专题07 新定义综合压轴题(北京专用)2026年中考数学一模分类汇编
2026-05-07
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2份
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 数学 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-试题汇编 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 中考复习-一模 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 北京市 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 7.89 MB |
| 发布时间 | 2026-05-07 |
| 更新时间 | 2026-05-15 |
| 作者 | 小艳 |
| 品牌系列 | 好题汇编·一模分类汇编 |
| 审核时间 | 2026-05-07 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/57730095.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
聚焦圆的综合压轴题,汇编北京多区县一模及江苏期末创新试题,突出新定义与动态几何的综合应用。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|非选择题|7道|圆的性质、几何变换(平移/旋转)、新定义问题(如“弦心衍生点”“旋切点”)|北京多区县一模真题(如大兴、平谷卷),结合“交割线段”“k-平移点”等创新定义,分层考查作图、计算及动态取值范围|
内容正文:
专题07 新定义综合压轴题
1.(2026·北京东城·一模)在平面直角坐标系xOy中,对于的弦和点C,给出如下定义:若为锐角三角形,且直线,中有一条是的切线,则称点是的弦的“锐切点”.
(1)如图,的半径为1.
①点,,在点,,中,点______是的弦的“锐切点”;
②若,点C是的弦AB的“锐切点”,则弦的长的取值范围是______;
(2)已知点,经过点T,若存在一条长为的线段,线段上的任意一点都是的长为t的弦的“锐切点”,直接写出t的取值范围.
2.(2025·北京·模拟预测)在平面直角坐标系中,的半径为2,是等腰直角三角形,,对于点Q和,给出如下定义:若存在点Q在内(包含圆周),则称为的关联三角形.
(1)如图1,若点
①已知点,,则在,中为⊙O的关联三角形的是 ;
②P是x轴上的动点,且为的关联三角形,则点P横坐标m的取值范围是 ;
(2)如图2,若点,直线上存在点P使得.为的关联三角形,直接写出b的取值范围.
3.(2026·北京海淀·一模)在平面直角坐标系中,对于图形G、图形R和直线l,给出如下定义:若图形G上存在点T(T在直线l外),使得图形R上至少有个点到直线l的距离与点T到直线l的距离相等,则称图形R为图形G关于直线l的“等距”图形.
(1)已知点,,,.
①当时,在线段,,中,线段______为点A关于y轴的“等距”图形,其中k的值为______;
②若线段为线段关于y轴的“等距”图形,则t的取值范围是______;
(2)已知直线,的圆心为,半径为1.若存在实数s以及的弦,使得任意以点为中心且边长为的等边均为弦关于直线l的“等距”图形,直接写出a的取值范围.
4.(2026·北京石景山·一模)在平面直角坐标系中,对于线段和直线(点,均不在直线上且直线不与直线平行),给出如下定义:过线段的两个端点分别作直线的平行线,交轴于点和,称线段的长为线段关于直线的纵影长.
(1)如图,已知点,点,线段关于直线的纵影长为______;
(2)已知点,点,线段关于直线的纵影长为4,则的值为______;
(3)已知,的半径为.若上存在点,使线段关于直线的纵影长与线段关于直线的纵影长的和为,直接写出的取值范围.
5.(2026·北京昌平·一模)在平面直角坐标系中,的半径为1,对于点A和线段,给出如下定义:
将线段绕点A顺时针旋转α可以得到线段(,分别是B,C的对应点),点P为线段上任意一点,若最小值为1,则称线段是的以点A为中心关于“α”的“关联线段”.
(1)若.
①当时,如图点,,,,,,,的横、纵坐标都是整数,在线段,,,中,的以点A为中心关于“”的“关联线段”是_____;
②当时,且在直线上(点B在点C左侧),线段是的以点A为中心关于“”的“关联线段”,直接写出点B横坐标的取值范围;
(2)若,,,点A在线段上,,直线与线段有交点,且线段是的以点A为中心关于“”的“关联线段”.直接写出b的取值范围.
6.(2026·北京顺义·一模)在平面直角坐标系中,对于和外一点A给出如下定义:若点P在上,且对圆上任意一点Q,都有,则称线段是点A关于的关联线段,称的大小是点A关于的关联角度.
(1)如图,的半径为1.
①已知点,则点A关于的关联线段的长为______,点A关于的关联角度为______;
②已知上一点,点D在直线上,线段是点D关于的关联线段,则点D的坐标为_____;
(2)已知点,的半径为2,直线上的所有点都有关于的关联线段,记这些点关于的关联角度的最大值为,若,直接写出t的取值范围.
7.(2026·北京大兴·一模)在平面直角坐标系中,已知点,,对于坐标原点和点给出如下定义:将点向右或向左平移个单位长度,再向上或向下平移个单位长度,得到点,称点是点的“对应点”.
(1)如图,当点,时,
①画出点的“对应点”点;
②若点是点“的对应点”,则的坐标是______;
(2)当点,时,是半径为的上一点,点是点的“对应点”,则线段的最小值是_______,最大值是_____;
(3)当点,时,是以线段为半径的上一点,若上存在点是点的“对应点”,直接写出的取值范围.
8.(2026·北京·一模)对于线段PQ和,给出如下定义:若平移线段PQ可以得到的一条弦(点,分别为点P,Q的对应点),线段的长度的最大值为k,则称点Q为点P关于的“k-平移点”,称k为点P关于的“Q-最远平移距离”,在平面直角坐标系xOy中,
(1)如图所示,已知点,的半径为1,那么点是点A关于的一个“平移点”.
①在点,,,中,点________是点A关于的“平移点”;
②若线段,则点A关于的“C-最远平移距离”k的最小值是________,最大值是________;
(2)已知点,的半径为2.点P,Q是以点为圆心,2为半径的上距离为2的任意两点,若点P关于的“Q-最远平移距离”k的取值范围均满足,则t的取值范围是:________.
9.(2026·北京丰台·一模)在平面直角坐标系中,的半径为2,且与x轴的正半轴交于点A,对于的弦和弦外一点P,给出如下定义:对于给定的角度,若在弦上存在两个不同的点M,N,使得,则称点P是弦的关联点,称的长度的最大值为点P与弦的关联值.
(1)若与y轴的正半轴交于点B,在点,,中,点_____是弦的关联点,该点与弦的关联值为________;
(2)当弦的长为2时,若直线上存在弦的关联点,直接写出b的取值范围;
(3)设弦的长为.对于每一个m的值,点P是弦的关联点,且点P与弦的关联值为,记此时满足条件的所有点P到弦中点的距离的最大值为d.当点B在上运动时,直接写出d的取值范围.
10.(2024·北京·一模)在平面直角坐标系中,对于和线段给出如下定义:如果线段上存在点P,Q,使得点P在⊙G内,且点Q在外,则称线段为的“交割线段”.
(1)如图,的半径为2,点.
①在的三条边中,的“交割线段”是 ;
②点M是直线上的一个动点,过点M作轴,垂足为N,若线段是的“交割线段”,求点M的横坐标m的取值范围;
(2)已知三条直线,,分别相交于点D,E,F,的圆心为,半径为2,若的三条边中有且只有两条是的“交割线段”,直接写出的取值范围.
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专题07 新定义综合压轴题
1.(2026·北京东城·一模)在平面直角坐标系xOy中,对于的弦和点C,给出如下定义:若为锐角三角形,且直线,中有一条是的切线,则称点是的弦的“锐切点”.
(1)如图,的半径为1.
①点,,在点,,中,点______是的弦的“锐切点”;
②若,点C是的弦AB的“锐切点”,则弦的长的取值范围是______;
(2)已知点,经过点T,若存在一条长为的线段,线段上的任意一点都是的长为t的弦的“锐切点”,直接写出t的取值范围.
【答案】(1)①,;②
(2)
【分析】(1)①根据题目定义逐一判断即可;②,则点在以点为圆心,2为半径的圆上,利用圆的对称性,可以先固定点,点,根据为锐角三角形,讨论可能的位置;
(2)根据题目信息可得,的半径为,为等边三角形,按照②的思路寻找锐切点所在的范围,利用极限思想即可求解.
【详解】(1)①如图,
为钝角三角形,则不符合题意;
为锐角三角形,且是的切线,则符合题意;
为锐角三角形,且是的切线,则符合题意;
②,
点在以点为圆心,2为半径的圆上,
设,,
则此时一定是的切线,只需满足为锐角三角形,则为直角三角形即可找到临界值,
如图,当时,
为圆的直径,即;
如图,当时,过点作于,
,
设,则,
,
,
,
,,
,
则,
解得,(不符题意,舍去),
则;
则当时,为锐角三角形,即点C是的弦AB的“锐切点”;
(2)解:已知点,经过点T,则的半径为,
由题可知,,则为等边三角形,
如图,过点分别作,,交过点垂直于轴的直线于点,;连接,,
,
,
,
则,,
当点C位于,之间时,为锐角三角形,此时,,
以点为圆心,分别以,为半径画圆,长为的线段在圆弧区域内时,线段上的任意一点都是的长为t的弦的“锐切点”,
如图,与圆环内圆相切时,是线段在此范围内的最长状态,仅有此时存在使得条件成立时,圆的半径最小,连接;
,
,
在中,,
解得,(不符合题意,舍去),
即.
【点睛】本题为新定义题目,考查圆的性质,解直角三角形,动点问题,难度较大,能够将新概念转化为已有知识,并掌握以静制动,极限思维是解题的关键.
2.(2025·北京·模拟预测)在平面直角坐标系中,的半径为2,是等腰直角三角形,,对于点Q和,给出如下定义:若存在点Q在内(包含圆周),则称为的关联三角形.
(1)如图1,若点
①已知点,,则在,中为⊙O的关联三角形的是 ;
②P是x轴上的动点,且为的关联三角形,则点P横坐标m的取值范围是 ;
(2)如图2,若点,直线上存在点P使得.为的关联三角形,直接写出b的取值范围.
【答案】(1),;
(2)或
【分析】本题考查了点与圆的位置关系,等腰直角三角形的性质,全等三角形的判定和性质,一元二次不等式的解;
(1)①Q点是由P点绕着A点顺时针或者逆时针旋转所得到的,根据旋转性质、等腰直角三角形的性质,三角形全等的性质,可分别求出、的坐标,计算与圆心的距离可确定是否在圆内;
②P是x轴上的动点只有逆时针旋转Q点才会出现在内,求出Q点坐标,利用来求出m的范围;
(2)分将P顺时针和逆时针旋转来讨论,思路是一样的先求出对应的Q点的坐标,然后利用勾股定理计算出与圆心的距离,让这个距离小于等于2即可,要注意的是建立的关于t的一元二次不等式是含有参数b的,再利用一元二次不等式要有解,判别式来求出b范围.
【详解】(1)解:由题意得
∵是等腰直角三角形,,
∴,
∴Q点是由P点绕着A点顺时针或者逆时针旋转所得到的,
①如图所示,过A作轴平行线,过作,过作,过A作轴,
∵,,
∴,
∵,,,
∴,,
∴,
在与中,
∴,
∴,,
∴点的坐标为,
∵在x轴上,
∴,
∴点的坐标为,
∵圆心为O的坐标为,圆的半径为2,
∴等于半径,小于半径,
∴、分别在的内部和圆周之上,都符合关联三角形的定义,
∴,都是的关联三角形.
故答案为:,.
②如图所示:P是x轴上的动点只有逆时针旋转Q点才会出现在⊙O内(包含圆周)
∵P是x轴上的动点,点P横坐标m,
∴,
由①得,
∴Q点坐标,
∵Q点在⊙O内(包含圆周),
∴,
即,即在数轴上m到的距离小于等于2,
∴,
故答案为:.
(2)解:当点,点P在直线上,设P点坐标为,此时由Q点可由顺时针或逆时针旋转得到,分类讨论,
当Q由顺时针旋转得到时,如图所示:
由(2)得,
∴,,
∴Q点坐标为,
由勾股定理的,
∵Q点在⊙O内(包含圆周),
∴,
即,
整理得,
若此时Q点存在,则此不等式一定要有解,
∴,
解得;
当Q由逆时针旋转得到时,如图所示:
同理可得Q点的坐标为,
由勾股定理的,
整理得,
同样的道理若要存在Q点,则此不等式要有解,
∴,
解得.
综上所述:或.
3.(2026·北京海淀·一模)在平面直角坐标系中,对于图形G、图形R和直线l,给出如下定义:若图形G上存在点T(T在直线l外),使得图形R上至少有个点到直线l的距离与点T到直线l的距离相等,则称图形R为图形G关于直线l的“等距”图形.
(1)已知点,,,.
①当时,在线段,,中,线段______为点A关于y轴的“等距”图形,其中k的值为______;
②若线段为线段关于y轴的“等距”图形,则t的取值范围是______;
(2)已知直线,的圆心为,半径为1.若存在实数s以及的弦,使得任意以点为中心且边长为的等边均为弦关于直线l的“等距”图形,直接写出a的取值范围.
【答案】(1)①,1;②
(2)
【分析】(1)①先求出点A到y轴的距离为2,再根据“等距”图形的定义即可求解;②设线段上的点到y轴的距离为,当时,线段有2个点满足;当或时,线段有1个点满足;再结合线段为线段关于y轴的“等距”图形,即可求出t的取值范围;
(2)由边长为的等边均为弦关于直线l的“等距”图形,得出这个等边三角形的中心点必然经过直线,即,且,再根据任意的弦,上都存在点,到直线l的距离的最大值也要为,可找到的临界状态,求出临界状态的的值,即可求出的取值范围.
【详解】(1)解:①当时,则点,如图所示:
∴点A到y轴的距离为2,
∵,,
∴线段上的点到y轴的距离最小值为0,最大值为1,
∴线段不是点A关于y轴的“等距”图形,
∵,,
∴线段上的点到y轴的距离最小值为0,最大值为1,
∴线段不是点A关于y轴的“等距”图形,
∵,,
∴线段上的点到y轴的距离最小值为0,最大值为3,
∴线段是点A关于y轴的“等距”图形,
设线段的解析式为,
则,解得,
∴线段的解析式为,
当时,,
∴线段上有1个点到y轴的距离为2,
∴k的值为1.
②∵,,
∴同理①的方法可得,线段的解析式为,
设线段上的点到y轴的距离为,如图所示:
当时,线段有2个点满足,
当或时,线段有1个点满足,
又∵线段为线段关于y轴的“等距”图形,
∴线段存在点T,使得点T到y轴的距离不大于,
又∵在y轴的右侧,且到y轴的距离为3,
∴点在直线上或直线的左侧,如图所示:
∴t的取值范围为.
(2)解:∵边长为的等边均为弦关于直线l的“等距”图形,
∴等边上存在3个点到直线的距离等于某个具体数值,
∵是以点为中心的任意一个等边三角形,且均存在3个点到直线的距离等于,如图所示:
∴这个等边三角形的中心点必然经过直线,即,且,
∴任意的弦,上都存在点,到直线l的距离的最大值也要为,
如图所示,点在直线上,作直线,,且,
作与直线相切于点,
若上存在一点到直线的距离达到,则与直线有交点即可,
∵直线,
∴,
∴、是等腰直角三角形,
∵的半径为1,
∴,
∴,,
∴,
同理,当点在直线的下方时,,,
∴,
∵点在第四象限,
∴点,即,
∴.
4.(2026·北京石景山·一模)在平面直角坐标系中,对于线段和直线(点,均不在直线上且直线不与直线平行),给出如下定义:过线段的两个端点分别作直线的平行线,交轴于点和,称线段的长为线段关于直线的纵影长.
(1)如图,已知点,点,线段关于直线的纵影长为______;
(2)已知点,点,线段关于直线的纵影长为4,则的值为______;
(3)已知,的半径为.若上存在点,使线段关于直线的纵影长与线段关于直线的纵影长的和为,直接写出的取值范围.
【答案】(1)
(2)或
(3)
【分析】本题考查了一次函数与坐标轴的交点,一次函数的图像与性质等知识点,能够掌握数形结合和极限思维是解题的关键.
(1)根据题意可设为,为,根据待定系数法即可求得为,为,将分别代入上式,可得和,进而求出答案;
(2)直线一条过点旋转的直线,可以先确定一条直线,根据定义画出图像,结合平行的性质,可以将进行平移,且,所以可以得到点坐标,从而利用待定系数法求解;
(3)根据线段关于直线的纵影长与线段关于直线的纵影长的和为,确定点的运动轨迹,然后可以确定与该轨迹有交点的圆的位置,从而可以求出半径的范围.
【详解】(1)解:∵过线段的两个端点分别作直线的平行线,交轴于点和,称线段的长为线段关于直线的纵影长,
∴,,
设为,为,
将点,点分别代入上面两个式子,即,,
∴,,
∴为,为,
将分别代入上面两个式子,即,,
∴点和
∴,
∴线段关于直线的纵影长为.
(2)解: 是一条过点旋转的直线,如图,根据定义可知,当线段关于直线的纵影长为4时,,则或,
将,代入得,
,解得,
根据纵影长的定义可知, ,
将,代入得,
,解得,
根据纵影长的定义可知, ,
综上所述,或.
(3)过点分别作直线和直线的平行线,分别交轴于点,,
当线段关于直线的纵影长与线段关于直线的纵影长的和为时,,
如图,当,位于点两侧时,,过点作,与轴交于,与轴交于,
设,
与平行;
,
,
与平行,
,
,
,
则,
,即点的横坐标为,
当点的横坐标为2时,令与重合,的纵坐标为2,令与重合,的纵坐标为4,
当点的横坐标为2时,令与重合,的纵坐标为2,令与重合,的纵坐标为4,
此时点的运动轨迹如图所示,
如图,当,位于点同侧时,设,
当在第一象限,
设过点分别与直线和直线平行的直线为,,
代入得,则,
故,,
令得,,,
,即在直线上运动,
,
,
同理可以找到在第二象限,第三象限和第四象限的运动轨迹,如下图,
整理可得完整的运动轨迹,以为圆心,为半径的圆需与此轨迹有交点,
当刚好与轨迹相切时,,
当过点时,,
综上,.
5.(2026·北京昌平·一模)在平面直角坐标系中,的半径为1,对于点A和线段,给出如下定义:
将线段绕点A顺时针旋转α可以得到线段(,分别是B,C的对应点),点P为线段上任意一点,若最小值为1,则称线段是的以点A为中心关于“α”的“关联线段”.
(1)若.
①当时,如图点,,,,,,,的横、纵坐标都是整数,在线段,,,中,的以点A为中心关于“”的“关联线段”是_____;
②当时,且在直线上(点B在点C左侧),线段是的以点A为中心关于“”的“关联线段”,直接写出点B横坐标的取值范围;
(2)若,,,点A在线段上,,直线与线段有交点,且线段是的以点A为中心关于“”的“关联线段”.直接写出b的取值范围.
【答案】(1)①,;②
(2)
【分析】(1)①根据定义求解即可;
②根据逆向思维,将点O绕点A逆时针旋转后确定点的坐标,利用定义结合相似三角形,解直角三角形的性质求解即可;
(2)先求出线段的解析式,根据定义,分情况讨论点A的位置,利用等腰直角三角形的性质,矩形的判定与性质求解即可.
【详解】(1)解:①根据题意,得,,,,,,,,,
旋转后,
,,,,,,,,
点O到的最小距离为,满足定义,此时符合要求;
点O到的最小距离为,不满足定义,此时不符合要求;
点O到的最小距离为点到的距离,与圆相切,距离等于半径1,满足定义,此时符合要求;
点O到的最小距离大于,不满足定义,此时不符合要求;
∴的以点A为中心关于“”的“关联线段”是;;
②设直线与x轴交于点G,与y轴交于点E,
则,,
∴,
∴,
∴,
将点O绕点逆时针旋转,得到,
连接,过点作轴于点Q,则,,
∴,
∴,
∵,且线段在直线上,点P为线段任意一点,的最小值为1,
此时分情况讨论:
①当点为临界点时,
如图,过点作,
∴,
在中,,
∴,即;
②当点为临界点时,此时点与点重合,
∵,,
∴,
在中,,
∴,
此时点与点E重合,
在中,,,
∴,
∵,,
∴,即点,,Q三点共线,
∴,
过点作轴交点K,
∵,
∴,
又∵,
∴,
∴,即,
∴,
∴,
∴点B横坐标的取值范围为.
(2)解:设的解析式为,
将点M,N分别代入得:,
解得,
∴线段的解析式为,
①如图,当点N与点重合,将点O绕点逆时针旋转得点,
∵,且直线与线段有交点,
∴存在的区域为阴影部分的圆环,
当时,b有临界值,
∵,,
∴,
在中,,
∴,
∴b的临界值为;
②如图,当点M与点重合,
∵,,
∴,
将点O绕点逆时针旋转得点,此时点在线段上,
同理可得,当时,b有临界值,
∵与的k均为1,
∴,
∴,
延长交于点S,
∵,
∴,即是等腰直角三角形,
∴,
∵,
∴四边形是矩形,
∴,
在中,,
∴
∴b的临界值为,
综上所述,b的取值范围是.
6.(2026·北京顺义·一模)在平面直角坐标系中,对于和外一点A给出如下定义:若点P在上,且对圆上任意一点Q,都有,则称线段是点A关于的关联线段,称的大小是点A关于的关联角度.
(1)如图,的半径为1.
①已知点,则点A关于的关联线段的长为______,点A关于的关联角度为______;
②已知上一点,点D在直线上,线段是点D关于的关联线段,则点D的坐标为_____;
(2)已知点,的半径为2,直线上的所有点都有关于的关联线段,记这些点关于的关联角度的最大值为,若,直接写出t的取值范围.
【答案】(1)①,30;②
(2)或
【分析】(1)①过点作的切线,点为切点,则线段即为点A关于的关联线段,利用勾股定理解得,由切线的性质可得,进而解得的长度,并利用三角函数解得的值,即可获得答案;
②如下图,设线段与轴交于点,根据关联线段的定义可得,过点作轴于点,证明为等腰直角三角形,进而确定点坐标;利用待定系数法解得直线的解析式,联立直线的解析式与直线解析式,求解即可获得答案;
(2)设直线上一点,根据关联角的定义,点关于的关联角度满足,要使最大,则最大,此时最小,当垂直于直线时,最小,最小值为点到直线的距离,结合易得,再分点在点右侧和点在点左侧两种情况,分别求解即可.
【详解】(1)解:①如下图,过点作的切线,点为切点,则线段即为点A关于的关联线段,
∵,
∴,
∵为的切线,且,
∴,
∴,即点A关于的关联线段的长为,
又∵,
∴,
∴点A关于的关联角度为;
②如下图,设线段与轴交于点,
∵线段是点D关于的关联线段,
∴直线是切线,即,
过点作轴于点,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵轴,
∴,
∴,
∴,
设直线的解析式为,
将点,代入,
可得,解得,
∴直线的解析式为,
联立直线的解析式与直线解析式,
可得,解得,
∴点D的坐标为;
(2)设直线上任一点,
根据关联角的定义,点关于的关联角度满足,
要使最大,则最大,此时最小,
当垂直于直线时,最小,最小值为点到直线的距离,
∴的最大值为,
∵,
∴,即,
解得,
设直线分别交轴于点,如下图,
对于直线,
当时,,
当时,可得,解得,
∴,,
∴,
∵,
∴,
∴,
当点在点右侧时,如图,
此时,,
则,
即,可得,
解得;
当点在点左侧时,如下图,
此时,,
则,
即,可得,
解得.
综上所述,的取值范围为或.
7.(2026·北京大兴·一模)在平面直角坐标系中,已知点,,对于坐标原点和点给出如下定义:将点向右或向左平移个单位长度,再向上或向下平移个单位长度,得到点,称点是点的“对应点”.
(1)如图,当点,时,
①画出点的“对应点”点;
②若点是点“的对应点”,则的坐标是______;
(2)当点,时,是半径为的上一点,点是点的“对应点”,则线段的最小值是_______,最大值是_____;
(3)当点,时,是以线段为半径的上一点,若上存在点是点的“对应点”,直接写出的取值范围.
【答案】(1)①见解析;②
(2);;
(3)或
【分析】(1)①根据新定义,结合平移的性质,得出,描点,即可求解;
②根据新定义确定平移方式,即可求解;
设,根据新定义得,即可求解;
(2)根据题意得出点在以为圆心半径为1的圆上,求得,再根据一点到圆上的距离的最值问题,即可求解;
(3)根据新定义得出点是以为圆心,为半径的圆上运动,进而结合图形分析两圆相切或相交时,的值,即可求解.
【详解】(1)解:①如图所示,
∵,
∴,
∴,
将点向左平移4个单位,向上平移2个单位得到
②依题意,点是点的“对应点”,
∴从点到,平移方式为向右平移2个单位向上平移1个单位
设,
∴,解得:
∴
(2)解:∵点,时,是半径为的上一点,点是点的“对应点”,
将向右平移3个单位,向上平移3个单位得到,
∴点在以为圆心半径为1的圆上
∴
∴线段的最小值是;最大值为;
(3)解:点,时,是以线段为半径的上一点,
∴
∵点是点的“对应点”,
∴
如图,点是以为圆心,为半径的圆上运动,
依题意,点是沿方向平移得到的,则
若上存在点是点的“对应点”,则两圆相切或相交,
当两圆相切时,
∴
∵,
∴,
∴
解得:或
当点在的左侧时,
如图,当点在的右侧时,
综上所述若上存在点是点的“对应点”,的取值范围为或.
8.(2026·北京·一模)对于线段PQ和,给出如下定义:若平移线段PQ可以得到的一条弦(点,分别为点P,Q的对应点),线段的长度的最大值为k,则称点Q为点P关于的“k-平移点”,称k为点P关于的“Q-最远平移距离”,在平面直角坐标系xOy中,
(1)如图所示,已知点,的半径为1,那么点是点A关于的一个“平移点”.
①在点,,,中,点________是点A关于的“平移点”;
②若线段,则点A关于的“C-最远平移距离”k的最小值是________,最大值是________;
(2)已知点,的半径为2.点P,Q是以点为圆心,2为半径的上距离为2的任意两点,若点P关于的“Q-最远平移距离”k的取值范围均满足,则t的取值范围是:________.
【答案】(1)①、;②,
(2)
【分析】本题考查平移距离,点与圆的位置关系,勾股定理,坐标系中两点距离;
(1)①根据“平移点”的定义判断即可;②连接并延长与交于,过点作的垂线交于,以为对称轴构造等边、等边,连接,由图可得:的最小值为,的最大值为;
(2)令坐标为点,取中点,平移后为的弦,当取最大值时为,当取最小值时为,最后根据k的取值范围均满足,求解即可.
【详解】(1)解:①∵,,
∴,轴,
取点,,,如图所示,
∴,,即四点都在上,
点A关于的“平移点”,即点A平移个单位后到上,即为的位置或的位置,
∴线段、平移后得到的弦、,可满足平移长度的最大值为,
又∵点,的平移长度的最大值大于,
∴只有点、是点A关于的“平移点”.
故答案为:、.
②如图所示,连接并延长与交于,过点作的垂线交于,以为对称轴构造等边、等边,连接,
∴,
由①得,,
∴的最小值为,
同理可得:,
∴点最远可以平移到点,
∴的最大值为.
故答案为:,.
(2)解:令坐标为点,
∵,
∴是等腰三角形,
取中点,平移后为的弦,
∴,,
如左图当共线时,为最大值,
此时,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
如右图,当取最小值时,,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴.
综上:t的取值范围是.
故答案为:.
9.(2026·北京丰台·一模)在平面直角坐标系中,的半径为2,且与x轴的正半轴交于点A,对于的弦和弦外一点P,给出如下定义:对于给定的角度,若在弦上存在两个不同的点M,N,使得,则称点P是弦的关联点,称的长度的最大值为点P与弦的关联值.
(1)若与y轴的正半轴交于点B,在点,,中,点_____是弦的关联点,该点与弦的关联值为________;
(2)当弦的长为2时,若直线上存在弦的关联点,直接写出b的取值范围;
(3)设弦的长为.对于每一个m的值,点P是弦的关联点,且点P与弦的关联值为,记此时满足条件的所有点P到弦中点的距离的最大值为d.当点B在上运动时,直接写出d的取值范围.
【答案】(1),
(2)
(3)
【分析】(1)以的中点为圆心,以为直径,作,当在圆上(不包括点)时,均满足,即弦的关联点在圆上(不包括点),故可以推导出弦的关联点的轨迹为是以为直径的圆围成的区域,包括边界(除线段外),设的中点为,只要点落在内部或者上(除线段外),均满足条件,即可判断;
(2)以为底边,构造等腰三角形,使得,分别以为圆心,以长为半径画圆,先判断出弦的关联点的轨迹是和优弧(除外),以为底边,画等腰三角形,使得,再分别以点为圆心,以长为半径画圆,当的长度从0到2变动时,可知弦的关联点的轨迹在上以及内部(弦除外),那么只要与阴影部分有交点,即可满足题意,从而推出当与相切时,达到最大值,当与相切时,达到最小值,接着求得答案;
(3)以为底边分别向上向下构造顶角的等腰三角形和等腰三角形,分别以为圆心,以为半径作圆,当线段从左到右移动时,优弧所覆盖的区域(不包含线段)即为弦的关联点,设线段的中点为,由题意可知,,过点作于点,作于点,那么∴,,,,结合,即可得出答案.
【详解】(1)解:如图所示,以的中点为圆心,以为直径,作,
当在圆上(不包括点)时,均满足,即弦的的关联点在圆上(不包括点),
∵是弦上的不同两点,
∴,
∴当的长度在变动时,弦的关联点的轨迹为是以为直径的圆围成的区域,包括边界(除线段外),如下图阴影部分所示,设的中点为:
∴只要点落在内部或者上(除线段外),均满足条件,
∵的半径为2,且与x轴的正半轴交于点A,与y轴的正半轴交于点B,
∴,
∴,,
∴,
∵,,,
∴,,,
∴只有落在上,均在外部,
∴点是弦的关联点,且该点与弦的关联值为;
(2)解:当时,,将代入,得,令,过点作轴的垂线交轴于点,如图
∴,
∴,
∴,
∵的半径为2,且与x轴的正半轴交于点A,
∴,
连接,
∵弦的长为2,的半径为2,
∴,
∴为等边三角形,
∴点可能在第一,或者第四象限,
如下图:
以为底边,构造顶角的等腰三角形,即 ,再分别以为圆心,以长为半径画圆,如图所示:
∵当在或的优弧时(不包括),都有,
∴或优弧上的点(不包括)都是弦的关联点,
以为底边,画顶角为的等腰三角形,即,分别以点为圆心,以长为半径画圆:
∵是弦上的不同两点,
∴,
∴当的长度在0到2变动时,优弧所覆盖的区域(不包含线段)即为弦的关联点,
∴弦的关联点的轨迹在上以及内部(包括边界,弦除外),如上图阴影部分所示,
∵直线上存在弦的关联点,
∴只要与阴影部分有交点,即可满足题意,
∴当与相切时,达到最大值,当与相切时,达到最小值,
如图,当与相切于,作于,连接,延长交于点,设交轴于,
∵为等边三角形,
∴,,
∵,
∴在上,
∴,
∴,,
∴,
∴,
∵,
∴,,
∴,
不妨设,
∴,
∵与相切于点,
∴,,
∵与平行,
∴,
∴,
∴,即,
∴;
同理可求得,当与相切时,;
故;
(3)解:以为底边分别向上向下构造顶角的等腰三角形和等腰三角形,分别以为圆心,以为半径作圆,如下图所示:
∴在优弧上所有的点(除外)都满足,
当线段从左到右移动时,优弧所覆盖的区域(不包含线段)即为弦的关联点,即上图中阴影部分(不包含线段),当点与重合时,设线段的中点为,由题意可知,,过点作于点,作于点,
∴四边形是矩形,
,
∵,
∴,,
∴,
∴,
∵,
∴,,
∴,,,
∴
,即,
又,
故.
10.(2024·北京·一模)在平面直角坐标系中,对于和线段给出如下定义:如果线段上存在点P,Q,使得点P在⊙G内,且点Q在外,则称线段为的“交割线段”.
(1)如图,的半径为2,点.
①在的三条边中,的“交割线段”是 ;
②点M是直线上的一个动点,过点M作轴,垂足为N,若线段是的“交割线段”,求点M的横坐标m的取值范围;
(2)已知三条直线,,分别相交于点D,E,F,的圆心为,半径为2,若的三条边中有且只有两条是的“交割线段”,直接写出的取值范围.
【答案】(1)①;②当或
(2)或
【分析】(1)先根据点A和点B的坐标得到与相切,则线段上没有点在外;再证明线段上没有点在外,线段上有点在内,也有点在内,即可得到结论;
(2)设直线在x轴上方与交于T,过点T和点B分别作x轴的垂线,垂足分别为G、H,设,利用勾股定理求出,由函数图象可知,当点M在之间(不包括端点),即时,线段是的“交割线段”;由对称性可得当时,线段是的“交割线段”;
(3)分图2-1,图2-2,图2-3,图2-4四种临界情况,求出此时t的值,再结合图形以及“交割线段”的定义即可得到答案.
【详解】(1)解:∵,
∴,
∴点A在上,
∴与相切,
∴线段上没有点在外,
∴线段不是的“交割线段”,
∵,
∴点C在内,点B在外,
∴线段上没有点在外,线段上有点在内,也有点在内,
∴线段不是的“交割线段”,线段是的“交割线段”,
故答案为:;
②如图所示,设直线在x轴上方与交于T,过点T和点B分别作x轴的垂线,垂足分别为G、H,设,
∴,,
∴此时点H刚好在上,且此时与相切;
∵的半径为2,
∴,
∴,
解得或(舍去),
∴由函数图象可知,当点M在之间(不包括端点),即时,线段是的“交割线段”;
由对称性可得当时,线段是的“交割线段”;
综上所述,当或时,线段是的“交割线段”;
(2)解:联立 得,
∴,
同理可得,;
如图2-1所示,当恰好经过点D时,
∴,
∴;
如图2-2所示,当恰好与相切于H时,连接,
∵,,
∴,
∴,
由切线的性质可得,
∴是等腰直角三角形,
∴,
∴当时,是的“交割线段”,不是的“交割线段”;
如图2-3所示,当恰好经过点D时,
∴,
∴;
如图2-4所示,当恰好与相切于P时,连接,设直线与x轴交于Q,
∴,
∴,
∴;
由切线的性质可得,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴当时,是的“交割线段”,不是的“交割线段”;
综上所述,当或时,的三条边中有且只有两条是的“交割线段”.
【点睛】本题主要考查了切线的性质与判定,坐标与图形,勾股定理,一次函数与几何综合,等腰直角三角形的性质与判定等等,解题的关键在于正确理解“交割线段”的定义,以及求出临界情况下的临界值.
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