD最小时∠BOD的度数为 °.
4.如图所示的网格处于某个平面直角坐标系中,每个小正方形的边长都为1,如果点A的坐标为(﹣4,1),点E的坐标为(3,﹣1).
(1)在图中画出这个平面直角坐标系;
(2)直接写出点B,C,D的坐标;
(3)求出D点到y轴再到E点的最短路径.
5.在平面直角坐标系中,对于任意三点A,B,C的“矩面积”,给出如下定义:“水平底”a为任意两点横坐标差的最大值,“铅垂高”h为任意两点纵坐标差的最大值,则“矩面积”S=ah.已知:如图,A(1,2),B(﹣3,0).
(1)若点C的坐标为(2,﹣1),则A,B,C三点的“水平底”a=5,“铅垂高”h=3,“矩面积”S=ah= ;
(2)点P在x轴上,若A,B,P三点的“矩面积”为10,直接写出点P的坐标 ;
(3)点M(m,4m),
①若A,B,M三点的“矩面积”为8,直接写出满足题意的m的取值范围;
②若m>1,直接写出A,B,M三点的“矩面积”S的取值范围 .
期末综合拓展练(测试时间:15分钟)
1.三名工人加工同一种零件.他们在一天中的工作情况如图所示,其中Ai的横、纵坐标分别为第i名工人上午的工作时间和加工的零件数,点Bi的横、纵坐标分别为第i名工人下午的工作时间和加工的零件数,i=1,2,3,若pi为第i名工人在这一天中平均每小时加工的零件数,则p1,p2,p3大小关系是_________ .
2.如图1,在平面直角坐标系中,长方形ABCD的边AB在x轴上,CD交y轴于点F,AB=7,BO=BC=3,∠OAD的平分线交CD于点E,连接BF.
(1)点E的坐标为 ;
(2)如图2,在线段AB上有点G,连接DG,使得∠DGA=30°.在平面内滑动△AED将其记为△A1E1D1(滑动过程中,△A1E1D1与△AED的大小、形状保持不变),点E1沿射线EA方向滑动,点A1始终在x轴上滑动,E1H是△A1E1D1的平分线.当E1H所在直线与△AGD的边平行时,求∠AA1E1的度数.
(3)如图3,H(﹣6,0),N(n,0)为x轴正半轴上点,M(0,m)为y轴上的点,连接NC交BF于点Q,若n+|m|=8,以H、Q、N、M为顶点围成图形的面积是否有最大值?若有请直接写出面积最大值,若没有请说明理由.
3.如图,在平面直角坐标系中,已知点A(a,3),B(5,b),且,点C从点O出发,以每秒3个单位的速度向y轴的负方向运动,设运动时间为t秒.
(1)a= ,b= ;
(2)如图(1),连接OB,AC交于点D,则当点C运动多少秒时,S△ABD=S△COD;
(3)如图(2),直线GH交x轴于点H(6,0),交y轴于点G(0,3),再将GH平移ME,点H与点E对应,点G与点M对应,点E坐标为(0,﹣5),直线EM交x轴于点F.第三象限有一点P(m,n),满足S△GHP=S△EFP,求m与n的数量关系.
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专题04 平面直角坐标系(期末复习讲义)
核心考点
复习目标
考情规律
点的坐标特征与位置确定
能根据点的坐标判断其所在象限或坐标轴,能根据点到坐标轴的距离写出其坐标。
基础送分题,常以填空、选择形式出现。易错点在于:①各象限内坐标符号特征记混;②坐标轴上的点(x,0)、(0,y)特征不清。
坐标方法下的图形变换(对称、平移)
能熟练写出点关于x轴、y轴、原点对称的坐标,以及点按规则平移后的坐标。
期末高频考点,常与函数图象、几何图形结合考查。核心在于掌握变换规律(“关于谁对称谁不变,另一个变号”等),并能在复杂图形中应用。
坐标系中几何图形性质与判定
能在坐标系中利用勾股定理求两点间距离,并能根据顶点坐标判断三角形的形状(等腰、直角等)或四边形的类型。
期末解答题的核心题型,综合性强。难点在于将几何条件(如两边相等、垂直)转化为坐标或距离的等量关系,涉及方程思想。
坐标系中的面积计算(割补法)
能利用“水平宽×铅垂高”等方法,计算由已知坐标点围成的多边形(特别是三角形)的面积。
期末填空或解答的压轴题型,考查转化与建模能力。关键在于将不规则图形转化为规则图形的和差,避免随意分割导致计算复杂。
知识点01 平面直角坐标系与点的坐标
1.坐标系构成:由两条互相垂直、原点重合的数轴组成。水平的数轴称为x轴(横轴),取向右为正方向;竖直的数轴称为y轴(纵轴),取向上为正方向。
2.点的坐标:对于平面内任意一点P,过点P分别向x轴、y轴作垂线,垂足在x轴、y轴上对应的数a, b分别叫做点P的横坐标、纵坐标,有序数对(a, b)叫做点P的坐标。记作P(a, b)。
3.点的位置特征:
(1)各象限内:第一象限(+, +);第二象限(-, +);第三象限(-, -);第四象限(+, -)。
(2)坐标轴上:x轴上的点纵坐标为0,即(x, 0);y轴上的点横坐标为0,即(0, y);原点坐标为(0, 0)。
·示例:点P到x轴的距离是3,到y轴的距离是2,且在第二象限,则其坐标为(-2, 3)。若只说“距离”,坐标应取绝对值,再根据象限确定符号。
·易错点:①写坐标时顺序错误,必须是(横坐标,纵坐标)。②点到x轴的距离等于|纵坐标|,到y轴的距离等于|横坐标|,两者容易记反。
知识点02 坐标与图形变换(对称与平移)
1.对称变换:
(1)关于x轴对称:横坐标不变,纵坐标互为相反数。 (x, y) → (x, -y)
(2)关于y轴对称:纵坐标不变,横坐标互为相反数。 (x, y) → (-x, y)
(3)关于原点对称:横、纵坐标都互为相反数。 (x, y) → (-x, -y)
2.平移变换:
(1)左右平移:向左平移a个单位,横坐标减a;向右平移a个单位,横坐标加a。纵坐标不变。
(2)上下平移:向下平移b个单位,纵坐标减b;向上平移b个单位,纵坐标加b。横坐标不变。
口诀:“左减右加,下减上加”。
3.核心思想:图形上所有点都进行相同的坐标变换,图形的形状和大小不变。
·易错点:平移时,坐标加减的方向容易弄反。牢记:平移是坐标系不动,点移动。点向右(x轴正方向)移动,横坐标才增加。
题型一 坐标变换与规律探究的综合应用
解|题|技|巧
当题目涉及点的连续多次对称或平移,或图形整体变换时,按步骤操作。
1.单点变换:严格应用坐标变换规则,逐步推导。
2.图形变换:通常只需变换关键点(如顶点)的坐标,然后连接新点即得新图形。
3.规律探究:对于循环变换(如“先关于x轴对称,再向右平移2个单位”为一个周期),先计算1-2个周期,观察坐标变化规律,再利用规律快速求解。
易|错|点|拨
进行复合变换时,顺序不同结果可能不同。务必按题目描述的先后顺序依次执行变换。变换过程中,建议将每步结果写在旁边,避免混乱。
【典例1】 在平面直角坐标系xOy中,已知点P(a,b),对于点P和正实数m给出如下定义:若|a|≤|b|,点P向右平移m个单位长度,再关于x轴对称,得到点P′;若|a|>|b|,点P向上平移m个单位长度,再关于y轴对称,得到点P′,称点P′为点P的“m﹣变换”点,点P为点P′的“反m﹣变换”点.例如,已知A(5,2),B(﹣2,﹣3),当m=2时,点A的“2﹣变换”点为A′(﹣5,4),点B的“2﹣变换”点为B′(0,3).
(1)当m=3时,①已知点P(﹣1,0),则点P的“3﹣变换”点P′的坐标为 ;
②点M′(1,3)的“反3﹣变换”点M坐标为 ,点N′(﹣2,3)的“反3﹣变换”点N坐标为 .
(2)已知C(8,0),D(8,6),E(0,6),记长方形OCDE上及内部所有点的“反m﹣变换”点组成的图形面积为S.
①当m=4时,S= ;
②当0<m<6时,S= .(用含m的式子表示)
【解答】解:(1)当m=3时,
①因为|﹣1|>0,
所以点P(﹣1,0)向上平移3个单位得到(﹣1,3),
(﹣1,3)关于y轴对称得到P′的坐标为(1,3),
则点P的“3﹣变换”点为(1,3).‘
故答案为:(1,3);
②点M′(1,3)的“反3﹣变换”:
第一种情况:设M(a,b),若|a|≤|b|,
则点M′(1,3)先关于x轴对称得到(1,﹣3),
(1,﹣3)向左平移3个单位得到M的坐标为(﹣2,﹣3),
此时|﹣2|<|﹣3|符合题意,M的坐标为(﹣2,﹣3).
第二种情况:设M(a,b),若|a|>|b|,
则点M′(1,3)先关于y轴对称得到(﹣1,3),
(﹣1,3)向下平移3个单位得到M的坐标为(﹣1,0),
此时|﹣1|>0符合题意,M的坐标为(﹣1,0),
综上可得,M的坐标为(﹣2,﹣3)或(﹣1,0).
点N′(﹣2,3)的“反3﹣变换”:
第一种情况:设N(c,d),若|c|≤|d|,
所以点N′(﹣2,3)先关于x轴对称得到(﹣2,﹣3),
(﹣2,﹣3)向左平移3个单位得到N的坐标为(﹣5,﹣3),
此时|﹣5|>|﹣3|不符合题意.
第二种情况:设N(c,d),若|c|>|d|,
则点N′(﹣2,3)先关于y轴对称得到(2,3),
(2,3)向下平移3个单位得到N的坐标为(2,0),
此时|2|>0符合题意,N的坐标为(2,0),
综上可得,N的坐标为(2,0).
故答案为:M(﹣2,﹣3)或(﹣1,0),N(2,0).
(2)①当m=4时,
对于C(8,0),|8|>|0|,向上平移4个单位得到(8,4),
(8,4)关于y轴对称得到C′的坐标为(﹣8,4);
对于D(8,6),|8|>|6|,向上平移4个单位得到(8,10),
(8,10)关于y轴对称得到D′的坐标为(﹣8,10);
对于E(0,6),|0|<|6|,向右平移4个单位得到(4,6),
(4,6)关于x轴对称得到E′的坐标为(4,﹣6);
所以新图形的长为|﹣8﹣4|=12,宽为|10﹣(﹣6)|=16,
所以S=12×16=192.
故答案为:192;
②当0<m<6时,
设长方形OCDE的长为a=8,宽为b=6,
对于C(8,0),若|8|>|0|,向上平移m个单位得到(8,m),
(8,m)关于y轴对称得到C′的坐标为(﹣8,m);
对于D(8,6),若|8|>|6|,向上平移m个单位得到(8,6+m),
(8,6+m)关于y轴对称得到D′的坐标为(﹣8,6+m);
对于E(0,6),若|0|<|6|,向右平移m个单位得到(m,6),
(m,6)关于x轴对称得到E′的坐标为(m,﹣6);
所以新图形的长为|﹣8﹣m|=(8+m),宽为|(6+m)﹣(﹣6)|=(12+m),
所以S=(8+m)(12+m).
故答案为:(8+m)(12+m).
【典例2】在平面直角坐标系中,若点M与x轴的距离为m个单位长度(m≥0),将点M向右平移m个单位长度得到点N,则我们将点N叫作点M的“距移点”.例如:点A(1,2)与x轴的距离为2为个单位长度,将点A(1,2)向右平移2个单位长度得到点B(3,2),则我们将点B(3,2)叫作点A(1,2)的“距移点”.再如,点M(﹣1,﹣3)与x轴的距离为3为个单位长度,将点M(﹣1,﹣3)向右平移3个单位长度得到点N(2,﹣3),则我们将点N(2,﹣3)叫作点M(﹣1,﹣3)的“距移点”.
请根据“距移点”的定义回答下列问题.
(1)点(﹣1,3)的“距移点”坐标为 ;
(2)点(2,e)的“距移点”是其本身,e= ;
(3)位于第二象限的点(﹣2,d)的“距移点”在y轴上,d= ;
(4)若点(﹣3,f)与其“距移点”关于y轴对称,则f= ;
(5)如图,点K(﹣3,3),L(﹣3,﹣3)与原点O构成△OKL,动点P从点K出发,沿着K→O→L→K最终回到点K并停止运动,在点P的运动过程中,其“距移点”P也随之运动,请在如图中画出P'的完整运动路线图,并在路线图顶点处用M,N,E,F…等大写英文字母标记出来.(注意线条清晰流畅,有勾抹扣分).
【解答】解:(1)由“距移点”的定义可知,点(﹣1,3)的“距移点”坐标为(﹣1+3,3),即(2,3),
故答案为:(2,3);
(2)由“距移点”的定义可知,点(2,e)的“距移点”为(2+|e|,e),
由于点(2,e)的“距移点”是其本身,即2=2+|e|,
解得e=0,
故答案为:0;
(3)∵点(﹣2,d)第二象限,
∴d>0,
又∵点(﹣2,d)的“距移点”(﹣2+d,d)在y轴上,
∴﹣2+d=0,
解得d=2,
故答案为:2;
(4)∵点(﹣3,f)与其“距移点”(﹣3+|f|,f)关于y轴对称,
∴﹣3﹣3+|f|=0,
解得f=±6,
故答案为:±6;
(5)如图,点K(﹣3,3)的“距移点”为A(0,3),
当点P在KO上移动时,其“距移点”P'相应的在AO上移动,
同理可得当点P在OL上移动时,其“距移点”P'相应的在OB上移动,
当点P在LC上移动时,其“距移点”P'相应的在BC上移动,
当点P在CK上移动时,其“距移点”P'相应的在CA上移动,
点P'的运动路线图详见图示.
【变式1】如图,在平面直角坐标系中,△ABC的三个顶点坐标分别为A(4,﹣1),B(3,4),C(﹣3,1).
(1)画出△ABC关于y轴对称的图形△A1B1C1;
(2)若点P(a+1,a﹣b)与点B关于x轴对称,求a,b的值;
(3)连接AA1,A1P,PA,求△AA1P的面积.
【解答】解:(1)如图,△A1B1C1即为所求.
(2)∵点P(a+1,a﹣b)与点B(3,4)关于x轴对称,
∴a+1=3,a﹣b=﹣4,
∴a=2,b=6.
(3)△AA1P的面积为12.
【变式2】在平面直角坐标系中,点A(1,1),B(4,3),将点A向左平移2个单位长度,再向上平移3个单位长度得到点C.
(1)在平面直角坐标系中画出△ABC;
(2)判断△ABC的形状并说明理由.
【解答】解:(1)如图,△ABC即为所求;
(2)△ABC是等腰直角三角形,理由如下:
∵AB,BC,AC,
∴AB=AC,
∵AB2+AC2=BC2=26,
∴△ABC是直角三角形,
∴△ABC是等腰直角三角形.
题型二 坐标系中几何图形的判定与面积计算
答|题|模|板
1.已知顶点坐标,判定图形形状:
(1)步骤1(算边长):利用距离公式计算各边长度。
(2)步骤2(判等腰/等边):若有两边相等,则为等腰三角形;若三边相等,则为等边三角形。
(3)步骤3(判直角):利用勾股定理逆定理,检查是否有两边的平方和等于第三边的平方。
2.求多边形(特别是三角形)面积:
(1)万能策略(割补法):将图形放入一个矩形中,用矩形面积减去周围几个直角三角形的面积。
(2)三角形面积公式法:
水平宽×铅垂高法:S△ = × |水平宽| × |铅垂高|。即过三角形三个顶点中横坐标最大和最小的点作y轴的平行线,其距离为水平宽;过第三个顶点作水平宽的垂线,其长度为铅垂高。
直接坐标公式(选学):若A(x₁,y₁), B(x₂,y₂), C(x₃,y₃),则S△ =|x₁(y₂ - y₃) + x₂(y₃ - y₁) + x₃(y₁ - y₂)|
(3)步骤:先画出草图并标出坐标,选择最简便的方法列出算式,最后计算。
【典例1】如图,在平面直角坐标系中,已知△ABC的三个顶点坐标分别为A(﹣2,3),B(﹣3,1),C(0,﹣2).
(1)将△ABC向右平移4个单位后得到△A1B1C1,请画出△A1B1C1;
(2)直接写出点A1,B1,C1的坐标;
(3)求△ABC的面积.
【解答】解:(1)如图,△A1B1C1即为所求;
(2)∵△ABC的三个顶点坐标分别为A(﹣2,3),B(﹣3,1),C(0,﹣2),将△ABC向右平移4个单位后得到△A1B1C1,
∴A1(2,3),B1(1,1),C1(4,﹣2);
(3).
【典例2】在直角坐标系中,已知四边形ABCD各顶点的坐标为:A(0,0)、B(9,0)、C(7,5)、D(2,7).
(1)若将此四边形向左沿水平方向平移3个单位,再向上平移2个单位,请直接写出平移后的A、B、C、D各点的坐标;
(2)求S四边形ABCD;
(3)在坐标平面中有一点P,使以A,B,C,P为顶点的四边形为平行四边形,请写出所有符合要求的P点坐标.(平行四边形对边平行且相等)
【解答】解:(1)平移后的A、B、C、D各点的坐标分别为(﹣3,2),(6,2),(4,7),(﹣1,9);
(2)S四边形ABCD2×7(7+5)×52×5,
=7+30+5,
=42;
(3)AB是对角线时,点P(2,﹣5),
BC是对角线时,点P(16,5),
AC是对角线时,点P(﹣2,5).
【变式1】在平面直角坐标系中,点A(0,2),B(2,3).若点C为x轴上的一个动点,点D为y轴上的另一个动点.
(1)当△ABD的面积等于4时,求点D的坐标.
(2)若△ABC为等腰三角形,求点C的坐标.
【解答】解:(1)设点D的坐标为(0,m),
∵A(0,2),
∴AD=|m﹣2|,
∵△ABD的面积等于4,
∴,
∴,
解得m=6或m=﹣2,
∴点D的坐标为(0,6)或(0,﹣2);
(2)设点C的坐标为(c,0),
∵A(0,2),B(2,3),
∴AB2=(0﹣2)2+(2﹣3)2=5,AC2=(c﹣0)2+(0﹣2)2=c2+4,BC2=(c﹣2)2+(0﹣3)2=c2﹣4c+13,
当AC=AB时,则c2+4=5,
解得c=±1,
∴点C的坐标为(﹣1,0)或(1,0);
当BC=AB时,
∵,
∴此种情况不成立;
当AC=BC时,则c2+4=c2﹣4c+13,
解得,
∴点C的坐标为;
综上所述,点C的坐标为(﹣1,0)或(1,0)或.
【变式2】如图,在平面直角坐标系中,四边形OABC的顶点A在x轴正半轴,点B的坐标为(5,8),AB=10,BC∥OA交y轴于点C,动点E从点O出发,以每秒1个单位长度的速度沿x轴正方向运动,过点E作EF∥y轴,交折线C﹣B﹣A于点F.设点E的运动时间为t秒(0<t<11).
(1)点C的坐标为 ;t= 时,直线EF经过点B;
(2)如图,点F在边CB上,当t=2时,求四边形ABFE的周长;
(3)当5<t<11时,线段BF的长为 (用含t的代数式表示);
(4)点P在直线EF上,当点P到边OA,边AB,边BC的距离相等时,直接写出t的值.
【解答】解:(1)∵点B的坐标为(5,8),BC∥OA交y轴于点C,
∴BC=5,OC=8,
∴C(0,8),
∵5÷1=5,
∴t=5时,直线EF经过点B.
故答案为:(0,8),5.
(2)如图1中,过点B作BG⊥OA于点G,
∵BC∥OA,EF∥y轴,
∴四边形OEFC是平行四边形,
∴EF=OC=8,OE=CF,
∴当t=2时,OE=CF=2,
∵BG=8,AB=10,
在Rt△AGB中,AG6,
∵四边形COGB是矩形,
∴BC=OG=5,
∴OA=OG+GA=5+6=11,
∴BF=BC﹣CF=5﹣2=3,
∴AE=OA﹣OE=11﹣2=9,
∴四边形ABFE的周长=AE+AB+BF+EF=9+10+3+8=30.
(3)如图2中,
∵EF∥BG,
∴,
∴,
∴AF(11﹣t),
∴BF=AB﹣AF=10(11﹣t)t.
故答案为:t.
(4)如图3中,由题意点P在线段OC的垂直平分线与∠OAB的角平分线的交点处,连接PB,过点P作PJ⊥AB于J.
由题意,PE=PF=PJ=4,
∵S四边形AEFB•(AE+BF)•EF=2S△APB,
∴(11﹣t+5﹣t)×8=210×4,
解得t=3,
∴t=3时,点P到边OA,边AB,边BC的距离相等
题型三 坐标系中的动点问题(跨章节/与方程思想、函数初步结合)
答|题|模|板
1.用代数式表示动点坐标:设运动时间为t,根据动点的运动速度、方向、起点,用含t的代数式表示其坐标。
(1)在坐标轴上运动:关注横坐标或纵坐标的变化。
(2)沿平行于坐标轴的直线运动:其中一个坐标固定,另一个坐标随时间变化。
2.将几何条件代数化:将题目中的目标(如“构成等腰三角形”、“面积等于某值”、“两点距离为某值”)转化为关于动点坐标(即关于t)的方程。
(1)等腰三角形:通常分三种情况讨论(哪两边相等),利用距离公式建立方程。
(2)面积问题:用含t的式子表示面积,令其等于给定值。
3.求解并检验:解出时间t,并检验t的值是否在运动过程的有效范围内,以及此时点的位置是否满足题意(如是否构成三角形)。
易|错|点|拨
动点问题常需分类讨论,特别是构成等腰三角形时,要思维严谨,不重不漏。画出示意图有助于分析各种可能情况。
【典例1】如图,在平面直角坐标系中,矩形OABC的两边OA、OC分别在x轴、y轴的正半轴上,OA=4,OC=2.点P从点O出发,沿x物以每秒1个单位长度的速度向点A匀速运动,当点P到达点A时停止运动,设点P运动的时间是t秒.将线段CP的中点F绕点P按顺时针方向旋转90°得到点D,点D随点P的运动面运动,连接DP、DA.
(1)点F和点D的坐标分别为:F ,D (用含t的代数式表示);
(2)求当t为何值时,△DPA的面积最大,最大面积为多少?
【解答】解:(1)设OP=t,将线段CP的中点F绕点P按顺时针方向旋转90°得到点D,点D随点P的运动面运动,
∵OA=4,OC=2,
∴F(,1),D(t+1,).
故答案为:F(,1),D(t+1,);
(2)∵点P从点O出发,沿x轴以每秒1个单位长的速度向点A匀速运动,
∴OP=t,而OC=2,
∴P(t,0),
设CP的中点为F,C(0,2),
则F点的坐标为(,1),
∴将线段CP的中点F绕点P按顺时针方向旋转90°得点D,其坐标为(t+1,);
∵D点坐标为(t+1,),OA=4,
∴S△DPAAP(4﹣t)(4t﹣t2),
∴当t=2时,S最大=1;
【典例2】如图,在平面直角坐标系中,点O为坐标原点,点A(0,a)在y轴正半轴上,点B(b,0)在x轴正半轴上,且a,b是方程组的解.
(1)直接写出点A的坐标为 ,点B的坐标为 ;
(2)动点P从点B出发,以每秒1个单位长度的速度沿射线BO方向运动,连接AP,设P点的运动时间为t秒,△AOP的面积为S,用含t的式子表示S,并直接写出t的取值范围;
(3)在(2)的条件下,当点P在x轴负半轴上时,且S=6,在y轴负半轴上有一点C,过点B作x轴垂线,与射线PC交于点D,若∠CPO+2∠APO=180°,PD,连接AD,交OB于点E,求点E的坐标.
【解答】解:(1)∵,
∴,
∴A(0,6),B(4,0),
故答案为(0,6),(4,0);
(2)当点P在线段BO上时,OP=4﹣t,
∴SOP•OA(4﹣t)×6=12﹣3t(0≤t<4);
当点P在线段BO延长线上时,OP=t﹣4,
∴SOP•OA(t﹣4)×6=3t﹣12(t>4).
(3)由(2)得:3t﹣12=6,
解得t=6,
∴BP=6,
∵A(0,6),B(4,0),
∴OA=6,OB=4,
过点A作AF⊥DP,交DP的延长线于点F,
∵∠CPO+2∠APO=180°,∠CPO+∠APO+∠APF=180°,
∴∠APF=∠APO,
在△AFP和△AOP中,
,
∴△AFP≌△AOP(AAS),
∴AF=AO=6,
过点A作AG⊥DB,交DB的延长线于点G,
∵S四边形APDB=S△APD+S△ADB,S四边形APDB=S△APB+S△DPB,
∴S△APD+S△ADB=S△APB+S△DPB,
∴PB×BD,
∴PD×AF+BD×AG=PB×OA+PB×BD,
∴6+BD×4=6×6+6×BD,
∴BD,
∴DG=BG+BD=6,
∵S△ADG=S△DBE+S梯形AGBE,
∴(BE+AG)×BG,
∴DG×AG=BD×BE+(BE+AG)×BG,
∴BE+(BE+4)×6,
∴BE,
∴OE=OB﹣BE=4,
∴.
【变式1】如图1,在平面直角坐标系中,已知点A(0,2),B(4,0),C(a,b),点C在第一象限,AC平行于x轴,且AC=2.点P从点A出发,以每秒1个单位长度沿y轴向下匀速运动;点Q从点O同时出发,以每秒1个单位长度的速度沿x轴向右匀速运动,当点Q到达点B时停止运动,点P也随之停止运动.设运动时间为t(t>0)秒.问:
(1)a= ,b= ;
(2)当t=3时,求三角形COP的面积;
(3)是否存在这样的t,使三角形BCQ的面积是三角形COP的面积的3倍,若存在,请求出t的值;若不存在,请说明理由.
【解答】解:(1)∵A(0,2),AC平行于x轴,且AC=2,点C在第一象限,
∴a=2,b=2,则C(2,2),
故答案为:2,2.
(2)点P的速度是每秒1个单位长度,点Q的速度是每秒1个单位长度,
∵A(0,2),B(4,0),
∴OA=2,OB=4,
点Q到达点B所用的时间是4÷1=4(s),
当t=3时,点P(﹣1,0),点Q(3,0),如图所示,
点C(2,2),
∴OP=1,AC=2,
∴,
∴当t=3时,三角形COP的面积为1.
(3)设运动时间为t(t>0)秒,
∴当0<t<2时,OP=2﹣t,BQ=4﹣t,
∴,,
∴3(2﹣t)=4﹣t,解得,t=1,符合题意;
当2<t≤4时,OP=t﹣2,BQ=4﹣t,
∴,,
∴3(t﹣2)=4﹣t,解得,,符合题意;
综上所述,当t=1或时,三角形BCQ的面积是三角形COP的面积的3倍.
期末基础通关练(测试时间:10分钟)
1.在平面直角坐标系中,点A(5,﹣4)关于原点对称的点的坐标是( )
A.(5,4) B.(3,﹣4) C.(﹣5,﹣4) D.(﹣5,4)
【解答】解:点A(5,﹣4)关于原点对称的点的坐标为(﹣5,4).
故选:D.
2.如图,在平面直角坐标系中,已知A(﹣3,0)、B(0,2),把△AOB绕点A逆时针旋转90°后得到△ACD,则点D的坐标是( )
A.(﹣5,3) B.(﹣2,3) C.(3,2) D.(﹣5,2)
【解答】解:∵△ACD由△AOB绕点A逆时针旋转90°后得到,
∴△ACD≌△AOB,
则AC=AO,CD=OB.
∵A(﹣3,0)、B(0,2),
∴OA=3,OB=2,
则AC=4,CD=2.
∴点C坐标为(﹣3,3).
又∵CD⊥AC,
∴点D坐标为(﹣5,3).
故选:A.
3.已知点A(m,2)和B(3,n)关于y轴对称,则(m+n)2025的值为( )
A.﹣1 B.0 C.1 D.﹣52025
【解答】解:根据题意可知,m=﹣3,n=2(横坐标相反,纵坐标相等),
∴m+n=﹣3+2=﹣1,
∴(m+n)2025=(﹣1)2025=﹣1.
故选:A.
4.已知点P(m﹣3,m﹣1)关于原点的对称点P′在第四象限,则m的取值范围是 .
【解答】解:由于P′在第四象限,则横坐标大于0,纵坐标小于0,
即,
解不等式3﹣m>0,得m<3;
解不等式1﹣m<0,得m>1.
因此,m的取值范围是1<m<3.
故答案为:1<m<3.
5.已知点A(m,2025)与点B(2026,n)关于x轴对称,则m+n= .
【解答】解:根据题意可知,m=2026,2025=﹣n,
解得:n=﹣2025,
∴m+n=2026+(﹣2025)=1.
故答案为:1.
6.已知点A(a+1,2a﹣5)在第四象限,且点A到x轴的距离与它到y轴的距离相等,则a= .
【解答】解:∵点A(a+1,2a﹣5)在第四象限,
∴a+1>0,2a﹣5<0,
∵点A到x轴的距离与它到y轴的距离相等,
∴a+1=﹣(2a﹣5),
解得a.
故答案为:.
7.在平面直角坐标系中,已知点A的坐标为(m﹣6,4﹣2m).
(1)若点A在第二、四象限的角平分线上,求点A的坐标;
(2)若点A在第三象限,且到两坐标轴的距离之和为6,求点A的坐标.
【解答】解:(1)根据题意可知,m﹣6+4﹣2m=0,
解得:m=﹣2.
∴m﹣6=﹣8,4﹣2m=8.
∴点A的坐标为(﹣8,8);
(2)根据题意可知,m﹣6<0,4﹣2m<0,
∵点A到两坐标轴的距离之和为6,
∴|m﹣6|+|4﹣2m|=6﹣m+2m﹣4=6,
解得:m=4,
∴m﹣6=﹣2,4﹣2m=﹣4,
∴点A的坐标为(﹣2,﹣4).
期末重难突破练(测试时间:10分钟)
1.如图,在平面直角坐标系中,点B的坐标是(﹣8,12),点C的坐标是(﹣8,2),AB=AC=13,则点A的坐标是( )
A.(3,6) B.(2,7) C.(4,6) D.(4,7)
【解答】解:过点A作BC的垂线,垂足为M,
∵AB=AC,且AM⊥BC,
∴BM=CM,
又∵B(﹣8,12),C(﹣8,2),
∴BC=12﹣2=10,
∴BM=CM=5,
∴点M的纵坐标为12﹣5=7,
则点A的纵坐标为7,
AM12,
则﹣8+12=4,
∴A(4,7).
故选:D.
2.已知点A(﹣2,5),AB∥x轴,且AB=5,则B点坐标是( )
A.(3,5) B.(﹣7,5)
C.(﹣2,10)或(﹣2,0) D.(3,5)或(﹣7,5)
【解答】解:由题知,
因为点A(﹣2,5),且AB∥x轴,
所以点B的纵坐标为5.
又因为AB=5,
则﹣2﹣5=﹣7,﹣2+5=3,
所以点B的坐标为(3,5)或(﹣7,5).
故选:D.
3.如图,A(0,6),B(6,0),点D在AB上,点E在A上,且AD=OE,连BE、OD,求当BE+OD最小时∠BOD的度数为 °.
【解答】解:∵A(0,6),B(6,0),
∴OA=OB=6,
∴∠OAB=∠OBA=45°,
作AQ⊥AB且AQ=OB=6,连接OQ,交AB于Q,
∵EO=AD,∠QAD=∠BOE=90°,
∴△ADQ≌△OEB(SAS),
∴DQ=BE,
∴OD+EB=OD+DQ=OQ,OD+EB最小,
此时AQ=AO,
∵∠OAQ=90°+45°=135°,
∴∠AQO=∠AOQ=22.5°,
∴∠ADQ=67.5°,
又∵∠ABO=45°,∠BDO=∠ADQ=67.5°,
∴∠BOD=67.5°.
故答案为:67.5.
4.如图所示的网格处于某个平面直角坐标系中,每个小正方形的边长都为1,如果点A的坐标为(﹣4,1),点E的坐标为(3,﹣1).
(1)在图中画出这个平面直角坐标系;
(2)直接写出点B,C,D的坐标;
(3)求出D点到y轴再到E点的最短路径.
【解答】解:(1)根据每个小正方形的边长都为1,点A的坐标为(﹣4,1),点E的坐标为(3,﹣1),
可建立平面直角坐标系如下:点C与原点O重合,
(2)由建立的平面直角坐标系可知,
点B的坐标为(﹣5,﹣2),点C的坐标为(0,0),点D的坐标为(2,2).
(3)如图,作点D关于y轴的对称点F,连接DF和EF,且EF与y轴交于点P,
由轴对称的性质可知,PD=PF,
∴F(﹣2,2),
∴D点到y轴,再到E点的路径PD+PE=PF+PE
由两点之间线段最短可知,
当点E,P,F共线时,PF+PE的值最小,最小值为,
即D点到y轴,再到E点的最短路径为.
故答案为:.
5.在平面直角坐标系中,对于任意三点A,B,C的“矩面积”,给出如下定义:“水平底”a为任意两点横坐标差的最大值,“铅垂高”h为任意两点纵坐标差的最大值,则“矩面积”S=ah.已知:如图,A(1,2),B(﹣3,0).
(1)若点C的坐标为(2,﹣1),则A,B,C三点的“水平底”a=5,“铅垂高”h=3,“矩面积”S=ah= ;
(2)点P在x轴上,若A,B,P三点的“矩面积”为10,直接写出点P的坐标 ;
(3)点M(m,4m),
①若A,B,M三点的“矩面积”为8,直接写出满足题意的m的取值范围;
②若m>1,直接写出A,B,M三点的“矩面积”S的取值范围 .
【解答】解:(1)∵“水平底”a=5,“铅垂高”h=3,
∴S=ah=5×3=15,
故答案为:15;
(2)∵点P在x轴上,A,B,P三点的“矩面积”为10,
∴A,B,P三点的“铅垂高”h=|2﹣0|=2,
∴A,B,P三点的“水平底”,
设P(p,0),
当p<﹣3时,1﹣p=5,
解得p=﹣4,
∴P(﹣4,0);
当p>1时,p﹣(﹣3)=5,
解得;p=2,
∴P(2,0);
∴点P的坐标是(2,0)或(﹣4,0);
故答案为:(2,0)或(﹣4,0);
(3)①∵A(1,2),B(﹣3,0),M(m,4m),
∴A,B,M三点的“矩面积”为8,即[1﹣(﹣3)]×(2﹣0)=8,
∴,
解得;
②∵m>1,
∴4m>4,
∴“水平底”a为任意两点横坐标差的最大值,a=m﹣(﹣3)=m+3>4,
“铅垂高”h为任意两点纵坐标差的最大值,h=4m﹣0=4m>4,
∴S=ah>4×4=16,
∴S>16,
故答案为:S>16.
期末综合拓展练(测试时间:15分钟)
1.三名工人加工同一种零件.他们在一天中的工作情况如图所示,其中Ai的横、纵坐标分别为第i名工人上午的工作时间和加工的零件数,点Bi的横、纵坐标分别为第i名工人下午的工作时间和加工的零件数,i=1,2,3,若pi为第i名工人在这一天中平均每小时加工的零件数,则p1,p2,p3大小关系是_________ .
【解答】解:由题知,
第i名工人加工的总零件数可表示为点Ai与点Bi的纵坐标之和,加工的总时间可表示为点Ai与点Bi的横坐标之和,
所以AiBi中点的斜率值即表示该工人平均每小时加工的零件数.
如图所示,
所以p1,p2,p3大小关系是:p2<p3<p1.
故答案为:p2<p3<p1.
2.如图1,在平面直角坐标系中,长方形ABCD的边AB在x轴上,CD交y轴于点F,AB=7,BO=BC=3,∠OAD的平分线交CD于点E,连接BF.
(1)点E的坐标为 ;
(2)如图2,在线段AB上有点G,连接DG,使得∠DGA=30°.在平面内滑动△AED将其记为△A1E1D1(滑动过程中,△A1E1D1与△AED的大小、形状保持不变),点E1沿射线EA方向滑动,点A1始终在x轴上滑动,E1H是△A1E1D1的平分线.当E1H所在直线与△AGD的边平行时,求∠AA1E1的度数.
(3)如图3,H(﹣6,0),N(n,0)为x轴正半轴上点,M(0,m)为y轴上的点,连接NC交BF于点Q,若n+|m|=8,以H、Q、N、M为顶点围成图形的面积是否有最大值?若有请直接写出面积最大值,若没有请说明理由.
【解答】解:(1)∵长方形ABCD,
∴CD=AB=7,AD=BC=3,∠BAD=∠D=90°,
∵BO=BC=3,
∴C(﹣3,3),
∴CF=3,OF=3,
∴DF=CD﹣CF=7﹣3=4,
∵∠OAD的平分线交CD于点E,
∴,
∴∠AED=180°﹣∠D﹣∠EAD=45°=∠EAD,
∴DE=AD=3,
∴EF=DF﹣DE=1,
∴E(1,3);
故答案为:(1,3);
(2)由题意可知:∠A1E1D1=∠AED=45°,
∵E1H是△A1E1D1的平分线,
∴∠D1E1H=∠A1E1H=22.5°,
①当EH∥AG时,如图,
则:∠AA1E1=∠A1E1H=22.5°,
②当E1H∥DG时,如图,
则:∠1=∠DGA=30°,
∵∠1=∠A1E1H+∠AA1E1,
∴∠AA1E1=30°﹣22.5°=7.5°;
③当E1H∥AD时,延长E1H交AA1于点K,则:∠E1KA=∠DAA1=90°,
∴∠E1KA1=90°,
∴∠AA1E1=180°﹣∠E1KA1﹣∠HE1A1=67.5°,
综上:∠AA1E1=22.5°或∠AA1E1=7.5°或∠AA1E1=67.5°;
(3)当m≥0时,如图,作QP⊥x轴,QT⊥BC,则:n+m=8,故m=8﹣n;
由(1)可知:OB=BC=CF=OF=3,
∴∠OBF=∠CBF=45°,
∵∠QTB=∠QPB=90°,BQ=BQ,
∴△BTQ≌△BPQ(AAS),
∴PQ=TQ,
∵N(n,0),H(﹣6,0),
∴BN=n+3,HN=n+6,S△BCN=S△BNQ+S△BCQ,
∴,
∴以H、Q、N、M为顶点围成图形的面积
;
∵m+n=8,
∴n≤8,
∵当n=8时,,
∴以H、Q、N、M为顶点围成图形的面积最大为当m<0时,
则:n﹣m=8,m=n﹣8,
同理:以H、Q、N、M为顶点围成图形的面积
,
∵,
∴以H、Q、N、M为顶点围成图形的面积最大值为.
3.如图,在平面直角坐标系中,已知点A(a,3),B(5,b),且,点C从点O出发,以每秒3个单位的速度向y轴的负方向运动,设运动时间为t秒.
(1)a= ,b= ;
(2)如图(1),连接OB,AC交于点D,则当点C运动多少秒时,S△ABD=S△COD;
(3)如图(2),直线GH交x轴于点H(6,0),交y轴于点G(0,3),再将GH平移ME,点H与点E对应,点G与点M对应,点E坐标为(0,﹣5),直线EM交x轴于点F.第三象限有一点P(m,n),满足S△GHP=S△EFP,求m与n的数量关系.
【解答】解:(1)由知,a=3,b=2,
故答案为:3,2;
(2)由(1)知:A(﹣3,4),B(﹣5,2),
如图1,连接OA,过B作BE⊥x于E,过A作AF⊥x轴于F,则BE=2,OE=5,AF=4,OF=3,
∴EF=5﹣3=2,
∴S△AOB=S梯形BEFA+S△AOF﹣S△BOE=×(2+3)×23×32×5,
设C运动的时间为t秒时,S△ABD=S△COD,则OC=3t(t>0),
∴S△ABD+S△AOD=S△COD+S△AOD,
∴S△AOC=S△ABO,
∴OC•OF3t•3,
则t=1;
(3)由点G、H的坐标得,直线GH的表达式为:yx﹣5,
当P点在EF上方时,过点P作GH的平行线交y轴于点T,设点T(0,t),
则S△PEF=S△TEF=S△GHP=S△GHT,
即TE•|xF|GT×xH,即(t+5)×10=(3﹣t)×6,则t=﹣2,
设直线PT交x轴于点R,则S△GHR=S△GHT5×6=15,
即OG×HRRH=15,
则RH=10,则OR=4,
则S△ORTRO×OT=44×(﹣n)2×(﹣m),
即nm﹣2;
当P点在EF下方时,连接EH,
设E点到GH的距离为d,
∴d,
∴3d=6×8,
∴d,
设P点到EF的距离为h,则P点到GH的距离为h,
∴h(h),
∴5h=3(h),
解得h,
过P点作直线PQ交y轴于Q点,过点E作EN⊥PQ交于N点,
∴NE=h,
设直线PQ的解析式为yx+b,
∴nm+b,
∴b=nm,
∴yx+nm,
∴Q(0,nm),
∴PQm,EQ=﹣5﹣(nm),
∴(﹣m),
∴(5﹣nm)×(﹣m)m,
∴nm﹣17;
综上所述:nm﹣17或nm﹣2.
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