内容正文:
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第二十三章 一次函数
专题10 一次函数中的存在性问题
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类型1 一次函数与等腰三角形
1. 如图,直线AB分别交x轴、y轴于点A(3,0),B(0,3).
(1)求直线AB的函数解析式.
(2)若点C是线段AB上的一个动点,当△AOC的面积为3时,求点C的坐标.
(3)在(2)的条件下,在x轴上是否存在一点P,使得
△COP是等腰三角形?若存在,请直接写出所有满足条
件的点P的坐标;若不存在,请说明理由.
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解:(1)设直线AB的函数解析式为y=kx+b(k≠0),
将A(3,0),B(0,3)代入,得解得
∴直线AB的函数解析式为y=-x+3.
(2)设点C的坐标为(m,-m+3),则S△AOC=×3(-m+3)=3,
∴-m+3=2,m=1,∴点C的坐标为(1,2).
(3)存在点P,使得△COP是等腰三角形. 点P的坐标为(-,0)或(,0)或(2,0)或(,0).
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提示:∵C(1,2),∴OC==5.
当OC=OP时,P(-,0)或P(,0);
当OC=CP时,P(2,0);
当OP=CP时,如图,作CD⊥x轴,垂足为D,设OP=n,则CP=n,DP=n-1,在Rt△CDP中,由勾股定理,
得CD2+DP2=CP2,
∴22+(n-1)2=n2,解得n=,∴P (,0).
综上,点P的坐标为(-,0)或(,0)或(2,0)或(,0).
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2. (河南郑州外国语期中)我们将等腰直角三角尺放在平面直角坐标系中进行探究:
(1)【操作思考】如图1,平面直角坐标系中有一等腰直角三角形MON,O为其直角顶点,若顶点M恰好落在点(2,1)处,则点N的坐标为________;
(2)【类比探究】如图2,一次函数y=2x+2的图象与y轴交于点A,与x轴交于点B,过点B作线段BC⊥AB且BC
=AB,直线AC交x轴于点D,求点
D的坐标及直线AC对应的函数解
析式;
(-1,2)
类型2 一次函数与等腰直角三角形
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解:(2)如图,过点C作CH⊥x轴,垂足为H.
在y=2x+2中,令x=0,得y=2,令y=0,得x=-1,
∴A(0,2),B(-1,0),∴OA=2,BO=1.
∵BC⊥AB,∴∠ABC=90°,
∴∠ABO=90°-∠CBH=∠BCH.
∵∠AOB=∠BHC=90°,AB=BC,
∴△AOB≌△BHC(AAS),∴OA=BH=2,OB=CH=1,
∴OH=OB+BH=3,∴C(-3,1).
设直线AC对应的函数解析式为y=kx+b,把A(0,2),C(-3,1)代入,得解得∴直线AC对应的函数解析式为y=x+2
.令y=0,得x=-6,∴D(-6,0).
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(3)【拓展应用】如图3,E(0,6),F(8,0),过点F作直线l1⊥ x轴,已知Q是直线l2:y=2x-3上一点,点P在直线l1上运动,若△EPQ是以Q为直角顶点的等腰直角三角形,请直接写出所有符合条件的点Q的坐标.
解:点Q的坐标为(,)或(1,-1).
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提示:如图,过点Q作GH⊥y轴,
垂足为G,交直线l1于点H,设Q(m,2m-3),P(8,n),则G(0,2m-3),H(8,2m-3).
①当点Q在EP上方时,如图1,
∵∠EQG=90°-∠PQH=∠QPH,∠EGQ=∠PHQ=90°,EQ=PQ,
∴△EQG≌△QPH(AAS),∴EG=QH,GQ=PH,
∴解得∴2m-3=,
∴Q (,);
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②当点Q在EP下方时,如图2,
同理可得解得
∴2m-3=-1,
∴Q(1,-1).
综上所述,点Q的坐标为( ,)或(1,-1).
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3. 如图,直线y=-x+4分别交x轴、y轴于点A,B,直线BC与x轴交于点C(-2,0),P是线段AB上的一个动点(点P不与A,B重合).
(1)求直线BC所对应的函数解析式.
(2)设动点P的横坐标为t,△POA的面积为S.
①求出S关于t的函数解析式,并写出自变量t的取值范围;
②在线段BC上存在点Q,使得四边形COPQ是平行四边形,求此时点Q的坐标.
类型3 一次函数与平行四边形
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解:(1)∵直线y=-x+4分别交x轴、y轴于点A,B,
∴点A的坐标为(4,0),点B的坐标为(0,4).
设直线BC所对应的函数解析式为y=kx+b.
又C(-2,0),∴解得
故直线BC所对应的函数解析式为y=2x+4.
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(2)①∵O(0,0),A(4,0),∴OA=4.
∵动点P的横坐标为t,P是线段AB上的一个动点(点P不与A,B重合),
∴动点P的纵坐标为-t+4(0<t<4),∴S==-2t+8,
即S关于t的函数解析式是S=-2t+8(0<t<4).
②过点P作PQ⫽x轴,交BC于点Q(图略).
∵点P的坐标为(t,-t+4),∴点Q的纵坐标为-t+4.
∵点Q在直线y=2x+4上,∴-t+4=2x+4,解得x=-0.5t.
∵四边形COPQ是平行四边形,OC=2,∴PQ=OC=2,∴2=t-(-0.5t),
解得t=,∴此时点Q的坐标为(-,) .
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