内容正文:
难点06 新定义综合题几何与函数
内容导航
第一部分 重难考向解读 拆解核心难点,明确备考要点
核心模块 重难考向 考法解读/考向预测
第二部分 重难要点剖析 精解核心要点,点拨解题技巧
要点梳理 典例验知 技巧点拨 类题夯基
考向 函数与几何
第三部分 重难提分必刷 靶向突破难点,精练稳步进阶
重●难●考●向●解●读
2023、2024、2025年考法解读
2026年考法预测
中考数学中新定义综合题的主要考向分为两类:
一、函数与圆综合(每年1道,1分);
二、函数与三角形四边形综合(每年1题,7分);
考查内容稳定,以解答题为主,难度较大.
预测考查方向:
结合切线:当直线与圆相切时,求k的值 结合参数范围:给定k的取值范围,求圆半径或点坐标的取值范围结合直线与圆的位置关系:探究直线与圆有公共点且满足k的条件时,参数b的取值范围。
重●难●要●点●剖●析
题型1 一次函数与圆综合
考查了轴对称的性质,一次函数与坐标轴的交点问题,切线的性质,勾股定理,等边三角形的判定和性质,锐角三角函数的应用等,正确理解新定义的含义,灵活应用数形结合思想是解题的关键.
1.(2024·北京东城汇文中学·一模)在平面直角坐标系中,的半径为1.对于线段给出如下定义:若线段与有两个交点,,且,则称线段是的“倍弦线”.
(1)如图,点的横、纵坐标都是整数,在线段,,中,的“倍弦线”是_____;
(2)的“倍弦线”与直线交于点,求点纵坐标的取值范围;
(3)若的“倍弦线”过点,直线与线段有公共点,直接写出的取值范围.
2.(2025·北京丰台·二模)在平面直角坐标系中,的半径为.对于点和的弦,给出如下定义:点向左平移个单位长度,再向下平移个单位长度,得到点,若点在弦上,且不与点,重合,则称点是弦“伴随点”.
(1)如图,点,,在点,,中,弦的“伴随点”是______;
(2)已知是直线上一点,且存在的弦,使得点是弦的“伴随点”.记点的横坐标为,直接写出的取值范围;
(3)已知点.对于线段上任意一点,存在的弦,使得点是弦的“伴随点”,将点对应的弦的长度的最小值记为,直接写出的最大值及的取值范围.
3.(2025·北京五十中·二模)在平面直角坐标系中,的半径为1,为y轴上一点,P为平面上一点,给出如下定义:若在上存在一点Q,使得是等腰直角三角形,且,则称点P为的“等直点”,为的“等直三角形”.
(1)如图,点A、B、C、D的横、纵坐标都是整数.
①当时,在点A,B,C,D中,的“等直点”是__________;
②当时,若是的“等直三角形”,且点P,Q都在第一象限,求的值;
(2)若直线上存在的“等直点”,直接写出t的取值范围.
4.(2025·北京昌平·二模)在平面直角坐标系中,已知点,线段轴于点为平面内一条线段,将点绕点旋转后得到点.若点到点的距离为1,则称线段为点的“隐圆线段”.
(1)若点在轴上时,点的“隐圆线段”长为_____________;
(2)求点的“隐圆线段”长的最大值;
(3)若点的“隐圆线段”所在直线为,直接写出的取值范围.
5.(2025·北京门头·一模)在平面直角坐标系中,对于点和点给出如下规定:如果将点沿直线翻折后得到点,再将点沿直线翻折后得到点,点就是点的“相称点”.
(1)如图1,如果点,,
① 在点,,中,点的“相称点”的是________;
② 点的“相称点”与点的距离最小值是_______.
(2)如图2,的半径和等边的边长均为,点,点和点都在上,如果在图中的边上存在点的“相称点”,求的取值范围.
6.(2025·北京通州·一模)在平面直角坐标系中,的半径为1,对于平面内点和轴上点,给出如下定义:将点绕着点旋转得到的对应点恰好在上,称点为的“赋能点”.
(1)已知点的坐标为.
①如图1,在点中,的“赋能点”是_____;
②如图2,若直线上存在点,使点为的“赋能点”,求的取值范围;
(2)如图3,点.若线段上存在点,使点为的“赋能点”,直接写出的取值范围.
题型2 一次函数与三角形四边形综合
主要考查了垂径定理,圆周角定理,一次函数与几何综合,解直角三角形,勾股定理等等,正确理解题意利用数形结合的思想求解是解题的关键.
7.(2025·北京丰台·二模)在平面直角坐标系中,如果点A、点C为某个菱形的一组对角的顶点,且点A、C在直线上,那么称该菱形为点A、C的“最佳菱形”下图为点A、C的“最佳菱形”的一个示意图.已知点M的坐标为,点P的坐标为.
(1)点中,能够成为点M、P的“最佳菱形”的顶点的是_________;
(2)如果四边形是点M、P的“最佳菱形”.
①当点N的坐标为时,求四边形的面积;
②当四边形的面积为8,且与直线有公共点时,直接写出b的取值范围.
8.(2023·北京西城·一模)平面直角坐标系中,对于点和图形,若图形上存在一点(点,可以重合),使得点与点关于一条经过原点的直线对称,则称点与图形是“中心轴对称”.对于图形和图形,若图形和图形分别存在点和点(点,可以重合),使得点与点关于一条经过原点的直线对称,则称图形和图形是“中心轴对称”的.特别地,对于点和点,若存在一条经过原点的直线,使得点与点关于直线对称,则称点和点是“中心轴对称”的.
(1)如图1,在正方形中,点,点,
①下列四个点,,,,,中,与点是“中心轴对称”的是 ;
②点在射线上,若点与正方形是“中心轴对称”的,求点的横坐标的取值范围;
(2)四边形的四个顶点的坐标分别为,,,,一次函数图象与轴交于点,与轴交于点,若线段与四边形是“中心轴对称”的,直接写出的取值范围.
9.(2023·北京清华附中·二模)在平面直角坐标系中,对于线段和点,给出如下定义:若在直线上存在点,使得四边形为平行四边形,则称点为线段的“关联点”.已知,.
(1)在,,,中,线段的“关联点”是___________;
(2)若点在第二象限且点是线段“关联点”,求线段长度的取值范围;
(3)已知正方形边长为1.以为中心且各边与坐标轴垂直或平行,点,在线段上(在的下方).若正方形上的任意一点都存在线段,使得该点为线段的“关联点”,直接写出的取值范围.
10.(2024·北京东城·一模)在平面直角坐标系中,直线分别与x轴,y轴交于点,点C是第一象限内的一点,且,抛物线经过两点,与x轴的另一交点为D.
(1)求此抛物线的解析式;
(2)判断直线与的位置关系,并证明你的结论;
(3)点M为x轴上一动点,在抛物线上是否存在一点N,使以四点构成的四边形为平行四边形?若存在,求点N的坐标;若不存在,请说明理由.
11.(2023·北京二中教育集团·模拟)对于平面直角坐标系中的线段,给出如下定义:若存在使得,则称为线段的“等幂三角形”,点R称为线段的“等幂点”.
(1)已知,若存在等腰是线段的“等幂三角形”,求点B的坐标;
(2)已知点C的坐标为,点D在直线上,记图形M为以点为圆心,2为半径的位于x轴上方的部分.若图形M上存在点E,使得线段的“等幂三角形”为锐角三角形,直接写出点D的横坐标的取值范围.
12.(2024·北京十一晋元中学·一模)对于点和图形,若点关于图形上任意的一点的对称点为点,所有点组成的图形为,则称图形为点关于图形的“对称图形”.在平面直角坐标系中,已知点,,,.
(1)①在点,,中,是点关于线段的“对称图形”上的点有_______.
②画出点关于四边形的“对称图形”;
(2)点是轴上的一动点.
①若点关于四边形的“对称图形”与关于四边形的“对称图形”有公共点,求的取值范围;
②直线与轴交于点,与轴交于点,线段上存在点,使得点是点关于四边形的“对称图形”上的点,直接写出的取值范围.
题型3 二次函数综合
考查二次函数的综合题,考点还涉及平面直角坐标系、三角形全等的判断和性质、二次函数对称轴、菱形的性质、线段极值、圆的性质等知识点,学会并熟练运用相关知识是解题关键.
13.(2025·北京门头沟·二模)在平面直角坐标系中,二次函数的图象交x轴于点和点.
(1)此二次函数的图象与y轴的交点的纵坐标为______.
(2)求此二次函数的关系式.
(3)当时,求二次函数的最大值和最小值.
(4)点P为二次函数图象上任意一点,其横坐标为m,过点P作轴,点Q的横坐标为.已知点P与点Q不重合,且线段PQ的长度随m的增大而减小.直接写出线段PQ与二次函数的图象只有1个公共点时m的取值范围.
14.(2024·北京海淀·一模)在平面直角坐标系xOy中,二次函数y=m﹣(m+n)x+n(m<0)的图象与y轴正半轴交于A点.
(1)求证:该二次函数的图象与x轴必有两个交点;
(2)设该二次函数的图象与x轴的两个交点中右侧的交点为点B,若∠ABO=45°,将直线AB向下平移2个单位得到直线l,求直线l的解析式;
(3)在(2)的条件下,设M(p,q)为二次函数图象上的一个动点,当﹣3<p<0时,点M关于x轴的对称点都在直线l的下方,求m的取值范围.
15.(2025·北京燕山·二模)为了测量抛物线的开口大小,某数学兴趣小组将两把含有刻度的直尺垂直放置,并分别以水平放置的直尺和竖直放置的直尺为x,y轴建立如图所示平面直角坐标系,该数学小组选择不同位置测量数据如下表所示,设的读数为x,读数为y,抛物线的顶点为C.
(1)(Ⅰ)列表:
①
②
③
④
⑤
⑥
x
0
2
3
4
5
6
y
0
1
2.25
4
6.25
9
(Ⅱ)描点:请将表格中的描在图2中;
(Ⅲ)连线:请用平滑的曲线在图2将上述点连接,并求出y与x的关系式;
(2)如图3所示,在平面直角坐标系中,抛物线的顶点为C,该数学兴趣小组用水平和竖直直尺测量其水平跨度为,竖直跨度为,且,,为了求出该抛物线的开口大小,该数学兴趣小组有如下两种方案,请选择其中一种方案,并完善过程:
方案一:将二次函数平移,使得顶点C与原点O重合,此时抛物线解析式为.
①此时点的坐标为________;
②将点坐标代入中,解得________;(用含m,n的式子表示)
方案二:设C点坐标为
①此时点B的坐标为________;
②将点B坐标代入中解得________;(用含m,n的式子表示)
(3)【应用】如图4,已知平面直角坐标系中有A,B两点,,且轴,二次函数和都经过A,B两点,且和的顶点P,Q距线段的距离之和为10,求a的值.
16.(2025·北京十三中分校·二模)在平面直角坐标系中,已知抛物线经过点,,,.
(1)当时,求该抛物线的对称轴(用含t的式子表示).
(2)若点,都在抛物线上,则 (填“”“”或“”);
(3)将抛物线在之间的部分(含)所有点的纵坐标的最大值记为,之间的部分(含)所有点的纵坐标的最大值记为,若都有,求t的取值范围.
17.(2025·北京二中·一模)对于平面直角坐标系内的点P和图形M,给出如下定义:如果点P绕原点O顺时针旋转得到点,点落在图形M上,那么称点P是图形M关于原点O的“伴随点”,已知点.
(1)在点,,中,点________是线段关于原点O的“伴随点”;
(2)如果点是关于原点O的“伴随点”,直接写出m的取值范围;
(3)已知抛物线,其关于原点对称的抛物线上存在两个关于原点O的“伴随点”,直接写出n的取值范围.
18.(2025·北京清华附中·二模)研究发现,抛物线上的点到点F(0,1)的距离与到直线l:的距离相等.如图1所示,若点P是抛物线上任意一点,PH⊥l于点H,则PF=PH.
基于上述发现,对于平面直角坐标系xOy中的点M,记点到点的距离与点到点的距离之和的最小值为d,称d为点M关于抛物线的关联距离;当时,称点M为抛物线的关联点.
(1)在点,,,中,抛物线的关联点是_____ ;
(2)如图2,在矩形ABCD中,点,点,
①若t=4,点M在矩形ABCD上,求点M关于抛物线的关联距离d的取值范围;
②若矩形ABCD上的所有点都是抛物线的关联点,则t的取值范围是________.
题型4 反比例函数综合
主要考查相似三角形的性质与判定、解直角三角形及反比例函数,熟练掌握相似三角形的性质与判定、解直角三角形及反比例函数是解题的关键.
19.(22-23九下·北京通州·一模)我们学过二次函数的图象的平移,如:将二次函数的图象向左平移2个单位,再向下平移4个单位,所得图像的函数表达式是.类似地,函数的图象是由反比例函数的图象向右平移个单位,再向上平移个单位得到,其对称中心坐标为.
(1)①将的图象向右平移1个单位,所得图象的函数表达式为 ,再向上平移1个单位,所得图象的函数表达式为 ;
②函数的图象可由得图象向 平移 个单位得到;
③的图象可由哪儿个反比例函数的图象经过怎样的变换得到?
(2)如图,在平面直角坐标系中,请根据给的的图象画出函数的图象,并根据该图象指出,当在什么范围内变化时,.
(3)实际应用:某老师对一位学生的学习情况进行跟踪研究,假设刚学完新知识时的记忆存留量为1,新知识学习后经过的时间为,发现该生的记忆存留量随变化的函数关系式为;若在时进行第一次复习,发现他复习后的记忆存留量是复习前的2倍(复习的时间忽略不计),且复习后的记忆存留量随变化的函数关系式为.如果记忆存留量为时是复习的“最佳时机点”,且他第一次复习是在“最佳时机点”进行的,那么当为何值时,是他第二次复习的“最佳时机点”?请直接写出答案.
20.(2024·北京门头沟·二模)在平面直角坐标系中,反比例函数的图象过点.
(1)求k的值;
(2)一次函数的图象过,与的图象交于两点,两函数图象交点之间的部分组成的封闭图形称作图象“”,该图象内横纵坐标均为整数的点称为“区域点”(不含边界);
①当一次函数图象过时,存在______个“区域点”;
②如果“区域点”的个数为3个,画出示意图,直接写出a的取值范围.
21.(2025·北京平谷·二模)如图,在平面直角坐标系中,给出如下定义:已知点,点,连接.如果线段上有一个点与点P的距离不大于1,那么称点P是线段的“环绕点”.
(1)已知点,,,则是线段的“环绕点”的点是 ;
(2)已知点在反比例函数的图象上,且点P是线段的“环绕点”,求出点P的横坐标m的取值范围;
(3)已知上有一点P是线段的“环绕点”,且点,求的半径r的取值范围.
22.(2025·河北秦皇岛·一模)如图,矩形的四个顶点都在格点(网格线的交点)上,对角线,相交于点,反比例函数的图象经过点.
(1)求这个反比例函数的表达式;
(2)画出反比例函数的图象;
(3)将矩形向下平移,当点落在这个反比例函数的图象上时,求平移的距离为多少?
23.(2022·北京三帆中学·模拟)在平面直角坐标系中,一次函数的图象与轴交于点,与反比例函数的图象交于点,两点.
(1)求反比例函数的表达式;
(2)当时,直接写出关于的方程的解;
(3)当时,求的取值范围.
24.(2024·北京平谷·二模)已知:一次函数,与反比例函数的图象交与点.
(1)求一次函数和反比例函数的表达式;
(2)已知点过点P作垂直于y轴的直线,与反比例函数的图象交于点B,与一次函数的图象交于点C,横、纵坐标都是整数的点叫做整点.若线段、与反比例函数图象上之间的部分围成的图象中(不含边界)恰有3个整点,直接写出n的取值范围.
重●难●提●分●必●刷
(建议用时:50分钟)
1.在平面直角坐标系中,对于两点和直线,过点作直线的垂线,垂足为点,若点关于点的对称点为点,则称点为点关于直线和点的“垂足对称关联点”.已知点.
(1)①点关于轴和点的“垂足对称关联点”的坐标为______;
②点为点关于直线和点的“垂足对称关联点”,则点到直线的距离为______;
(2)如图,点在线段上,点在轴下方,且满足,若直线上存在点关于轴和点的“垂足对称关联点”,求的取值范围.
2.在平面直角坐标系中,的半径为1,对于的弦和点,给出如下定义:若是直角三角形,称点是弦的“关联点”.
(1)如图,已知点,,在点,,中,是弦的“关联点”的是____________;
(2)已知的直径的“关联点”在轴上,有一边与相切,设点,当时,直接写出点的纵坐标的取值范围;
(3)点在上,轴,,已知点,,若线段上存在一点是的弦的“关联点”,且,直接写出的取值范围.
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难点06 新定义综合题几何与函数
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中考数学中新定义综合题的主要考向分为两类:
一、函数与圆综合(每年1道,1分);
二、函数与三角形四边形综合(每年1题,7分);
考查内容稳定,以解答题为主,难度较大.
预测考查方向:
结合切线:当直线与圆相切时,求k的值 结合参数范围:给定k的取值范围,求圆半径或点坐标的取值范围结合直线与圆的位置关系:探究直线与圆有公共点且满足k的条件时,参数b的取值范围。
重●难●要●点●剖●析
题型1 一次函数与圆综合
考查了轴对称的性质,一次函数与坐标轴的交点问题,切线的性质,勾股定理,等边三角形的判定和性质,锐角三角函数的应用等,正确理解新定义的含义,灵活应用数形结合思想是解题的关键.
1.(2024·北京东城汇文中学·一模)在平面直角坐标系中,的半径为1.对于线段给出如下定义:若线段与有两个交点,,且,则称线段是的“倍弦线”.
(1)如图,点的横、纵坐标都是整数,在线段,,中,的“倍弦线”是_____;
(2)的“倍弦线”与直线交于点,求点纵坐标的取值范围;
(3)若的“倍弦线”过点,直线与线段有公共点,直接写出的取值范围.
【答案】(1)、;
(2);
(3).
【来源】2024年北京市东城区汇文中学中考一模数学试题
【分析】本题是新定义阅读题,考查了理解能力,与圆的位置关系,勾股定理等知识,解决问题的关键是几何直观能力,数形结合.
(1)根据定义验证可得结果;
(2)根据最大值为6,所以以为圆心,3为半径画圆,根据勾股定理求得,进而求得结果;
(3)以为圆心,1为半径作圆,直线与圆相切,此时,以为圆心,2为半径作圆,直线与圆相切,求得,进而求得结果.
【详解】(1)解:如图1,
,,
,是的“倍弦线”,
与不相交,,
和不是的“倍弦线”,
故答案为:、;
(2)解:如图2,
以为圆心,3 为半径画圆交直线于和,
,
;
(3)解:如图3,
以为圆心,2为半径画圆,直线与相切,
此时,
以为圆心,1为半径作,直线与相切,
此时,
.
2.(2025·北京丰台·二模)在平面直角坐标系中,的半径为.对于点和的弦,给出如下定义:点向左平移个单位长度,再向下平移个单位长度,得到点,若点在弦上,且不与点,重合,则称点是弦“伴随点”.
(1)如图,点,,在点,,中,弦的“伴随点”是______;
(2)已知是直线上一点,且存在的弦,使得点是弦的“伴随点”.记点的横坐标为,直接写出的取值范围;
(3)已知点.对于线段上任意一点,存在的弦,使得点是弦的“伴随点”,将点对应的弦的长度的最小值记为,直接写出的最大值及的取值范围.
【答案】(1);
(2)或
(3)的最大值为,
【来源】2025年北京市丰台区九年级中考二模数学试卷
【分析】本题考查了点的平移,切线的性质,勾股定理,解直角三角形,理解新定义是解题的关键;
(1)根据新定义,结合坐标系,平移即可求解;
(2)根据新定义,弦,先得出在的圆环内,进而得点是弦的“伴随点”则以为圆心的圆环,设分别和圆环交于,进而分别求得其横坐标,结合图形,即可求解;
(3)根据新定义先得对应的弦的长度的最小值时,经过的的切点,进而求得经过时,取得的最大值,进而得出的范围,即可求解.
【详解】(1)解:根据新定义,将先弦向右平移1个单位,再向上平移1个单位,
则平移后经过点,则是弦的“伴随点”
故答案为:;
(2)解:的弦,的半径为.
∴是等边三角形,
设
则
∴在的圆环内
如图,将圆环向右平移1个单位,再向上平移1个单位,得到以为圆心的圆环,设分别和圆环交于,
则点是弦的“伴随点”在圆环内部,不包括圆弧外边界(根据定义不和端点重合),
由于与轴的夹角为
∴的横坐标为,的横坐标为,
同理可得的横坐标为,的横坐标为
∴或
(3)解:如图,将向右平移1个单位,再向上平移1个单位,得到以为圆心的圆,设为的对应弦,
线段上任意一点,存在的弦,使得点是弦的“伴随点”,则为的圆环内的弦,
当经过的的切点时,取得最小值,
当为半径为的切点时,即的中点时,取得最大值,
∵点在上,
∴的最大值为
∴,
∴的最大值为
∴,
∵,,
即是线段上的点,当重合时取得最小值,当重合时取得最大值,而不包括端点,则不能取等于号,
∴
3.(2025·北京五十中·二模)在平面直角坐标系中,的半径为1,为y轴上一点,P为平面上一点,给出如下定义:若在上存在一点Q,使得是等腰直角三角形,且,则称点P为的“等直点”,为的“等直三角形”.
(1)如图,点A、B、C、D的横、纵坐标都是整数.
①当时,在点A,B,C,D中,的“等直点”是__________;
②当时,若是的“等直三角形”,且点P,Q都在第一象限,求的值;
(2)若直线上存在的“等直点”,直接写出t的取值范围.
【答案】(1)①A、B、D, ②
(2)或
【详解】(1)解:①如图,,,是等腰直角三角形,在上,故A、B、D为“等直点”,
故答案为:A、B、D;
②如图,依题意作的“等直三角形”,
∴,,
过Q点作轴,交y轴于M点,过点P作于H点,
∴,
∴
∴,
∴,
∴,,
设,
∴,,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴=.
(2)解:如图③,为的“等直三角形”,当点T在y轴的负半轴上,点P在点Q的左侧时,在x轴的负半轴上取一点F,使得,连接,,
∵,
∴,
∵,,
∴,
∴,
∵,
∴,
则点P的运动轨迹是以点F为圆心,为半径的圆,
∴观察图形可知,当或时,与直线相切,
那么,或;
观察图形可知,当时,直线上存在的“等直点”;
如图④,为的“等直三角形”,当点T在y轴的正半轴上,点P在点Q的左侧时,在x轴的负半轴上取一点F,使得,连接,,
同理可证,
∴,
∵,
∴,
则点P的运动轨迹是以点F为圆心,为半径的圆,
∴当或时,与直线相切,
那么,或;
观察图形可知,当时,直线上存在的“等直点”,
综上所述,t的取值范围为:或.
4.(2025·北京昌平·二模)在平面直角坐标系中,已知点,线段轴于点为平面内一条线段,将点绕点旋转后得到点.若点到点的距离为1,则称线段为点的“隐圆线段”.
(1)若点在轴上时,点的“隐圆线段”长为_____________;
(2)求点的“隐圆线段”长的最大值;
(3)若点的“隐圆线段”所在直线为,直接写出的取值范围.
【答案】(1)和
(2)3
(3)
【来源】2025年北京市昌平区九年级二模数学试卷
【分析】(1)由点C在x轴上,且点C到点O的距离为1,得到或.由中心对称得到点D是线段的中点,因此可得点D的坐标,根据两点间的距离公式即可求解;
(2)连接,取的中点,连接,,则,由三角形中位线的性质得到,因此点D在以点为圆心,半径的圆上运动,根据“一箭穿心”模型即可解答;
(3)由(2)可知点D在上运动,又直线过点B,因此,过点B作的切线,切点分别为点M,N,设直线的解析式为,直线的解析式为,则.根据相似三角形的判定及性质,待定系数法分别求出,即可解答.
【详解】(1)解:∵点C在x轴上,且点C到点O的距离为1,
∴或.
①当点C为时,
∵点绕点旋转后得到点,
∴点D是线段的中点,
∵,
∵线段轴于点,
∴,
∴.
②当点C为时,
∵点绕点旋转后得到点,
∴点D是线段的中点,
∵,
∵线段轴于点,
∴,
∴.
综上所述,点A的“隐圆线段”长为或.
(2)解:连接,取的中点,连接,
∵,
∴点C在以点O为圆心,半径为1的圆上运动,
∵点D是的中点,点E是的中点,
∴,
∴点D在以点为圆心,半径的圆上运动,
∴,
∴的最大值为,
即点的“隐圆线段”长的最大值为3.
(3)解:由(2)可知点D在上运动,
又点的“隐圆线段”所在直线为,
∴直线过点B,
∴如图,过点B作的切线,切点分别为点M,N,
设直线的解析式为,直线的解析式为,
∴.
①连接,过点E作轴,交于点F,过点F作轴于点G,
由(2)有,,
∴在中,,
∵,轴, 轴,
∴,
设,则,
∵轴,
∴,
∵与相切于点M
∵,
∴,
∴,
∴,
,
∵,
即,
∴,
∴,
∴,即,
∴把点,代入直线的解析式,得
,解得.
②连接,过点E作轴,交于点H,交于点K,
∴,,,
∵,是的切线,
∴,,
设,则,
∵,,
∴,
∴,
∴,
,
∵,
∴,
∴,
∴
∴,即,
∴把点,代入直线的解析式,得
,解得.
综上,.
5.(2025·北京门头·一模)在平面直角坐标系中,对于点和点给出如下规定:如果将点沿直线翻折后得到点,再将点沿直线翻折后得到点,点就是点的“相称点”.
(1)如图1,如果点,,
① 在点,,中,点的“相称点”的是________;
② 点的“相称点”与点的距离最小值是_______.
(2)如图2,的半径和等边的边长均为,点,点和点都在上,如果在图中的边上存在点的“相称点”,求的取值范围.
【答案】(1)① ,; ②
(2)或
【来源】2025年北京市门头中考数学一模试卷
【分析】(1)①根据翻折,中点坐标的计算得到,可得在上,进而可得,,符合题意,即可求解;
②根据两点之间距离公式得到,当时,,由此即可求解;
(2)在上任取点与点,其中点,点关于对称,再关于对称,得到的点,实质上就是将绕点旋转得到点,进而可得的轨迹为以为圆心,半径为与的圆环,进而根据等边的边长均为,点,找到临界点,结合图形,即可求解.
【详解】(1)解:①∵,将点沿直线翻折后得到点,则,将点沿直线翻折后得到点,则,
∵
∴在上,
∵,在上,
∴点的“相称点”的是,;
故答案为:,;.
②点,
∴,
∴,
∴当时,,
故答案为:;
(2)解:如图
在上任取点与点,其中点,点关于对称,再关于对称,得到的点,实质上就是将绕点旋转得到点,
先将固定,在上运动,随之运动,连接并延长至使得,连接,则,即在为圆心,半径为的上运动,
当点在上运动,则在以为圆心,半径为与的圆环内运动,如图,
∵边上存在点的“相称点”,
∴的边与圆环有交点,
如图,当与3为半径的外切时,设切点为,则切点坐标为,
∵等边的边长均为,,
∴,
∴,
当在为半径的上时,,
当在为半径的上时,,则,此时,
当在为半径的上时,,
随着点的移动,可得,或.
6.(2025·北京通州·一模)在平面直角坐标系中,的半径为1,对于平面内点和轴上点,给出如下定义:将点绕着点旋转得到的对应点恰好在上,称点为的“赋能点”.
(1)已知点的坐标为.
①如图1,在点中,的“赋能点”是_____;
②如图2,若直线上存在点,使点为的“赋能点”,求的取值范围;
(2)如图3,点.若线段上存在点,使点为的“赋能点”,直接写出的取值范围.
【答案】(1)①;②
(2)
【详解】(1)解:①将绕点旋转,得到半径为1的和,其中,,
,,
点在上,点在上,
点是的“赋能点”,
,,
点不在上,也不在上,
点不是的“赋能点”,
综上所述,的“赋能点”是.
故答案为:.
②直线与轴交于点,与轴交于点,
,
,
直线上存在点,使点为的“赋能点”,
直线与或有交点,
当直线与相切于点,与直线交于点,如图,
连接、,则有,
,
又,
,
,
,
,
点在直线上,
,
;
当直线与相切于点,与直线交于点,如图,
同理可得,,
点在直线上,
,
;
的取值范围为.
(2)解:将绕点旋转,得到半径为1的和,其中,,
线段上存在点,使点为的“赋能点”,
线段与或有交点,
当线段与只有点一个交点,此时,
,
解得:,;
当线段与只有点一个交点,此时,
,
解得:,;
结合图象得,的取值范围为.
题型2 一次函数与三角形四边形综合
主要考查了垂径定理,圆周角定理,一次函数与几何综合,解直角三角形,勾股定理等等,正确理解题意利用数形结合的思想求解是解题的关键.
7.(2025·北京丰台·二模)在平面直角坐标系中,如果点A、点C为某个菱形的一组对角的顶点,且点A、C在直线上,那么称该菱形为点A、C的“最佳菱形”下图为点A、C的“最佳菱形”的一个示意图.已知点M的坐标为,点P的坐标为.
(1)点中,能够成为点M、P的“最佳菱形”的顶点的是_________;
(2)如果四边形是点M、P的“最佳菱形”.
①当点N的坐标为时,求四边形的面积;
②当四边形的面积为8,且与直线有公共点时,直接写出b的取值范围.
【答案】(1);(2)①4;②
【详解】解:(1)如图1中,观察图象可知:在线段的垂直平分线上
根据菱形的性质可知,点能够成为点M、P的“极好菱形”顶点;
(2)①如下图:
∵
∴
∵四边形是菱形,
∴菱形是正方形.
∴
②如下图:
∵
∴,
∵四边形MNPQ的面积为8,
∴,即
∴,
∵四边形MNPQ是菱形,
∴
作直线,交x轴于A,
∵
∴OM=,
∴OE=2,
∵M和P在直线上,
∴∠MOA=45°,
∴△EOA是等腰直角三角形,
∴EA=2,
∴A与N重合,即N在x轴上,
同理可知:Q在y轴上,且
由题意得:四边形MNPQ与直线有公共点时,的取值范围是.
8.(2023·北京西城·一模)平面直角坐标系中,对于点和图形,若图形上存在一点(点,可以重合),使得点与点关于一条经过原点的直线对称,则称点与图形是“中心轴对称”.对于图形和图形,若图形和图形分别存在点和点(点,可以重合),使得点与点关于一条经过原点的直线对称,则称图形和图形是“中心轴对称”的.特别地,对于点和点,若存在一条经过原点的直线,使得点与点关于直线对称,则称点和点是“中心轴对称”的.
(1)如图1,在正方形中,点,点,
①下列四个点,,,,,中,与点是“中心轴对称”的是 ;
②点在射线上,若点与正方形是“中心轴对称”的,求点的横坐标的取值范围;
(2)四边形的四个顶点的坐标分别为,,,,一次函数图象与轴交于点,与轴交于点,若线段与四边形是“中心轴对称”的,直接写出的取值范围.
【答案】(1)①,②(2)或
【详解】解:解:(1)如图1中,
∵,,,
∴,与点是“中心轴对称”的.
故答案为,;
②如图2中,
以为圆心,为半径画弧交射线于,以为圆心,为半径画弧交射线于.
易知,,,,
观察图象可知满足条件的点的横坐标的取值范围:;
(2)如图3中,设交轴于.
当一次函数与圆心为,半径为的圆相切时,,
当一次函数经过点时,.
观察图象结合图形和图形是“中心轴对称”的定义可知,当时,线段与四边形是“中心轴对称”的;
根据对称性可知:当时,线段与四边形是“中心轴对称”的.
综上所述,满足条件的的取值范围:或.
9.(2023·北京清华附中·二模)在平面直角坐标系中,对于线段和点,给出如下定义:若在直线上存在点,使得四边形为平行四边形,则称点为线段的“关联点”.已知,.
(1)在,,,中,线段的“关联点”是___________;
(2)若点在第二象限且点是线段“关联点”,求线段长度的取值范围;
(3)已知正方形边长为1.以为中心且各边与坐标轴垂直或平行,点,在线段上(在的下方).若正方形上的任意一点都存在线段,使得该点为线段的“关联点”,直接写出的取值范围.
【答案】(1)
(2)
(3)或
【详解】(1)解:如图,∵,
设直线的解析式为
解得
∴直线的解析式为
在,,,中,在直线上,不符合定义,
如图,当点平移到,点平移到,则,四边形是平行四边形,
∵,,向左平移4个单位,再向下平移1个单位,
将点向左平移4个单位,再向下平移1个单位,得到,则点在上,
同理可得在上,不在上,
综上所述,线段的“关联点”是
故答案为:
(2)由(1)可知,线段的“关联点”在直线上,
设直线的解析式为
解得
∴直线的解析式为
设直线与坐标轴交于点,如图,
令,得,
令,得
∵点在第二象限且点是线段的“关联点”,
∴在线段上,不包括端点,
设到的距离为,则
∴
(3)依题意,正方形在直线与之间运动时,正方形上的任意一点都存在线段,使得该点为线段的“关联点”, ∵,正方形边长为1,
∴,,,
如图,当点位于上时,此时
解得
如图,当点在上时,
解得,
根据(1)中,当与共线时,不符合定义,
∴当正方形的与有交点时,不符合题意,
①当在直线上时,,
∵直线的解析式为
∴
解得:
②当在直线上时,,
∵直线的解析式为
∴
解得:
结合图形可知:当正方形上的任意一点都存在线段,使得该点为线段的“关联点”,或.
10.(2024·北京东城·一模)在平面直角坐标系中,直线分别与x轴,y轴交于点,点C是第一象限内的一点,且,抛物线经过两点,与x轴的另一交点为D.
(1)求此抛物线的解析式;
(2)判断直线与的位置关系,并证明你的结论;
(3)点M为x轴上一动点,在抛物线上是否存在一点N,使以四点构成的四边形为平行四边形?若存在,求点N的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)二次函数的解析式为;(2)AB∥CD,证明见解析;(3)点N的坐标分别为(,1),(,1),(,-1),(-1).
【来源】2024年北京市东城区中考一模数学试卷
【分析】(1)求得点C的坐标,应用待定系数法即可求得抛物线的解析式.
(2)根据勾股定理求出AC,CD,AD的长,从而根据勾股定理逆定理得到△ACD为直角三角形,∠ACD=90°,由∠BAC=90°,得出AB∥CD.
(3)由题意可知,要使得以A,B,M,N四点构成的四边形为平行四边形,只需要点N到x轴的距离与点B到x轴的距离相等.据此列出方程求解即可.
【详解】解:(1)由题意可求点A(2,0),点B(0,1).
过点C作CE⊥x轴,易证△AOB≌△ECA.
∴ OA=CE=2,OB=AE=1.
∴ 点C的坐标为(3,2).
将点A(2,0),点C(3,2)代入,
得,,解得.
∴二次函数的解析式为.
(2)AB∥CD.证明如下:
令,解得.
∴ D点坐标为(7,0).
可求.
∴△ACD为直角三角形,∠ACD=90°.
又∵∠BAC=90°,
∴ AB∥CD.
(3)如图,由题意可知,要使得以A,B,M,N四点构成的四边形为平行四边形,只需要点N到x轴的距离与点B到x轴的距离相等.
∵ B点坐标为(0,1),
∴ 点N到x轴的距离等于1.
可得和.
解这两个方程得.
∴点N的坐标分别为(,1),(,1),(,-1),(,-1).
【点睛】本题考查全等三角形的判定和性质;待定系数法的应用;曲线上点的坐标与方程的关系;勾股定理和逆定理;平行的判定;平行四边形的判定;解一元二次方程;分类思想的应用.
11.(2023·北京二中教育集团·模拟)对于平面直角坐标系中的线段,给出如下定义:若存在使得,则称为线段的“等幂三角形”,点R称为线段的“等幂点”.
(1)已知,若存在等腰是线段的“等幂三角形”,求点B的坐标;
(2)已知点C的坐标为,点D在直线上,记图形M为以点为圆心,2为半径的位于x轴上方的部分.若图形M上存在点E,使得线段的“等幂三角形”为锐角三角形,直接写出点D的横坐标的取值范围.
【答案】(1)或
(2)或
【来源】2023年北京二中教育集团中考模拟数学试题
【分析】(1)先根据题中定义和坐标与图形性质求得点B的纵坐标为4或,分、、分别求解即可;
(2)根据题意,画图找到线段的“等幂三角形”为直角三角形时点D临界点,即点D在线段或上,点E在弧上,进而根据已知,结合图形和锐角三角函数求解即可.
【详解】(1)解:∵,∴,
∵存在等腰是线段的“等幂三角形”,
∴,
设边上的高为h,则,∴,
∴点B的纵坐标为4或;
∵是等腰三角形”,
∴若时,点B在的垂直平分线上,∴点B坐标为或;
若时,,满足题意的点B不存在,舍去;
当时,,满足题意的点B不存在,舍去,
综上,满足题意的点B坐标为或;
(2)解:如图,由题意,点C在直线上,
当时,,则,
∴,,则图形M经过A,设图形M与x轴另一个交点为,
∴,
过C作于H,连接并延长交图形M于,则,
则,,
∴,,
过A作交图形M于,则,又,
∴,则;
同理,过作于,则,
∴,则,
∵为线段的“等幂三角形”,
∴设边上的高为h,则,∴,
∵为锐角三角形,
∴如图,点D在线段或上,点E在弧上
∵,
∴,,
则,
同理,, ,
∴满足条件的D的横坐标范围为或.
.
12.(2024·北京十一晋元中学·一模)对于点和图形,若点关于图形上任意的一点的对称点为点,所有点组成的图形为,则称图形为点关于图形的“对称图形”.在平面直角坐标系中,已知点,,,.
(1)①在点,,中,是点关于线段的“对称图形”上的点有_______.
②画出点关于四边形的“对称图形”;
(2)点是轴上的一动点.
①若点关于四边形的“对称图形”与关于四边形的“对称图形”有公共点,求的取值范围;
②直线与轴交于点,与轴交于点,线段上存在点,使得点是点关于四边形的“对称图形”上的点,直接写出的取值范围.
【答案】(1)①点E,点F,②图见解析.
(2)①,②或
【详解】(1)解:①根据点关于图形的“对称图形”的定义,点关于线段的“对称图形”是线段,如图所示其中点,.故点,在线段上.
故答案为:点,点;
②点关于四边形的“对称图形”为四边形.
(2)①动点关于四边形的“对称图形”为四边形,如图所示.利用中点坐标公式可得到点,,,.四边形随的变化左右移动,当四边形与四边形有公共点时,应满足:
,
,
②要使得点是四边形上的点,需满足:
或,
或.
题型3 二次函数综合
考查二次函数的综合题,考点还涉及平面直角坐标系、三角形全等的判断和性质、二次函数对称轴、菱形的性质、线段极值、圆的性质等知识点,学会并熟练运用相关知识是解题关键.
13.(2025·北京门头沟·二模)在平面直角坐标系中,二次函数的图象交x轴于点和点.
(1)此二次函数的图象与y轴的交点的纵坐标为______.
(2)求此二次函数的关系式.
(3)当时,求二次函数的最大值和最小值.
(4)点P为二次函数图象上任意一点,其横坐标为m,过点P作轴,点Q的横坐标为.已知点P与点Q不重合,且线段PQ的长度随m的增大而减小.直接写出线段PQ与二次函数的图象只有1个公共点时m的取值范围.
【答案】(1)2;(2);(3)最大值为,最小值为-8;(4)或.
【详解】解:(1)令x=0,则y=2,
∴二次函数的图象与y轴的交点的纵坐标为2;
故答案为:2;
(2)将A(-3,0),B(1,0)代入得:
,解得,
∴二次函数的关系式为;
(3)∵,
∵抛物线开口向下,对称轴为直线.
∴当时,y取最大值为,
∵,
∴当时,y取最小值;
(4)PQ=,
当时,PQ=-3m-4,PQ的长随m的增大而减少;
当时,PQ=3m+4,PQ的长随m的增大而增大;
∴满足题意,解得:m<-,
①P到对称轴直线x=-1的距离为-1-m,
当PQ<2(-1-m)时,线段PQ与二次函数y=ax2+bx+2(-3<x<)的图象只有1个公共点,如图:
∴2(-1-m),
解得:m>-2,
∴;
②如图:
当x=时,
y=-x2-x+2=,
在y=-x2-x+2中,令y=,
得:-x2-x+2=,
解得:x=或x=,
∴当时,线段PQ与二次函数y=ax2+bx+2(-3<x<)的图象只有1个公共点,
综上,线段PQ与二次函数y=ax2+bx+2(-3<x<)的图象只有1个公共点时, m的取值范围是或.
14.(2024·北京海淀·一模)在平面直角坐标系xOy中,二次函数y=m﹣(m+n)x+n(m<0)的图象与y轴正半轴交于A点.
(1)求证:该二次函数的图象与x轴必有两个交点;
(2)设该二次函数的图象与x轴的两个交点中右侧的交点为点B,若∠ABO=45°,将直线AB向下平移2个单位得到直线l,求直线l的解析式;
(3)在(2)的条件下,设M(p,q)为二次函数图象上的一个动点,当﹣3<p<0时,点M关于x轴的对称点都在直线l的下方,求m的取值范围.
【答案】(1)见解析
(2)y=﹣x﹣1
(3)﹣≤m<0
【详解】(1)解:令m﹣(m+n)x+n=0,则
=﹣4mn=,
∵二次函数图象与y轴正半轴交于A点,
∴A(0,n),且n>0,
又∵m<0,
∴m﹣n<0,
∴=>0,
∴该二次函数的图象与x轴必有两个交点;
(2)令﹣(m+n)x+n=0,
解得:=1,=,
由(1)得<0,故B的坐标为(1,0),
又因为∠ABO=45°,
所以A(0,1),即n=1,
则可求得直线AB的解析式为:y=﹣x+1.
再向下平移2个单位可得到直线l:y=﹣x﹣1;
(3)由(2)得二次函数的解析式为:y=﹣(m+1)x+1.
∵M(p,q) 为二次函数图象上的一个动点,
∴q=﹣(m+1)p+1.
∴点M关于x轴的对称点M′的坐标为(p,﹣q).
∴M′点在二次函数y=﹣+(m+1)x﹣1上.
∵当﹣3<p<0时,点M关于x轴的对称点都在直线l的下方,
当p=0时,q=1;当p=﹣3时,q=12m+4;
结合图象可知:﹣(12m+4)≤2,
解得:m≥﹣.
∴m的取值范围为:﹣≤m<0.
15.(2025·北京燕山·二模)为了测量抛物线的开口大小,某数学兴趣小组将两把含有刻度的直尺垂直放置,并分别以水平放置的直尺和竖直放置的直尺为x,y轴建立如图所示平面直角坐标系,该数学小组选择不同位置测量数据如下表所示,设的读数为x,读数为y,抛物线的顶点为C.
(1)(Ⅰ)列表:
①
②
③
④
⑤
⑥
x
0
2
3
4
5
6
y
0
1
2.25
4
6.25
9
(Ⅱ)描点:请将表格中的描在图2中;
(Ⅲ)连线:请用平滑的曲线在图2将上述点连接,并求出y与x的关系式;
(2)如图3所示,在平面直角坐标系中,抛物线的顶点为C,该数学兴趣小组用水平和竖直直尺测量其水平跨度为,竖直跨度为,且,,为了求出该抛物线的开口大小,该数学兴趣小组有如下两种方案,请选择其中一种方案,并完善过程:
方案一:将二次函数平移,使得顶点C与原点O重合,此时抛物线解析式为.
①此时点的坐标为________;
②将点坐标代入中,解得________;(用含m,n的式子表示)
方案二:设C点坐标为
①此时点B的坐标为________;
②将点B坐标代入中解得________;(用含m,n的式子表示)
(3)【应用】如图4,已知平面直角坐标系中有A,B两点,,且轴,二次函数和都经过A,B两点,且和的顶点P,Q距线段的距离之和为10,求a的值.
【答案】(1)图见解析,;
(2)方案一:①;②;方案二:①;②;
(3)a的值为或.
【详解】(1)解:描点,连线,函数图象如图所示,
观察图象知,函数为二次函数,
设抛物线的解析式为,
由题意得,
解得,
∴y与x的关系式为;
(2)解:方案一:①∵,,
∴,
此时点的坐标为;
故答案为:;
②由题意得,
解得,
故答案为:;
方案二:①∵C点坐标为,,,
∴,
此时点B的坐标为;
故答案为:;
②由题意得,
解得,
故答案为:;
(3)解:根据题意和的对称轴为,
则,,的顶点坐标为,
∴顶点距线段的距离为,
∴的顶点距线段的距离为,
∴的顶点坐标为或,
当的顶点坐标为时,,
将代入得,解得;
当的顶点坐标为时,,
将代入得,解得;
综上,a的值为或.
16.(2025·北京十三中分校·二模)在平面直角坐标系中,已知抛物线经过点,,,.
(1)当时,求该抛物线的对称轴(用含t的式子表示).
(2)若点,都在抛物线上,则 (填“”“”或“”);
(3)将抛物线在之间的部分(含)所有点的纵坐标的最大值记为,之间的部分(含)所有点的纵坐标的最大值记为,若都有,求t的取值范围.
【答案】(1)抛物线的对称轴为直线
(2)
(3)或
【详解】(1)解:当时,,
抛物线的对称轴为直线.
(2),,
抛物线的开口向上,对称轴为直线,
点,都在抛物线上,
点M到对称轴的距离为,点N到对称轴的距离为,
即点M和点N到对称轴的距离相等,
.
(3)抛物线的对称轴为直线,
∴,之间的部分所有点的最大值一定在两个端点,
由题意得,点在点的左侧,点与点关于对称轴对称,
∵,
∴
∴,
∵
整理得:
解得:或
17.(2025·北京二中·一模)对于平面直角坐标系内的点P和图形M,给出如下定义:如果点P绕原点O顺时针旋转得到点,点落在图形M上,那么称点P是图形M关于原点O的“伴随点”,已知点.
(1)在点,,中,点________是线段关于原点O的“伴随点”;
(2)如果点是关于原点O的“伴随点”,直接写出m的取值范围;
(3)已知抛物线,其关于原点对称的抛物线上存在两个关于原点O的“伴随点”,直接写出n的取值范围.
【答案】(1)和
(2)
(3)
【详解】(1)解:∵,,
轴,
如图所示,点,,绕点O顺时针旋转得到的对应点分别为:,
其中点,在线段上,
∴和是线段关于原点O的“伴随点”,
故答案为:和;
(2)解: ,
在第一象限,
∵点是关于原点O的“伴随点”,
∴点在第二象限,
过点作轴于点,过点作轴于点,
则:,
绕点顺时针旋转得到,
,
,
,
,
,
,
在第一象限,
,
设直线的解析式为,
则,解得,
∴,
当在上时,m值最大,即,解得:,
当在上时,m值最小,即,解得:,
∴;
(3)解:∵抛物线的解析式为,
∴其关于原点对称的抛物线解析式为,
如图,绕点O逆时针旋转得到,其中,
∵抛物线上存在关于原点O的“伴随点”,
∴当过时,n的值最大,
把代入得,
解得:,
n的最大值为,
当过时,n的值最小,
把代入得,
解得:,
n的最小值为.
∴.
18.(2025·北京清华附中·二模)研究发现,抛物线上的点到点F(0,1)的距离与到直线l:的距离相等.如图1所示,若点P是抛物线上任意一点,PH⊥l于点H,则PF=PH.
基于上述发现,对于平面直角坐标系xOy中的点M,记点到点的距离与点到点的距离之和的最小值为d,称d为点M关于抛物线的关联距离;当时,称点M为抛物线的关联点.
(1)在点,,,中,抛物线的关联点是_____ ;
(2)如图2,在矩形ABCD中,点,点,
①若t=4,点M在矩形ABCD上,求点M关于抛物线的关联距离d的取值范围;
②若矩形ABCD上的所有点都是抛物线的关联点,则t的取值范围是________.
【答案】(1) (2)① ②
【详解】(1),x=2时,y==1,此时P(2,1),则d=1+2=3,符合定义,是关联点;
,x=1时,y==,此时P(1,),则d=+=3,符合定义,是关联点;
,x=4时,y==4,此时P(4,4),则d=1+=6,不符合定义,不是关联点;
,x=0时,y==0,此时P(0,0),则d=4+5=9,不不符合定义,是关联点,
故答案为;
(2)①当时,,,,,
此时矩形上的所有点都在抛物线的下方,
∴,
∴,
∵,
∴;
②由①,,
如图2所示时,CF最长,当CF=4时,即=4,解得:t=,
如图3所示时,DF最长,当DF=4时,即DF==4,解得 t=,
故答案为
【点睛】本题考查了新定义题,二次函数的综合,题目较难,读懂新概念,能灵活应用新概念,结合图形解题是关键.
题型4 反比例函数综合
主要考查相似三角形的性质与判定、解直角三角形及反比例函数,熟练掌握相似三角形的性质与判定、解直角三角形及反比例函数是解题的关键.
19.(22-23九下·北京通州·一模)我们学过二次函数的图象的平移,如:将二次函数的图象向左平移2个单位,再向下平移4个单位,所得图像的函数表达式是.类似地,函数的图象是由反比例函数的图象向右平移个单位,再向上平移个单位得到,其对称中心坐标为.
(1)①将的图象向右平移1个单位,所得图象的函数表达式为 ,再向上平移1个单位,所得图象的函数表达式为 ;
②函数的图象可由得图象向 平移 个单位得到;
③的图象可由哪儿个反比例函数的图象经过怎样的变换得到?
(2)如图,在平面直角坐标系中,请根据给的的图象画出函数的图象,并根据该图象指出,当在什么范围内变化时,.
(3)实际应用:某老师对一位学生的学习情况进行跟踪研究,假设刚学完新知识时的记忆存留量为1,新知识学习后经过的时间为,发现该生的记忆存留量随变化的函数关系式为;若在时进行第一次复习,发现他复习后的记忆存留量是复习前的2倍(复习的时间忽略不计),且复习后的记忆存留量随变化的函数关系式为.如果记忆存留量为时是复习的“最佳时机点”,且他第一次复习是在“最佳时机点”进行的,那么当为何值时,是他第二次复习的“最佳时机点”?请直接写出答案.
【答案】(1)①,;②上,1;③它的图象可由反比例函数的图象先向右平移2个单位,再向上平移1个单位得到
(2)见解析,
(3)
【详解】(1)解:①由题意可得:将的图象向右平移1个单位,所得图象的函数表达式为,再向上平移1个单位,所得图象的函数表达式为;
②∵,
∴函数的图象可由得图象向上平移1个单位得到;
③∵,
∴它的图象可由反比例函数的图象先向右平移2个单位,再向上平移1个单位得到.
(2)∵是把先向右平移2个单位,再向下平移2个单位得到;
∴其对称中心是.图象如图所示:
由,得, 解得,经检验符合题意.
结合图象可得,当时,.
(3)当时, ,
则由,解得:,经检验符合题意,
即当时,进行第一次复习,复习后的记忆存留量变为1,
∴点在函数的图象上,
则,解得:, 经检验符合题意;
∴, 当,
解得:,经检验符合题意;
即当时,是他第二次复习的“最佳时机点”.
【点睛】此题属于反比例函数综合题.主要考查了图象的平移,反比例函数图象的画法和性质,及待定系数法求解析式以及反比例函数的实际应用问题.注意熟悉反比例函数的图象和性质是解决问题的关键.
20.(2024·北京门头沟·二模)在平面直角坐标系中,反比例函数的图象过点.
(1)求k的值;
(2)一次函数的图象过,与的图象交于两点,两函数图象交点之间的部分组成的封闭图形称作图象“”,该图象内横纵坐标均为整数的点称为“区域点”(不含边界);
①当一次函数图象过时,存在______个“区域点”;
②如果“区域点”的个数为3个,画出示意图,直接写出a的取值范围.
【答案】(1)
(2)①2个;②见解析,
【来源】2024年北京市门头沟区九年级中考二模数学试题
【分析】本题主要考查了反比例函数与一次函数的交点问题等知识点,
(1)把代入中可得k的值;
(2)①将代入可得:直线解析式为,画图可得结论;②画图计算边界时a的值,即可得解;
熟练掌握整点的定义,并利用数形结合的思想是解决此题的关键.
【详解】(1)解:∵反比例函数的图象过点,
∴;
∴k的值为1;
(2)解:①一次函数的图象过,,
∴,解得,
∴直线l的解析式为,
画出图形,如图所示,
区域G内的整点有和共两个;
故存在2个“G区域点”;
故答案为:2;
②如图,直线l:过时,,
解得,
直线l:过时,,
解得,
观察图象可知:“G区域点”的个数为3个时,a的取值范围是.
21.(2025·北京平谷·二模)如图,在平面直角坐标系中,给出如下定义:已知点,点,连接.如果线段上有一个点与点P的距离不大于1,那么称点P是线段的“环绕点”.
(1)已知点,,,则是线段的“环绕点”的点是 ;
(2)已知点在反比例函数的图象上,且点P是线段的“环绕点”,求出点P的横坐标m的取值范围;
(3)已知上有一点P是线段的“环绕点”,且点,求的半径r的取值范围.
【答案】(1)点D和点E
(2)
(3)
【详解】(1)解:由“环绕点”的定义可知:点P到线段上某一点的距离d应满足:
、B两点的纵坐标都是3,
轴,
∴点C到线段的距离为,
点D到线段的距离为,
点E到点A的距离为,
∴点D和E是线段的环绕点,
故答案为:点D和点E;
(2)解:当点P在线段的上方,点P到线段的距离为1时,,
解得;
当点P在线段的下方,点P到线段的距离为1时,,
解得;
所以点P的横坐标m的取值范围为:
(3)解:当点P在线段的下方时,且到线段的最小距离是1时,;
当点P在线段的上方时,且到点A的距离是1时,如图,过点M作于点C,连接并延长交于P,
点,点,点,
点C是的中点,
则,,,
∴,即
的半径r的取值范围是.
22.(2025·河北秦皇岛·一模)如图,矩形的四个顶点都在格点(网格线的交点)上,对角线,相交于点,反比例函数的图象经过点.
(1)求这个反比例函数的表达式;
(2)画出反比例函数的图象;
(3)将矩形向下平移,当点落在这个反比例函数的图象上时,求平移的距离为多少?
【答案】(1)
(2)作图见解析
(3)
【来源】2025年河北省秦皇岛市九年级中考一模数学试题
【分析】本题主要考查了反比例函数综合以及反比例函数的图象和性质,熟练掌握反比例函数的图象和性质是解题关键.
(1)将A点坐标代入即可求解;
(2)分别找出三个整数点即可画出函数图象;
(3)由,当时,,从而得到平移距离.
【详解】(1)解:∵反比例函数 的图象经过点,
将代入得解析式得,
∴,
∴这个反比例函数的表达式为;
(2)解:三个整数点,如图所示:
(3)解:由题意可知,
当时,,
将矩形向下平移,当点落在这个反比例函数的图象上时,平移的距离为.
23.(2022·北京三帆中学·模拟)在平面直角坐标系中,一次函数的图象与轴交于点,与反比例函数的图象交于点,两点.
(1)求反比例函数的表达式;
(2)当时,直接写出关于的方程的解;
(3)当时,求的取值范围.
【答案】(1)
(2),
(3)当或时,
【来源】2022年北京市西城区三帆中学中考数学模拟试卷
【分析】(1)将点坐标代入直线解析式可求,代入反比例函数解析式可求,即可求解;
(2)由题意可得点为原点,可求,代入方程可求解;
(3)分类讨论求解,分当时与当两种情况求解,当 时,三角形想似,可求出点的坐标,代入一次函数可得,再利用数形结合思想可得答案,.
【详解】(1)解:一次函数的图象与轴交于点,与反比例函数的图象交于点,两点.
,
,
点,
,
反比例函数的表达式为;
(2)解:当时,则点是的中点,
点为原点,
,
,
方程化为:,
,;
(3)解:如图,当时,过点作轴,过点作于,过点作于,
当时,
∵轴,,
∴,
,
∴,
,
,
,
,
将点代入,
,
根据图象可知,当时,,
如图,当时,过点作轴于N,过点作轴
当时,AB=AC,即点A是BC的中点,
∵轴,轴,
∴,
∵,
,
,
,
,
将点代入,
,
根据图象可知,当时,,
综上,当或时,.
24.(2024·北京平谷·二模)已知:一次函数,与反比例函数的图象交与点.
(1)求一次函数和反比例函数的表达式;
(2)已知点过点P作垂直于y轴的直线,与反比例函数的图象交于点B,与一次函数的图象交于点C,横、纵坐标都是整数的点叫做整点.若线段、与反比例函数图象上之间的部分围成的图象中(不含边界)恰有3个整点,直接写出n的取值范围.
【答案】(1)一次函数的表达式为;反比例函数的表达式为
(2)或
【详解】(1)解:把点代入得:,
解得:,
∴一次函数的表达式为:,
把点代入得:,
解得:,
∴反比例函数的表达式为:;
(2)如图所示,
①当线段在点A上方时,点P在7和8之间时,恰有3个整点,
此时;
②当线段在点A下方时,点P在1和2之间时,恰有3个整点,
此时;
综上:当或时,恰有3个整点.
重●难●提●分●必●刷
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1.在平面直角坐标系中,对于两点和直线,过点作直线的垂线,垂足为点,若点关于点的对称点为点,则称点为点关于直线和点的“垂足对称关联点”.已知点.
(1)①点关于轴和点的“垂足对称关联点”的坐标为______;
②点为点关于直线和点的“垂足对称关联点”,则点到直线的距离为______;
(2)如图,点在线段上,点在轴下方,且满足,若直线上存在点关于轴和点的“垂足对称关联点”,求的取值范围.
【答案】(1)①;②1
(2)
【分析】(1)依据“垂足对称关联点”的定义,中点坐标公式解决即可;
(2)①以点O为圆心,为半径作圆,当直线与圆O相切时,b最大,此时,过点O作直线的垂线,则,且,据此求出b的值;②当点D与点重合时,点G关于点A的对称点H最远,此时b最小,求出,由此得到的取值范围为.
【详解】(1)解:①如图,过点作x轴的垂线,则垂足B所表示的数为,
∵,
∴点关于轴和点的“垂足对称关联点”的坐标为,
故答案为:;
②∵,点,
∴它们的中点的坐标为,即,
∵点为点关于直线和点的“垂足对称关联点”,
∴点到直线的距离为1,
故答案为:1.
(2)
①如图,以点O为圆心,为半径作圆,当直线与圆O相切时,b最大,此时,过点O作直线的垂线,则,且,
∵点D与点E的中点为O,
∴点C与点B重合,
∵,
∴,
∴;
②当点D与点重合时,点G关于点A的对称点H最远,此时b最小,如图,
∵,
∴点G关于点A的对称点H的坐标为,
将代入,得,
∴的取值范围为.
【点睛】此题考查了对称的性质,一次函数的性质,坐标系中中点坐标公式,(2)根据对称的性质确定最高点及最远点是难点,正确理解对称的性质是解题的关键.
2.在平面直角坐标系中,的半径为1,对于的弦和点,给出如下定义:若是直角三角形,称点是弦的“关联点”.
(1)如图,已知点,,在点,,中,是弦的“关联点”的是____________;
(2)已知的直径的“关联点”在轴上,有一边与相切,设点,当时,直接写出点的纵坐标的取值范围;
(3)点在上,轴,,已知点,,若线段上存在一点是的弦的“关联点”,且,直接写出的取值范围.
【答案】(1),
(2)或
(3)
【分析】(1)由图可知是直角三角形;再由两点之间距离公式,结合勾股定理的逆定理判定即可得到不是直角三角形;是直角三角形;再由“关联点”定义即可得到答案;
(2)根据题意,作出图形,如图所示,当点,时,,则,解得或;利用两点之间距离公式、勾股定理及对称性分类求解即可得到答案;
(3)根据新定义可得点是为直径的圆上的一点,根据题意求得的最大值为,进而分在轴的上方与下方两种情况讨论,即可求解.
【详解】(1)解:如图所示,是直角三角形,
由“关联点”定义可知,是弦的“关联点”;
点,,,
,,,
,
不是直角三角形,由“关联点”定义可知,不是弦的“关联点”;
点,,,
,,,
,即,
是直角三角形,由“关联点”定义可知,是弦的“关联点”;
故答案为:,;
(2)解:如图所示:
当点,时,,则,解得或;
设轴上的,,即在轴正半轴时,
若,此时,是直角三角形时,
当,则,则,解得,即,此时取到最大值;
若,此时,是直角三角形时,根据对称性;
若,此时,是直角三角形时,则(此时重合),此时最小;
;
设轴上的,,即在轴负半轴时,
若,此时,是直角三角形时,
当,则,则,解得,即,此时取到最小值;
若,此时,是直角三角形时,根据对称性;
若,此时,是直角三角形时,则,此时取到最大值;
;
综上所述,点的纵坐标的取值范围或;
(3)解:由题意可知,当为直径时,满足题意,则最大值为;
当在轴下方时,如图所示,设以为直径的圆与相切于点,则当和点重合时,,
∵,,
∴,则,
∵,则
∵,即
∴
∴
∴
又∵,
∴
解得:或(舍去)
当在轴上方时,如图所示
同理可得
又∵,
∴
解得:或(舍去)
综上所述,.
【点睛】本题考查了解直角三角形,圆周角定理,切线的性质,勾股定理,理解新定义是解题的关键.
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