摘要:
**基本信息**
以“题型-方法-典例”三层架构系统整合一次函数与三角形综合问题,通过步骤化方法提炼与梯度化例题设计,培养几何直观与推理能力。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|等腰三角形|6题|定三点→分情况→距离公式→验解|一次函数坐标运算→等腰三角形分类讨论|
|直角三角形|6题|定直角顶点→斜率垂直/勾股定理→列方程|函数斜率性质→直角三角形判定方法|
|等腰直角三角形|6题|定直角顶点+腰相等→坐标平移/旋转→求参数|图形变换→坐标计算→函数解析式应用|
|全等三角形|6题|找对应关系→坐标表边长/斜率表角度→列全等条件|全等判定→函数与几何量的转化|
|综合问题|6题|拆分小模型→设动点→列方程→验解|多知识点融合→问题转化与系统求解|
内容正文:
微专题07一次函数与三角形的综合问题
题型一 一次函数与等腰三角形问题
1.定三点:找出已知两点、设动点坐标。
2.分三种情况:
两腰:PA=PB
两腰:PA=AB
两腰:PB=AB
3.用两点距离公式列等式。
4.解方程,舍去重合 / 不合理点。
1.如图,在平面直角坐标系中,函数的图象与轴交于点,直线与轴交于点,与直线交于点C.
(1)求的值和点的坐标;
(2)求的面积;
(3)点是轴上一点,且是以为底的等腰三角形,求点的坐标.
【答案】(1),点的坐标为;
(2);
(3)或
【分析】本题考查一次函数的交点求解、三角形面积计算及勾股定理求平面直角坐标系中的线段长,关键是灵活运用一次函数解析式求点坐标,结合等腰三角形的边长关系列方程.
(1)将点的坐标代入直线,代入计算可求出的值;联立两条直线的解析式组成二元一次方程组,解方程组即可得到交点的坐标;
(2)先求出直线与轴交点的坐标,计算出线段的长度,再以为底,点的纵坐标的绝对值为高,利用三角形面积公式计算面积;
(3)设点的坐标为,先根据两点间距离公式计算的长度,由以为底的等腰三角形可知,据此列出关于的绝对值方程,求解得到的值,进而得到点的坐标.
【详解】(1)解:∵直线经过点,
∴代入得,解得;
联立,解得,
∴点的坐标为;
(2)解:∵函数的图象与轴交于点,令,则,解得,
∴点的坐标为,
∵点的坐标为,
∴,
∵点的纵坐标为,即中边上的高为,
∴;
(3)解:设点的坐标为,
∵点,,
∴,
∵是以为底的等腰三角形,
∴,
即或,
解得或,
∴点的坐标为或.
2.如图,一次函数的图象与坐标轴交于A,B两点,与正比例函数交于点,.
(1)求一次函数的表达式;
(2)求的面积;
(3)在线段AB上是否存在点P,使是以OA为底的等腰三角形?若存在,请求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)3
(3)存在,
【分析】(1)求出A、C点坐标,再用待定系数法求函数解析式即可;
(2)△BOC的面积;
(3)作OA的垂直平分线交x轴于点D,与直线AB的交点即为点P,再求P点坐标即可.
【详解】(1)解:由题意,点A的坐标为(6,0)
将C(m,4)代入,得,解得m=-2
∴点C坐标为(-2,4)
∵一次函数的图象过A(6,0),C(-2,4)
∴
解得,k=,b=3
∴一次函数的表达式为.
(2)令x=0,则
∴点B的坐标为(0,3),OB=3
∴△BOC的面积==.
(3)存在
作OA的垂直平分线交x轴于点D,与直线AB的交点即为点P
∴OD=OA=3
即
∴
∴点P的坐标为(3,).
【点睛】本题考查一次函数的图象及性质,熟练掌握一次函数的图象及性质,等腰三角形的性质是解题的关键.
3.(24-25八年级下·福建泉州·月考)如图,已知在平面直角坐标系中,、、.
(1)求的面积;
(2)在y轴上是否存在一个点D,使得是以为底的等腰三角形,若存在,求出点D坐标;若不存,说明理由.
(3)在第二象限有一个,使得,请你求出的值.
【答案】(1)3
(2)存在,
(3)4
【分析】本题主要考查了一次函数的应用,勾股定理,等腰三角形的定义以及坐标与图形性质,熟悉相关性质是解题的关键.
(1)根据,,求得的面积;
(2)设,则, ,根据,,由勾股定理得 ,即 ,进而得出点坐标;
(3)在轴负半轴上取点,过作轴的垂线 ,则点在该垂线上,过作,交于点,则,先求直线的表达式,再求直线的表达式即可.
【详解】(1)解:、、 ,
,,
的面积;
(2)解:存在一个点,使得是以为底的等腰三角形.
如图所示,
设,则,,
,,
∴在中,,
,
解得,
;
(3)解:如图示,在轴负半轴上取点,过作轴的垂线 ,则点在该垂线上,
过作,交于点,则,
、,
设直线的解析式为,
则,
解得:
直线的解析式为,
设直线解析式为,
把代入,可得
,
解得,
直线解析式为,
当时,.
4.如图,一次函数与x轴,y轴分别相交于点A和点B.
(1)求点A和点B的坐标;
(2)在y轴上有一动点P,若的面积为3,请求出点P的坐标;
(3)在x轴上是否存在点Q,使得是以为一腰的等腰三角形,若存在,请直接写出点Q的坐标,若不存在,请说明理由.
【答案】(1)点A的坐标为,点B的坐标为
(2)点P的坐标为或
(3)存在,点Q的坐标为或或
【分析】本题考查一次函数与坐标轴的交点问题,一次函数与几何的综合应用,利用数形结合和分类讨论的思想进行求解,是解题的关键:
(1)分别令,求出点A和点B的坐标;
()设,由()得点的坐标为,点的坐标为,则,,,然后由即可求出的值,从而求解;
()分当时和当时进行分析即可;
【详解】(1)解:由得,
当时;当时,,解得:,
∴点的坐标为,点的坐标为;
(2)解:设,
由()得点的坐标为,点的坐标为,
∴,,
∴,
∵的面积为,
∴,即 ,
∴,
解得:或,
∴点的坐标为或;
(3)解:存在,理由:如图,
∵点的坐标为,点的坐标为,
∴,
当时,
∴的坐标为,的坐标为,
当时,
∴,
∴的坐标为.
综上所述:存在,点Q的坐标为或或
5.(24-25八年级下·海南省直辖县级单位·期末)如图,一次函数的图象与x轴,y轴分别相交于点和点.
(1)求一次函数的解析式;
(2)在y轴上有一动点P,若的面积为3,请求出点P的坐标;
(3)在x轴上是否存在点Q,使得是以为一腰的等腰三角形,若存在,请直接写出点Q的坐标,若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)或
(3)存在,或或
【分析】本题考查了一次函数的几何应用、勾股定理、等腰三角形的定义、利用平方根解方程等知识,熟练掌握一次函数的定义是解题关键.
(1)根据点的坐标,利用待定系数法求解即可得;
(2)设点的坐标为,则,的边上的高为2,利用三角形的面积公式建立方程,求出的值,由此即可得;
(3)设点的坐标为,先分别求出的长,再分两种情况:①和②,建立方程,解方程即可得.
【详解】(1)解:设一次函数的解析式为,
将点和点代入得:,解得,
所以一次函数的解析式为.
(2)解:如图,点在轴上,
设点的坐标为,
∵,,
∴,的边上的高为,
∵的面积为3,
∴,
解得或,
所以点的坐标为或.
(3)解:设点的坐标为,
∵,,
∴,,,
由题意,分以下两种情况:
①当时,是以为一腰的等腰三角形,
则,
解得或,
此时点的坐标为或;
②当时,是以为一腰的等腰三角形,
则,即,
解得或(此时点与点重合,不符合题意,舍去),
此时点的坐标为;
综上,在轴上存在点,使得是以为一腰的等腰三角形,此时点的坐标为或或.
6.(23-24八年级上·山东枣庄·期末)如图,直线与轴交于点,与轴交于点,点在直线上,点是线段上一点(不与点重合).
(1)求点的坐标.
(2)连接,将沿直线翻折得到,点为点的对应点,点在第一象限,且.
①求点的坐标.
②若直线与交于点,在轴上是否存在点,使是以为腰的等腰三角形?若存在,请直接写出点的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)点,点;
(2)①;②存在,或或
【分析】本题是一次函数综合题,考查了一次函数的性质,待定系数法求解析式,轴对称的性质,等腰三角形的判定等知识,求出直线解析式和分类讨论是解题的关键.
(1)将点代入先求出b的值,即可得点A,点B坐标;
(2)①过点P作于F,由折叠的性质可得 ,,可得则,即可求解;②求出点E的坐标,利用勾股定理得,再分三种情况求解即可.
【详解】(1)解:∵点在直线上,
∴,
解得:,
∴直线的解析式为:,
当时,有,解得:,
∴点,点
(2)解:①过点P作于F,
∵将沿直线翻折得到,
∴,
∴,,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
故答案为:
②如图:
∵,
⋅
∵,直线与交于点E,
∴,解得,
∴点E的坐标,
∴,
当是以为腰的等腰三角形时,,
∴,
∴点Q的坐标为
当是以为腰的等腰三角形时,,
∴,
∴点Q的坐标为,
当是以为腰的等腰三角形时,,
∵,
∴
∴
∴,
∴点Q的坐标为;
综上,存在点Q,使是以为腰的等腰三角形,点Q的坐标为或或.
题型二 一次函数与直角三角形问题
1.找直角顶点:分三类:∠A=90°、∠B=90°、∠P=90°。
2.用斜率垂直:k₁・k₂= −1;或勾股定理:a²+b²=c²。
3.设动点坐标,代入列方程。
4.求解,检验合理性。
1.(23-234八年级上·陕西西安·期末)如图,直线:交轴于点,交轴于点,点在直线上.
(1)求,的值;
(2)已知是轴上的动点,当以,,为顶点的三角形是直角三角形时,求点的坐标.
【答案】(1),
(2)或
【分析】(1)用待定系数法即可求解;
(2)利用一次函数图像上点的坐标特征,可求出直线的解析式及点,的坐标,分及两种情况考虑:①当时,轴,结合点的坐标可得出点的坐标;②当时,设点的坐标为,利用勾股定理,可求出的值,进而可得出点的坐标.
【详解】(1)解:∵直线:交轴于点,
∴,
解得:,
∴直线的解析式为,
当时,,
解得:,
∴点的坐标为,
∵点在直线上,
∴,
解得:,
∴点的坐标为,
∴,.
(2)∵以,,为顶点的三角形是直角三角形,
可分以下两种情况考虑:
①当时,轴,
∴点的坐标为;
②当时,设点的坐标为,
∴,
,
,
∵,
∴,
解得:,
∴点的坐标为,
综上所述,点的坐标为或.
【点睛】本题考查用待定系数法确定一次函数的解析式,一次函数图像上点的坐标特征,两点间距离,直角三角形的性质以及勾股定理.分及两种情况求出点的坐标是解题的关键.
2.(23-24八年级上·陕西宝鸡·期末)如图,直线与轴交于点,与轴交于点,点是的中点.
(1)求点的坐标;
(2)求的面积;
(3)在坐标轴上是否存在一点,使得是直角三角形?若存在,请求出点的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)点的坐标为或或
【分析】本题考查一次函数与坐标轴的交点坐标,三角形的面积,勾股定理等,
(1)先求出点的坐标,再依据点是的中点,可求出点的坐标;
(2)根据(1)中的结论得出,的长,再根据三角形的面积公式即可得出答案;
(3)存在,点在轴上时,设点的坐标为,分两种情况讨论:①,②;点在轴上时,设点的坐标为,分两种情况讨论:①,②,由勾股定理可求解;
利用分类讨论思想解决问题是解题的关键.
【详解】(1)解:∵直线与轴交于点,与轴交于点,
当时,;当时,,
∴,,
∴,
∵点是的中点,
∴,
∴;
(2)∵,,,
∵,,,
∴,
∴,
即的面积为;
(3)存在,
点在轴上时,设点的坐标为,
①时,点与原点重合,此时点坐标为;
②时,则,
∵,,,
∴,
解得:,
∴;
点在轴上时,设点的坐标为,,
①时,点与原点重合,此时点坐标为;
②时,则,
∵,,,
∴,
解得:,
∴;
综上所述,当点的坐标为或或时,是直角三角形.
3.如图,将边长为3的正方形置于平面直角坐标系第一象限,使边落在轴的正半轴上,直线:经过点且与轴交于点.
(1)求点坐标;
(2)求的面积;
(3)若直线与轴交于点,在轴上是否存在点,使得是直角三角形?若存在,请直接写出点的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1);(2);(3)存在,,,,.
【分析】(1)由正方形的性质可知点C的纵坐标为3,把y=3代入即可求出点C的坐标;
(2)先求出点E的坐标,再根据三角形的面积公式求解即可;
(3)分四种情况求解即可:①当FCP1=90°时,②当CFP2=90°时,③当CP3F=90°时,④当CP4F=90°时.
【详解】(1)∵正方形的边长为3,
∴AD=AB=3,
当y=3时,,
∴x=4,
∴;
(2)把代入得,∴,
又∵,∴,
∴;
(3)当x=3时,,
∴,
∵,,
∴CE=,CF=,
∴EF=CE=.
①当FCP1=90°时,设P1(x,0),
∵CP12=BC2+BP12=EP1-CE2,
∴9+(x-4)2=(x-2)2-13,
解得
x=,
∴;
②当CFP2=90°时,
与①同理可求;
③当CP3F=90°时,
∵EF=CE=,
∴EP3=EF=CE=,
∴OP3=2+,
∴;
④当CP4F=90°时,
与③同理可求.
综上可知,,,,.
【点睛】本题考查了正方形的性质,直角三角形斜边的中线等于斜边的一半,勾股定理,待定系数法求一次函数解析式,一次函数与坐标轴的交点,以及分类讨论的数学思想,分类讨论是解答(3)的关键.
4.(24-25八年级下·全国·期末)如图,直线与直线交于点,与轴交于点,直线与轴交于点,连接.
(1)求直线的解析式;
(2)求的面积;
(3)在轴上是否存在一点,使得是以为直角边的直角三角形?若存在,求出点的坐标;若不存在,请说明理由.(拓展:若平面直角坐标系内有两点和,则两点间的距离)
【答案】(1)
(2)
(3)存在,点的坐标为或
【分析】这道题考查一次函数的综合应用,涵盖求函数解析式、三角形面积计算以及直角三角形存在性问题,数形结合是解题关键.
(1)利用点在直线上的坐标关系,先求出点坐标,再用待定系数法确定直线解析式;
(2)通过求出直线与坐标轴交点,结合图形,用割补法(或利用三角形面积公式结合坐标差)计算面积;
(3)设出点坐标,依据勾股定理,分和两种情况列方程求解,判断轴上满足条件的点是否存在并求出坐标.
【详解】(1)解:点在直线上,
,
点的坐标为.
设直线的解析式为,
将点,代入,
得解得,
直线的解析式为.
(2)
如解图1,记直线与轴的交点为点,
将代入,得,
点的坐标为,
将代入,得,解得,
点的坐标为,
,
点的坐标为,
,
,
.
(3)存在.理由如下:
设点的坐标为,
根据(1),得,
根据(2),得,
,,
.
分以下两种情况讨论:
①如解图2,当时,
在中,存在,
即,解得:,
点的坐标为,
②如解图3,当时,
在中,存在,
即,解得,
点的坐标为,
综上所述,点的坐标为或.
5.(23-24八年级上·陕西咸阳·期末)如图,平面直角坐标系中,直线与x轴交于点与y轴交于点点C是直线上的一点,它的坐标为经过点C作直线轴交y轴于点D.
(1)求点C的坐标;
(2)已知点P是直线上的动点,
①若的面积为4,求点P的坐标;
②若为直角三角形,请求出所有满足条件的点P的坐标.
【答案】(1)
(2)①;②或
【分析】(1)利用待定系数法可得直线的解析式为,把代入 ,得,即可求出点C的坐标;
(2)①利用三角形的面积公式求出的长即可解决问题;②分两种情况进行讨论:当时,当时,分别求解即可.
【详解】(1)设直线的解析式为
∵直线与x轴交于点与y轴交于点
∴,
解得,
∴直线的解析式为
把代入得
∴
∴
(2)①∵
∴,
∵直线轴交y轴于点D,
∴
∴
∴
②∵一定不是直角,
当时,点P恰好在点D,
∴
当时,
,
由题可得,,
∵
∴
∴
∴
综上所述,所有满足条件的点P的坐标为或.
【点睛】本题是一次函数综合题,考查了待定系数法求一次函数的解析式、一次函数图象上点的坐标特征、勾股定理、三角形面积公式等知识,解题的关键是灵活运用所学知识解决问题,学会用分类讨论的思想思考问题.
6.(23-24八年级上·浙江温州·期末)如图,在平面直角坐标系中,正比例函数的图象经过点,点A在线段上,点B在x轴的正半轴上,且,点B关于点的对称点为点C,连接,设点A的横坐标为t.
(1)求k的值,并写出当时x的取值范围.
(2)当点A在线段上运动时,设的长为S.
①求S关于t的函数表达式.
②当时,求的长.
(3)当为直角三角形时,求t的值.
【答案】(1),
(2)①②
(3)的值为或3或
【分析】(1)把Q坐标代入正比例函数解析式求出k的值,根据y的范围求出x的范围即可;
(2)①把A横坐标代入正比例解析式表示出纵坐标,利用勾股定理表示出,根据表示出,即为S与t的关系式,并求出t的范围即可;
②把代入求出t的值,确定出,以及P的坐标,利用两点间的距离公式求出的长即可;
(3)当为直角三角形时,分三种情况:①如图1,当时;②如图2,当时;③如图3,当时分别进行求解.
【详解】(1)解:由题意可得,,
∴.
当时,.
(2)解:过点A作轴于点Q,
①由题意可得,,则.
∵,
∴.
②当时,.
解得.
∴,,.
∴由勾股定理可得,.
(3)解:①如图1,当时,,
∴.解得.
②如图2,当时,,
∵点B关于点P的对称点为点C,
∴.
∴,解得.
③如图3,当时,,,
∴.
∵在中,点P是BC中点,
∴.
∵在中,,
∴.
解得.
∴综上所述,当是直角三角形时,的值为或3或.
【点睛】此题属于一次函数综合题,涉及的知识有:待定系数法求正比例函数解析式,勾股定理,直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半,对称的性质,以及一次函数的性质,熟练掌握各自的性质是解本题的关键.
题型三 一次函数与等腰直角三角形问题
1.先确定:直角顶点 + 两腰相等。
2.构造 “水平竖直” 辅助线,证全等。
3.用坐标平移 / 旋转求点:
顺时针 90°:(x,y)→(y,−x)
逆时针 90°:(x,y)→(−y,x)
4. 代入直线解析式,求参数。
1.(25-26八年级下·四川遂宁·期中)如图,在平面直角坐标系中,直线的解析式为,直线与x轴交于点A,与y轴交于点B,与直线交于点C,直线解析式.
(1)求点A、B、C的坐标;
(2)D为y轴上一点,当线段最短时,求点D的坐标及的面积;
(3)P为线段上一点,过P向x轴作垂线交于Q,在y轴上是否存在一点M,使为等腰直角三角形?若存在,求直接写出点M坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1),,
(2)
(3)存在,点M坐标为,,
【分析】(1)当时,,当时,,即可得点A,点B坐标,联立两个函数式,求解即可得出交点坐标,即为点C的坐标;
(2)点关于轴对称点,进而可得当共线时,线段最短,求出直线的解析式,得到点坐标,再由求解;
(3)分三种情况讨论,由等腰直角三角形的性质可求解.
【详解】(1)解:直线的解析式为,与轴交于点,与轴交于点,
当时,,当时,,
点,点,
解方程组得,
∴点;
(2)解:点,点,点关于轴对称的点为,
则,,
故当共线时,线段最短,
设直线的解析式为,
,解得,
,时,,
,
;
(3)解:设点,则点,
,
如图1,当时,
,
,
,
点,
点,
如图2,当时,
,
,
,
点,
点,
如图3,当时,过点作,
为等腰直角三角形,
,
,
,
点,
综上所述:点坐标为,,.
2.(23-24八年级上·重庆·期中)如图,在平面直角坐标系中,直线,与x轴,y轴交于点,直线与直线交于点D,直线过点A,与y轴交于点C,点C的纵坐标是.
(1)求直线的解析式;
(2)在直线上是否存在点P,点P在直线的左侧,使得,若存在,请求出点P的坐标,若不存在,请说明理由.
(3)在第(2)问的条件下,点Q是线段的动点,过点Q做 轴,交直线与点M,在x轴上是否存在点N,使得为等腰直角三角形,若存在,请直接写出点N的坐标,若不存在,请说明理由.
【答案】(1);(2)存在,;(3)存在,N(-,0)或(,0)或(,0).
【分析】(1)先求出点A的坐标,再利用待定系数法求解;
(2)设直线AC交直线x=-1于点F,则F(-1,-2),设,由,得到,代入公式计算即可;
(3)过点Q作x轴,QN1⊥x轴,过点M作MN3⊥x轴,作∠QN2M=90°交x轴于N2,求出直线PD的解析式,设Q(),得到,根据为等腰直角三角形,分三种情况:若∠NQM=90°,则N与N1重合, 若∠NMQ=90°,则N与N3重合,MN3=QM,若∠QNM=90°,则N与N2重合,依据等腰直角三角形的性质列方程求出t的值即可得到点N的坐标.
【详解】解:(1)令y=-x+3中y=0,解得x=3,
∴A(3,0),
设直线AC的解析式为y=kx+b,将A(3,0),C(0,)代入,
得,解得,
∴直线AC的解析式为,
(2)存在,
设直线AC交直线x=-1于点F,则F(-1,-2),
∵直线与直线交于点D,
∴D(-1,4),
∵直线y=-x+3,与y轴交于点B,
∴B(0,3),
∴,
设,
∵,
∴,
∴,
解得a=-6,
∴;
(3)存在
过点Q作x轴,QN1⊥x轴,过点M作MN3⊥x轴,作∠QN2M=90°交x轴于N2,
设直线PD解析式为y=mx+n,将,D(-1,4)代入,
得,解得,
∴直线PD解析式为,
设Q(),
∵ 轴,
∴,
∴,
∵为等腰直角三角形,
若∠NQM=90°,则N与N1重合,∴QN1=QM,
∴,
∴t=-,
∴N1(-,0);
若∠NMQ=90°,则N与N3重合,∴MN3=QM,
∴,
∴t=-,
∴,
∴N3(,0);
若∠QNM=90°,则N与N2重合,
∴
得,
∴,
∴N2(,0);
综上,存在,N(-,0)或(,0)或(,0).
【点睛】此题考查的是一次函数的综合题,一次函数与几何图形的面积,待定系数法求函数解析式,以及等腰直角三角形的性质的应用,综合掌握各知识点并应用是解题的关键.
3.(23-24八年级上·山西运城·期末)如图,直线经过、两点,点C从B出发沿线段BO以每秒1个单位长度的速度向点O运动,点D从A出发沿线段AB以每秒2个单位长度的速度向点B运动,设运动时间为t秒,
(1)求直线的表达式;
(2)当______时,;
(3)将直线沿x轴向右平移3个单位长度后,与x轴,y轴分别交于E、F两点,求四边形BAEF的面积;
(4)在第一象限内,是否存在点P,使A、B、P三点构成等腰直角三角形?若存在,直接写出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)直线的表达式为;
(2);
(3)四边形BAEF的面积是30;
(4)存在,点或或
【分析】(1)利用待定系数法进行求解即可;
(2)当 , ,已知时,则,求解即可得到答案;
(3)找准,即可求解;
(4)分类讨论,利用三角形全等求长度,即可得到P点坐标.
【详解】(1)设直线l的表达式为,
将、代入得,解得,
∴直线的表达式为;
(2)由A、B的坐标可知OA=6、OB=8
则由勾股定理得AB=10
设运动时间为t秒
,
当时,则
解得 ;
(3)由平移可得:直线,∴设直线EF的关系式为,
∵直线沿x轴向右平移3个单位长度.
∴点,代入得,∴.
当时,,∴,
∴,,,,
∴.
答:四边形BAEF的面积是30.
(4)存在,理由如下:
当 时,如图所示,过点P作 轴于点M
可证
当 时,如图所示,过点P作 轴于点M
可证
当 时,如图所示,过点P作 轴于点M, 轴于点N
可证
综上,点或或.
【点睛】本题考查的是一次函数的综合运用,涉及到待定系数法求一次函数解析式、一次函数的性质、等腰直角三角形的性质、图形的平移、面积的计算等,渗透数学分类讨论的思想,难度偏大.
4.(23-24八年级下·湖南岳阳·月考)如图,直线分别交x轴、y轴于点A,C,直线过点C交x轴于点B,且,,点P是直线上的一点.
(1)求直线的解析式;
(2)若动点P从点B出发沿射线方向匀速运动,速度为个单位长度/秒,连接,设的面积为S,点P的运动时间为t秒,求S与t之间的函数关系式,并写出t的取值范围;
(3)若点Q是直线上且位于第三象限图象上的一个动点,点M是y轴上的一个动点,当以点B、 M、Q为顶点的三角形为等腰直角三角形时,求点Q和点M的坐标.
【答案】(1)
(2)
(3)、或、或、
【分析】(1)先求得点A坐标,进而求得点C、B坐标,然后利用待定系数法求解即可;
(2)分点P在线段上和点P在射线上两种情况,可画出图形,利用或求解即可;
(3)分、、三种情况,利用等腰直角三角形的性质和全等三角形的判定与性质,结合坐标与图形性质求解即可.
【详解】(1)解:令,由得,则,,
∵,∴,则,
∵,,
∴,则,
设直线的表达式为,
将、代入,得,解得,
∴直线的表达式为;
(2)解:当点P在线段上时,过P作轴于H,如图,
∵,,,
∴,又,,
∴ ,
∵,
∴;
当点P在射线上时,如图,
同理可得 ,,
综上,S与t之间的函数关系式为;
(3)解:将代入中得,
∴直线的表达式为
设,,,
①当时,当点M在x轴上方,如图,
分别过Q、B作y轴的平行线,分别交过点M与x轴平行的直线于点G、H,
则,
∴,
∴,又,
∴,
∴,,
则,,
解得,,又,
∴,;
同理,当点M在x轴下方时,,,
解得,不符合题意,舍去;
②当时,如图,
过Q作y轴的平行线,交过点M与x轴平行的直线H,交x轴于点G,
则,
∴,
∴,又,
∴,
∴,,
则,,
解得,,又,
∴,;
③当时,如图,
同理证明,
∴,,
则,,
解得,,又,
∴,,
综上,满足题意的点M、Q坐标为;、或、或、.
【点睛】本题考查待定系数法求函数解析式、全等三角形的判定与性质、等腰直角三角形的性质、坐标与图形等知识,理解题意,添加辅助线构造全等,利用数形结合和分类讨论思想求解是解答的关键.
5.(25-26八年级上·广东深圳·期末)(1)模型建立:如图1,等腰直角三角形中,,,直线经过点,过作于,过作于.求证:;
(2)模型应用:已知直线与y轴交于A点,与x轴交于B点,在左侧过点作线段,使,,过点,作直线,求直线的解析式;
(3)如图3,矩形,为坐标原点,的坐标为,,分别在坐标轴上,是线段上的动点,已知点在第一象限,且是直线上的一点,若是不以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的坐标.
【答案】(1)见解析;(2);(3)或或
【分析】本题为一次函数的综合题,考查了全等三角形的判定与性质、等腰直角三角形的性质、分类讨论及数形结合的思想.本题第(3)问注意考虑问题要全面,做到不重不漏.本题考查知识点较多,综合性较强,难度较大.
(1)由条件可求得,利用可证明;
(2)过作轴于点,由直线解析式可求得、的坐标,利用模型结论可得,,从而可求得点坐标,利用待定系数法可求得直线的解析式;
(3)分三种情况考虑:当时,,分点与点重合,点与点不重合,当时,,由全等三角形的性质可得点坐标.
【详解】(1)证明:,
,
,
在和中,
,
;
(2)解:如图,过作轴于点,
直线与轴交于点,与轴交于点,
令可得
解得,
令可求得,
,,
同(1)可证得,
,,
,
,且,
设直线解析式为,
把点坐标代入可得,
解得,
直线解析式为;
(3)解:的坐标为,矩形,
,,
如图,当,过点作,交于,交于,则,
,,
,且,,
,
设,
,,
,
,
,
,
点的坐标为;
如图,当时,,点不与点重合时,过点作,交于,交于,则,
同理可得,
,,
设点,
,,
,
,
,
点的坐标为;
如图,当时,,过点作,交于,过点作于,则,
同理得,
,,
设点,
,,,
,
,
,
点的坐标为;
综上所述:点坐标为:或或.
6.(25-26八年级上·广西柳州·期中)如图1,直线分别与轴,轴交于两点,已知点,.
(1)求出点的坐标;
(2)经过点的直线将分成面积比为的两部分,求该直线的函数关系式;
(3)如图2,直线平移后分别交轴,轴于点,,过点作平行于轴的直线,在直线上是否存在点,使是以为腰的等腰直角三角形.若存在,请直接写出点的坐标,若不存在,请说明理由.
【答案】(1),
(2)或
(3)或或或
【分析】(1)分别令和即可求出点的坐标;
(2)首先求出,,当直线与交于点E时,分两种情况讨论:和,分别求解即可;
(3)首先由平移设直线的解析式为,表示出,,然后分情况讨论,分别根据全等三角形的性质求解即可.
【详解】(1)∵直线分别与轴,轴交于两点,
∴当时,
∴
当时,,解得
∴;
(2)∵,
∴,
设经过点的直线的表达式为
∵
∴
∴
∵,
∴
如图所示,当直线与交于点E时,
设
∵经过点的直线将分成面积比为的两部分,
∴当时,
∴,即
∴
∴
∴将代入得,
解得
∴;
当时,
∴,即
∴
∴
∴将代入得,
解得
∴;
∵,
∵
∴经过点的直线不能和相交
综上所述,经过点的直线的函数关系式为或;
(3)∵直线的解析式为
∴由平移得,设直线的解析式为
∴当时,
∴
当时,,解得
∴
①当点是直角顶点时,,
当点在原点上方时,如图4所示,
∵
∴
∴
又∵,
∴
∴,即
解得
∴
∴
∴;
当点在原点下方时,如图5所示,
同理可证,
∴,即
解得
∴
∴
∴;
当P是直角顶点时,
当点在原点上方时,过点P作轴于点H,如图6
同理可证,
∴,
∴;
当点在原点下方时,过点P作轴于点H,如图7
同理可证,
∴,
∴;
综上所述,点的坐标为或或或.
【点睛】本题是一次函数综合题,考查了一次函数的性质,全等三角形的性质和判定,等腰直角三角形的性质和三角形面积公式等知识,解题的关键是正确分类讨论.
题型四 一次函数与全等三角形问题
1.找对应边、对应角:先确定全等顶点顺序。
2.用坐标表示边长、斜率表示角度。
3.列全等条件:
边相等:距离公式;
角相等:斜率相等或垂直。
4.解方程求动点,验证对应关系。
1.(23-24八年级上·四川达州·期中)如图,直线L:与x轴、y轴分别交于A、B两点,在y轴上有一点,动点M从A点以每秒1个单位的速度沿x轴向左移动.
(1)求A、B两点的坐标;
(2)求的面积S与M的移动时间t之间的函数关系式;
(3)当t为何值时,并求此时M点的坐标.
【答案】(1),
(2)
(3)(秒)时, ;(秒)时,
【分析】此题考查了根据函数图象求坐标,通过动点变化求函数关系式,三角形全等的性质,分情况讨论是解答本题的关键.
(1)由直线L的函数解析式,令求A点坐标,求B点坐标;
(2)由面积公式求出S与t之间的函数关系式;
(3)若,,则t时间内移动了,可算出t值,并得到M点坐标.
【详解】(1)解:对于直线:,
当时,,当时,,
点,点;
(2),,
,
当时,,,
当时,,,
的面积S与M的移动时间t之间的函数关系式;
(3)当M在上时,,
,
动点M从A点以每秒1个单位的速度沿x轴向左移动2个单位,所需时间(秒),
;
当M在的延长线上时,,
则,此时所需要的时间为(秒)
综上所述,M点的坐标是或.
2.(22-23八年级上·山东济南·期中)如图,直线交y轴于点A,交x轴负半轴于点B,且,P是直线AB上的一个动点,点C的坐标为,直线交y轴点于D,O是原点.
(1)求k的值;
(2)直线上是否存在一点P,使得与是全等的?若存在,请求出点P的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)当点P在射线上运动时,连接,是否存在点P,使得为等腰三角形?若存在,请直接写出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)3
(2)存在;
(3)存在;或
【分析】(1)在中,可得,,又,即知,,用待定系数法可得k的值是3;
(2)由,,可知与全等,只需,即,用待定系数法得直线解析式为,解,即可得点P的坐标为;
(3)设,且,有,,,分三种情况列方程即可得到答案.
【详解】(1)解:在中,令得,
∴,,
∵,
∴,,
把代入得:
,
解得;
∴k的值是3;
(2)解:存在一点P,使得与是全等的,理由如下:
∵,
∴,
∵,
∴与全等,只需,
∴,
设直线解析式为,把代入得:
,
解得,
∴直线解析式为,
由(1)知,
∴直线解析式为,
由得,,
∴点P的坐标为;
(3)解:存在点P,使得为等腰三角形,理由如下:
设,且,
∵,,
∴,,,
①当时,,
解得或(舍去),
∴;
②当时,,
解得,
∴;
③当时,,
方程无实数解;
综上所述,P的坐标为或.
【点睛】本题主要考查一次函数的综合应用,涉及待定系数法,三角形全等,等腰三角形等知识,解题的关键是用含字母的代数式表示相关点坐标和相关线段的长度.
3.(23-24八年级上·江苏镇江·期末)在平面直角坐标系中,一次函数的图象分别与x轴、y轴交于点A、B,点C在线段OB上,将△ACB沿AC翻折,点B恰好落在x轴上的点D处,直线DC交AB于点E.
(1)求点C的坐标;
(2)若点P在直线DC上,点Q是y轴上一点(不与点B重合),当△CPQ和△CBE全等时,直接写出点P的坐标 (不包括这两个三角形重合的情况).
【答案】(1)C(0,);(2)(﹣2,0)或(2,3)或(﹣)
【分析】(1)首先求出A(3,0),B(0,4),得出AB=5,设OC=x,则BC=4﹣x,在Rt△OCD中,由勾股定理得:x2+22=(4﹣x)2,解方程即可;
(2)首先可证∠BEC=∠COD=90°,分当点D与P重合,当CQ=BC=时,当PC=BE=2,,时,再分别根据图形性质求出点P的坐标即可.
【详解】解:(1) ,
令 则 令 则
A(3,0),B(0,4),
∴OA=3,OB=4,
∵∠AOB=90°,
由勾股定理得,AB=,
∵将△AOB沿AC翻折,点B恰好落在x轴上的点D处,
∴AD=AB=5,
∴OD=2,
设OC=x,则,
在Rt△OCD中,由勾股定理得:x2+22=(4﹣x)2,
解得x=,
∴C(0,);
(2)设为
解得:
所以直线CD的解析式为,
∵将△AOB沿AC翻折,点B恰好落在x轴上的点D处,
∴∠ABO=∠CDO,
∵∠BCE=∠DCO,
∴∠BEC=∠COD=90°,
①当点D与P重合时,OP=2,OC=,
CP= 而
则△CPQ△CBE,此时重合,
∴P(﹣2,0);
②当CQ=BC=时,则点Q的纵坐标为﹣1时,如图,
当△CPQ△CEB时,
解得:
∴;
③当PQ=BE=2,,时,如图,
点P(2,3),
综上,点P的坐标为(﹣2,0)或(2,3)或.
【点睛】本题考查的是一次函数与坐标轴的交点坐标问题,轴对称的性质,勾股定理的应用,利用待定系数法求解一次函数的解析式,全等三角形的判定与性质,清晰的分类讨论是解(2)的关键.
4.(25-26八年级上·江苏无锡·月考)如图:直线与轴、轴分别交于、两点,点是直线上与、不重合的动点.
(1)求直线的解析式;
(2)作直线,的面积被直线分成的两部分,求此时点C的坐标;
(3)过点的另一直线与轴相交于点,是否存在点使与全等?若存在,求出点的坐标;若不存在,说明理由.
【答案】(1)
(2)或
(3)存在,C的坐标为,,
【分析】本题考查待定系数法求一次函数解析式、一次函数与三角形面积的综合应用、全等三角形的判定与性质、一次函数动点问题,分类讨论思想(面积比例的两种分割情况、全等三角形的不同对应情况):
(1)将直线与坐标轴的交点坐标代入一次函数解析式,求解系数和,得到直线表达式.
(2)先计算的面积,再根据“面积被分为”的两种比例情况,结合动点在直线上的坐标特征,分别求出点的坐标.
(3)根据全等三角形的对应边关系,结合一次函数解析式,分类讨论不同的全等对应情况,筛选出与、不重合的动点的坐标.
【详解】(1)解:将点代入:
代入得:;
代入得:,解得.
故直线AB的解析式为:;
(2)解:的面积为:.
直线OC将其分为两部分,即两部分面积分别为2和4.
设,分两种情况:
情况1:
解得,对应,即.
情况2:
,同理解得,对应,即.
故点C坐标:或;
(3)解:是直角三角形(直角在O),边长为,
中,D在y轴上,故是y轴上的线段,需使为直角三角形(与全等),分两种直角位置讨论:
情况1:直角在点(轴)
此时,
则,
∴,,
∵,符合题意,
故;
情况2:直角在点
此时,,
则,
则或.
设,则,解得,
当时,,即,此时应该为,
则,符合题意;
同理,当时,,,
则,符合题意;
∴C为或;
综上所述,满足条件的C点有,,.
5.(23-24八年级下·四川泸州·阶段检测)已知直线与轴和轴分别交于A、两点,另一直线过点A和 .
(1)求直线对应的函数解析式;
(2)若直线与轴交于点,求证是直角三角形;
(3)若点是直线上一个动点,点是轴上的一个动点,当以,,为顶点的三角形与全等时,请直接写出点所有可能的坐标.
【答案】(1)
(2)见解析
(3),,,
【分析】(1)在中,令,则,求得,设直线对应的函数关系式为,解方程组即可得到结论;
(2)过点C作轴于点D.构造全等三角形解决问题即可;
(3)根据勾股定理得到,①当时,如图1,由全等三角形的性质得到,于是得到,,②当时,如图2,根据全等三角形的性质得到,于是得到,,③当时,这种情况不存在.
【详解】(1)解:在中,
令,则,
,
,
设直线对应的函数关系式为,
∴,
,
∴直线对应的函数关系式为;
(2)证明:过点C作轴于点D.
,,
,,
,
,,
,,
,
,
,
,
,
,
;
(3)解:在中,
令,则,
,,
由勾股定理得,
①当时,如图1,
,
,
,,
②当时,如图2,
,
,
,.
③当时,这种情况不存在,
综上所述:点Q的坐标为:.
【点睛】本题考查了一次函数综合题,待定系数法求函数的解析式,勾股定理的应用和全等三角形的性质等知识,分类讨论是解题关键,以防遗漏.
6.(25-26八年级上·广东梅州·期中)如图1,在平面直角坐标系中,直线分别与x轴、y轴交于点A、点B,绕O点旋转到的位置,直线交直线于点E.
(1)直接写出A点坐标 ,B点坐标 ,C点坐标 ,D点坐标 ,直线的函数表达式为 ;
(2)如图2,连接,过点O作交直线于点F,求证:;
(3)若点P是直线上一点,点Q是x轴上一点(点Q不与点O重合),当与全等时,直接写出点P的坐标.
【答案】(1),,,,
(2)见解析
(3)或或
【分析】(1)根据坐标轴上点的特征即可求出两点的坐标,由旋转的性质得出结论,易得得出,即可得出点C,D坐标,用待定系数法即可得出结论;
(2)证明,即可得出是等腰直角三角形,即可得出结论;
(3)分三种情况讨论,结合全等三角形的性质,一次函数的性质即可求解.
【详解】(1)解:∵直线分别与x轴、y轴交于点A、点B,
当时,,当,则,
∴,
∴,
∵将绕坐标原点逆时针旋转得到,
∴,
∴,
∴,
设直线的解析式为,
∴,
∴,
∴直线的解析式为;
(2)证明:由(1)得:,
∴,
∵,将绕坐标原点逆时针旋转得到,
∴,
∴,
在和中,
∵,,
∴,
∴,
∵,
∴是等腰直角三角形,
∴;
(3)解:∵,
∴,
如图,当,此时轴,,
∴,
此时点P的坐标为;
如图,当,此时,,
∵将绕坐标原点逆时针旋转得到,
∴,
∴,
设直线的解析式为,
当点Q在点D的右侧时,,
∴点Q的坐标为,
把代入得:
,解得:,
∴直线的解析式为,
联立得, 解得:,
∴点P的坐标为;
当点Q在点D的左侧时,,
同理可得直线为,
∴,
∴同理可得:点P的坐标为;
综上所述,点P的坐标为或或.
【点睛】重点注意分类讨论的思想,不要遗漏每一种情况.
题型五 一次函数与三角形的综合问题
1.先把已知点、直线解析式、交点坐标全部求出来。
2.拆分条件:把问题拆成等腰 / 直角 / 等腰直角 / 面积 / 全等小模型。
3.设动点坐标,用距离公式、斜率、勾股、面积公式列方程。
4.解方程,检验、舍去不合题意的点。
5.结合图像验证,写出最终答案。
1.如图,在平面直角坐标系xOy中,点O为坐标原点,直线y=-x+4与x轴交于点A,与y轴交于点B.
(1)求点A,B的坐标;
(2)在直线AB上是否存在点P,使△OAP是以OA为底边的等腰三角形?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)若将Rt△AOB折叠,使OB边落在AB上,点O与点D重合,折痕为BC,求点C的坐标.
(4)直接写出折痕BC所在直线的表达式.
【答案】(1) A(4,0),B(0,4); (2) P点坐标为(2,2); (3) C(4−4,0);(4) 折痕BC的解析式为y=-(1+)x+4.
【分析】(1)利用直线解析式,容易求得A、B的坐标;
(2)作线段OA的垂直平分线,交x轴于点E,交AB于点P,则P点即为所求,可求得E点坐标,则容易求得P点坐标;
(3)可设C(t,0),由折叠的性质可得到CD=t,AC=4-t,在Rt△ACD中,由勾股定理可得到关于t的方程,可求得t的值,则可求得C点坐标;
(4)利用待定系数法可求得直线BC的解析式.
【详解】解:(1)在y=−x+4中,令x=0可得y=4,令y=0可求得x=4,
∴A(4,0),B(0,4);
(2)如图1,作线段OA的垂直平分线,交x轴于点E,交AB于点P,
则OP=PA,即P点即为满足条件的点,
∵OA=4,
∴OE=2,
在y=−x+4中,当x=2时,可得y=2,
∴P点坐标为(2,2);
(3)设C(t,0),则AC=OA−OC=4−t,
∵OA=OB=4,
∴AB=4,
由折叠的性质可得BD=OB=4,CD=OC=t,∠ADC=∠BOC=90∘,
∴AD=AB−BD=4−4,
在Rt△ACD中,由勾股定理可得AC2=AD2+CD2,即(4−t)2=t2+(4−4)2,
解得t=4−4,
∴C(4−4,0),
(4) 设直线BC解析式为y=kx+b,
∵B(0,4),C(4−4,0)
∴
解得:
折痕BC的解析式为y=-(1+)x+4
【点睛】本题为一次函数的综合应用,涉及函数图象与坐标轴的交点、等腰三角形的性质、线段垂直平分线的性质、勾股定理、待定系数法、方程思想等知识.在(1)中注意求函数图象与坐标轴的交点的求法,在(2)中确定出P点的位置是解题的关键.本题考查知识点较多,综合性较强,难度较大.
2.如图1,在平面直角坐标系中,直线y=2x+6与x轴、y轴分别交于A、B两点.
(1)将线段AB绕点A逆时针旋转90°得到线段AC,过点C作CD⊥x轴于点D,求点C的坐标;
(2)如图2,在x轴上是否存在点P,使得△PAB是等腰三角形,若存在,请直接写出点P的坐标,若不存在,请说明理由;
(3)如图3,点M为直线AB上一动点,点为x轴上一定点,当点M在直线AB上运动时,在y轴上是否存在点Q,使△QMN是以MN为底边的等腰直角三角形?若存在,请求出点Q的坐标,若不存在,请说明理由.
【答案】(1);(2)存在,点P的坐标为或或或;(3)存在,点Q的坐标为或.
【分析】(1)证明△ADC≌△BOA(AAS),则AD=OB=6,CD=OA=3,即可求解;
(2)分PA=PB、PA=AB、PB=AB三种情况,分别求解即可;
(3)证明△MGQ≌△QHN(AAS),则MG=QH,GQ=NH,即|2m+6-n|=4,-m=|n|,即可求解.
【详解】解:(1)对于直线y=2x+6,当x=0时,y=6,
∴B(0,6)
当y=0时,x=-3,
∴A(-3,0)
∵∠CAD+∠BAO=90°,∠BAO+∠ABO=90°,
∴∠CAD=∠ABO,
∴∠ADC=∠BOA=90°,AB=AC,
∴△ADC≌△BOA(AAS),
∴AD=OB=6,CD=OA=3,
∴OD=OA+AD=3+6=9,
故点C的坐标为(﹣9,3);
(2)设点P(x,0),
∵A(-3,0),B(0,6),
∴,
PB2=x2+36,
AB2==45,
当PA=PB时,即,所以,,解得x=4.5;
当PA=AB时,即,所以, ,由平方根的意义得x=﹣3±3;
当PB=AB时,即,所以,,由平方根的意义可得x=3或﹣3(舍去),
故点P的坐标为(4.5,0)或(﹣3+3,0)或(﹣3﹣3,0)或(3,0);
(3)存在,理由:设点M(m,2m+6),点Q(0,n),
过点Q作x轴的平行线交过点M与y轴的平行线于点G,交过点N与y轴的平行线于点H,
∵△QMN是以MN为底边的等腰直角三角形,则MQ=NQ,∠MQN=90°,
则∠MQG+∠NQH=90°,∠NQH+∠QNH=90°,
∴∠MQG=∠QNH,
∵∠MGQ=∠QHN=90°,MQ=NQ,
∴△MGQ≌△QHN(AAS),
∴MG=QH,GQ=NH,
即|2m+6﹣n|=4,﹣m=|n|,
则2m+6﹣n=4,﹣m=﹣n或n﹣2m﹣6=4,﹣m=n,
解得或,
故点Q的坐标为(0,﹣2)或(0,).
【点睛】本题是一次函数综合题,主要考查的是一次函数的性质、三角形全等、等腰三角形的性质等,其中(2)、(3),要注意分类求解,避免遗漏.
3.如图,在平面直角坐标系中,矩形OABC的边OA在轴上,边OC在y轴上,点B的坐标为(m,6)(m>0).点P是OA边上一点,将△CPO沿CP翻折,使点O落在点Q处.
(1)若m=8,
①如图1,当点P与点A重合时,连接AQ交BC于点D,求点D的坐标;
②如图2,当以B、C、Q三点为顶点的三角形是等腰三角形时,求△ABQ的面积;
(2)在OA边上是否存在点P,使得△ABQ是以AB为底的等腰三角形?若存在,请直接写出的取值范围;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)①;②或
(2)存在,且时,使得△ABQ是以AB为底的等腰三角形.
【分析】(1)①由折叠的性质和平行线的性质可证CD=AD,由勾股定理可求CD的长,即可求解;②分两种情况讨论,等腰三角形的性质和勾股定理求出BE的长,即可求解;
(2)可证△COQ是等边三角形,分别求出特殊位置时,m的值,即可求解.
【详解】(1)①当m=8,
∴点B的坐标为(8,6),
∴BC=OA=8,OC=AB=6,
∵BCOA,
由折叠可得:∠CAO=∠DAC,
∴∠BCA=∠DAC,
∴CD=AD,
∵,
∴,
,
∴,
②如图2,当CQ=BQ时,过点Q作QE⊥BC于E,QF⊥AB于F,
∵CQ=BQ,QE⊥BC,
∴CE=BE=4,
∵QE⊥BC,QF⊥AB,∠ABC=90°,
∴四边形QEBF是矩形,
∴QF=BE=4,
∴;
如图3,当BC=BQ=8时,过点Q作EQ⊥CB于E,
∵将△CPO沿CP翻折,使点O落在点Q处.
∴CO=CQ=6,
∵
∴
∴
∴
综上所述:当以B、C、Q三点为顶点的三角形是等腰三角形时,△ABQ的面积为或;
(2)存在,
如图4,过点Q作QN⊥OC于N,
∵△ABQ是以AB为底的等腰三角形,
∴AQ=BQ,
∴点Q在AB的垂直平分线上,
又∵四边形OABC是矩形,
∴点Q在CO的垂直平分线上,
∴CQ=OQ,
又∵CO=CQ,
∴CQ=OQ=CO=6,
∴△COQ是等边三角形,
∵QN⊥CO,
∴ON=3,∠OQN=30°,
∴NQ=ON=3,
∵将△CPO沿CP翻折,使点O落在点Q处.
∴∠PCO=∠PCQ=30°,
∴CO=OP=6,
∴OP=2,
当m≥2时,点Q能落在AB的垂直平分线上,
当m=3时,点Q落在AB上,
综上所述:当m≥2且m≠3时,使得△ABQ是以AB为底的等腰三角形.
【点睛】本题考查了四边形综合,矩形的性质,平行线的性质,等腰三角形的性质,勾股定理等知识,灵活运用这些性质解决问题是解题的关键.
4.如图,等腰直角△ABC中,BC=AC,∠ACB=90°,现将该三角形放置在平面直角坐标系中,点B坐标为(0,2),点C坐标为(6,0).
(1)过点A作AD⊥x轴,求OD的长及点A的坐标;
(2)连接OA,若Р为坐标平面内不同于点A的点,且以O、P、C为顶点的三角形与△OAC全等,请直接写出满足条件的点P的坐标;
(3)已知OA=10,试探究在x轴上是否存在点Q,使△OAQ是以OA为腰的等腰三角形?若存在,请求出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)OD=8,点A的坐标(8,6);(2)(8,-6)或(-2,6)或(-2,-6);(3)(16,0)或(10,0)或(-10,0)
【分析】(1)通过证明△BOC≌△CDA,可得CD=OB=2,即可求OD的长,进而即可得到A的坐标;
(2)分三种情况:①作△OAC关于x轴的对称图形得到△OP1C;作△OAC关于直线x=3的对称图形得到△OP2C;③作△OP2C关于x轴的对称图形得到△OP3C,
分别求解,即可;
(3)分三种情况:①当以点A为顶角顶点时,且OA是腰;②当以点A为底角顶点时,且OA是腰,形成锐角三角形时;③当以点A为底角顶点时,且OA是腰,形成钝角三角形时,分别求解即可.
【详解】解:(1)∵点B坐标为(0,2),点C坐标为(6,0),
∴OB=2,OC=6,
∵∠ACB=90°,
∴∠BCO+∠ACD=90°,且∠BCO+∠OBC=90°,
∴∠ACD=∠OBC,且AC=BC,∠BOC=∠ADC=90°,
∴△BOC≌△CDA(AAS),
∴CD=OB=2,
∴OD=OC+CD=8,AD=OC=6,
∴点A的坐标(8,6);
(2)①作△OAC关于x轴的对称图形得到△OP1C,
∴△OAC△OP1C,
∴P1(8,-6);
②∵点O,C关于直线x=3对称,
∴作△OAC关于直线x=3的对称图形得到△OP2C,
∴△OAC△CP2O,
∴P2(-2,6);
③作△OP2C关于x轴的对称图形得到△OP3C,
∴△OP2C△OP3C,即:△OP3C△OCA,
∴P3(-2,-6),
综上所述:P的坐标为:(8,-6)或(-2,6)或(-2,-6);
(3)①当以点A为顶角顶点时,且OA是腰,
∵AD⊥x轴,
∴点Q1,O关于直线AD对称,即:Q1(16,0);
②当以点A为底角顶点时,且OA是腰,形成锐角三角形时,
则OQ2=OA=10,
∴Q2(10,0);
③当以点A为底角顶点时,且OA是腰,形成钝角三角形时,
则OQ3=OA=10,
∴Q2(-10,0),
综上所述:Q的坐标为:(16,0)或(10,0)或(-10,0).
【点睛】本题考查了全等三角形的判定和性质,坐标与图形性质,等腰三角形的性质等知识,灵活运用这些性质进行推理,掌握分类讨论思想方法是本题的关键.
5.(25-26八年级下·福建泉州·期中)如图,平面直角坐标系中,正方形的四个顶点都在坐标轴上,直线的解析式为,E是边上的一点,连接交于K点,的面积等于面积的.
(1)求点E的坐标;
(2)过A点作于F点,交于Q点,求Q点的坐标;
(3)在(2)的条件下,第一象限内是否存在点P,使为等腰直角三角形,若存在,直接写出点P坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)存在,点P坐标或
【分析】(1)先求得、求得,根据正方形的性质得到,即,如图:过E作于H,根据等腰直角三角形的性质得到,再根据的面积等于面积的求得,进而得到,从而确定点E的坐标;
(2)如图:过Q作于G,根据正方形的性质得到,,根据全等三角形的性质得到,,求得,即可确定点Q的坐标;
(3)①当,,过P作轴于M;②当,,过P作平行于y轴的中线,过A作于M,过Q作于N,延长交y轴于G,则轴,四边形是矩形;③当时,,分别根据全等三角形的判定和性质求解即可.
【详解】(1)解:在中,令,则,令,则,
∴、,
∴,
∵四边形是正方形,
∴,即,
如图:过E作于H,
,,
,
是等腰直角三角形,
∴,
∵的面积等于面积的,
,即,
∴,
∴
∴.
(2)解:如图:过Q作于G,
∵四边形是正方形,
,,
∵,
,
,
,
,
∴,,
,
,
,,
,
,
,,
,
,
∴.
(3)解:存在,
①当,,过P作轴于M;
,
,
,
,
,
,,
∴,
∴;
②当,,过P作平行于y轴的直线,过A作于M,过Q作于N,延长交y轴于G,则轴,四边形是矩形,
,,
同理,,
,
,
,,
.
③当时,,如图,这种情况不符合题意,
综上,存在点P,使为等腰直角三角形,点P坐标或.
6.(23-24八年级上·江苏常州·期中)(1)操作思考:如图1.在平面直角坐标系中,等腰的直角顶点在原点,将其绕着点旋转,若顶点恰好落在点处.则①的长为 ;②点的坐标为 ;(直接写结果)
(2)感悟应用:如图2,在平面直角坐标系中,将等腰如图放置,直角顶点在处,点,点为轴上一点.当是以为底的等腰三角形时,直接写出点坐标为 ;
(3)拓展研究:如图3,在直角坐标系中,点,过点作轴,垂足为点,作轴,垂足为点,是线段上的一个动点,点是平面内一点,且坐标为.问是否存在以点为直角顶点的等腰,若存在,请求出此时的值,若不存在,请说明理由.
【答案】(1),;(2);(3)存在;
【分析】本题考查了一次函数与三角形的全等;
(1)由可得,,,,易证,,,因此;
(2)同(1)可证,,,,求得.代入求出直线的解析式,再求出点的垂直平分线解析式,令,即可求出点坐标;
(3)分两种情况讨论①当点的横坐标小于5时,②当点的横坐标大于5时.根据等腰构建一线三直角,从而求解.
熟练掌握一次函数的性质与三角形全等判定是解题的关键.
【详解】解:(1)如图1,作轴,轴.
,
,,,
,,
,
,,
.
故答案为:,;
(2)如图2,过点作轴.
,,
,
,,
,
.
设直线的表达式为,
将和代入得,
,
解得,
直线的函数表达式.
是等腰直角三角形,
点在的垂直平分线上,
设线段的垂直平分线的解析式为,
代入点得:,
线段的垂直平分线的解析式为,
令,则,
点的坐标为.
故答案为:;
(3)∵,
∴点在直线上,
①当点的横坐标小于5时,如图3,
当时,,
,
当点在点时,存在以点为直角顶点的等腰直角三角形,
此时,解得,
②当点的横坐标大于5时,如图④,设点的坐标为,
在和中,
,
,
,,
,
将点坐标代入,得,
解得,
,
,
故当点的横坐标大于5小于12 时,不存在以点为直角顶点的等腰直角三角形.
综上分析,只有点和点重合时存在以点为直角顶点的等腰直角三角形,此时.
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微专题07一次函数与三角形的综合问题
题型一 一次函数与等腰三角形问题
1.定三点:找出已知两点、设动点坐标。
2.分三种情况:
两腰:PA=PB
两腰:PA=AB
两腰:PB=AB
3.用两点距离公式列等式。
4.解方程,舍去重合 / 不合理点。
1.如图,在平面直角坐标系中,函数的图象与轴交于点,直线与轴交于点,与直线交于点C.
(1)求的值和点的坐标;
(2)求的面积;
(3)点是轴上一点,且是以为底的等腰三角形,求点的坐标.
2.如图,一次函数的图象与坐标轴交于A,B两点,与正比例函数交于点,.
(1)求一次函数的表达式;
(2)求的面积;
(3)在线段AB上是否存在点P,使是以OA为底的等腰三角形?若存在,请求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
3.(24-25八年级下·福建泉州·月考)如图,已知在平面直角坐标系中,、、.
(1)求的面积;
(2)在y轴上是否存在一个点D,使得是以为底的等腰三角形,若存在,求出点D坐标;若不存,说明理由.
(3)在第二象限有一个,使得,请你求出的值.
4.如图,一次函数与x轴,y轴分别相交于点A和点B.
(1)求点A和点B的坐标;
(2)在y轴上有一动点P,若的面积为3,请求出点P的坐标;
(3)在x轴上是否存在点Q,使得是以为一腰的等腰三角形,若存在,请直接写出点Q的坐标,若不存在,请说明理由.
5.(24-25八年级下·海南省直辖县级单位·期末)如图,一次函数的图象与x轴,y轴分别相交于点和点.
(1)求一次函数的解析式;
(2)在y轴上有一动点P,若的面积为3,请求出点P的坐标;
(3)在x轴上是否存在点Q,使得是以为一腰的等腰三角形,若存在,请直接写出点Q的坐标,若不存在,请说明理由.
6.(23-24八年级上·山东枣庄·期末)如图,直线与轴交于点,与轴交于点,点在直线上,点是线段上一点(不与点重合).
(1)求点的坐标.
(2)连接,将沿直线翻折得到,点为点的对应点,点在第一象限,且.
①求点的坐标.
②若直线与交于点,在轴上是否存在点,使是以为腰的等腰三角形?若存在,请直接写出点的坐标;若不存在,请说明理由.
题型二 一次函数与直角三角形问题
1.找直角顶点:分三类:∠A=90°、∠B=90°、∠P=90°。
2.用斜率垂直:k₁・k₂= −1;或勾股定理:a²+b²=c²。
3.设动点坐标,代入列方程。
4.求解,检验合理性。
1.(23-234八年级上·陕西西安·期末)如图,直线:交轴于点,交轴于点,点在直线上.
(1)求,的值;
(2)已知是轴上的动点,当以,,为顶点的三角形是直角三角形时,求点的坐标.
2.(23-24八年级上·陕西宝鸡·期末)如图,直线与轴交于点,与轴交于点,点是的中点.
(1)求点的坐标;
(2)求的面积;
(3)在坐标轴上是否存在一点,使得是直角三角形?若存在,请求出点的坐标;若不存在,请说明理由.
3.如图,将边长为3的正方形置于平面直角坐标系第一象限,使边落在轴的正半轴上,直线:经过点且与轴交于点.
(1)求点坐标;
(2)求的面积;
(3)若直线与轴交于点,在轴上是否存在点,使得是直角三角形?若存在,请直接写出点的坐标;若不存在,请说明理由.
4.(24-25八年级下·全国·期末)如图,直线与直线交于点,与轴交于点,直线与轴交于点,连接.
(1)求直线的解析式;
(2)求的面积;
(3)在轴上是否存在一点,使得是以为直角边的直角三角形?若存在,求出点的坐标;若不存在,请说明理由.(拓展:若平面直角坐标系内有两点和,则两点间的距离)
5.(23-24八年级上·陕西咸阳·期末)如图,平面直角坐标系中,直线与x轴交于点与y轴交于点点C是直线上的一点,它的坐标为经过点C作直线轴交y轴于点D.
(1)求点C的坐标;
(2)已知点P是直线上的动点,
①若的面积为4,求点P的坐标;
②若为直角三角形,请求出所有满足条件的点P的坐标.
6.(23-24八年级上·浙江温州·期末)如图,在平面直角坐标系中,正比例函数的图象经过点,点A在线段上,点B在x轴的正半轴上,且,点B关于点的对称点为点C,连接,设点A的横坐标为t.
(1)求k的值,并写出当时x的取值范围.
(2)当点A在线段上运动时,设的长为S.
①求S关于t的函数表达式.
②当时,求的长.
(3)当为直角三角形时,求t的值.
题型三 一次函数与等腰直角三角形问题
1.先确定:直角顶点 + 两腰相等。
2.构造 “水平竖直” 辅助线,证全等。
3.用坐标平移 / 旋转求点:
顺时针 90°:(x,y)→(y,−x)
逆时针 90°:(x,y)→(−y,x)
4. 代入直线解析式,求参数。
1.(25-26八年级下·四川遂宁·期中)如图,在平面直角坐标系中,直线的解析式为,直线与x轴交于点A,与y轴交于点B,与直线交于点C,直线解析式.
(1)求点A、B、C的坐标;
(2)D为y轴上一点,当线段最短时,求点D的坐标及的面积;
(3)P为线段上一点,过P向x轴作垂线交于Q,在y轴上是否存在一点M,使为等腰直角三角形?若存在,求直接写出点M坐标;若不存在,请说明理由.
2.(23-24八年级上·重庆·期中)如图,在平面直角坐标系中,直线,与x轴,y轴交于点,直线与直线交于点D,直线过点A,与y轴交于点C,点C的纵坐标是.
(1)求直线的解析式;
(2)在直线上是否存在点P,点P在直线的左侧,使得,若存在,请求出点P的坐标,若不存在,请说明理由.
(3)在第(2)问的条件下,点Q是线段的动点,过点Q做 轴,交直线与点M,在x轴上是否存在点N,使得为等腰直角三角形,若存在,请直接写出点N的坐标,若不存在,请说明理由.
3.(23-24八年级上·山西运城·期末)如图,直线经过、两点,点C从B出发沿线段BO以每秒1个单位长度的速度向点O运动,点D从A出发沿线段AB以每秒2个单位长度的速度向点B运动,设运动时间为t秒,
(1)求直线的表达式;
(2)当______时,;
(3)将直线沿x轴向右平移3个单位长度后,与x轴,y轴分别交于E、F两点,求四边形BAEF的面积;
(4)在第一象限内,是否存在点P,使A、B、P三点构成等腰直角三角形?若存在,直接写出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
4.(23-24八年级下·湖南岳阳·月考)如图,直线分别交x轴、y轴于点A,C,直线过点C交x轴于点B,且,,点P是直线上的一点.
(1)求直线的解析式;
(2)若动点P从点B出发沿射线方向匀速运动,速度为个单位长度/秒,连接,设的面积为S,点P的运动时间为t秒,求S与t之间的函数关系式,并写出t的取值范围;
(3)若点Q是直线上且位于第三象限图象上的一个动点,点M是y轴上的一个动点,当以点B、 M、Q为顶点的三角形为等腰直角三角形时,求点Q和点M的坐标.
5.(25-26八年级上·广东深圳·期末)(1)模型建立:如图1,等腰直角三角形中,,,直线经过点,过作于,过作于.求证:;
(2)模型应用:已知直线与y轴交于A点,与x轴交于B点,在左侧过点作线段,使,,过点,作直线,求直线的解析式;
(3)如图3,矩形,为坐标原点,的坐标为,,分别在坐标轴上,是线段上的动点,已知点在第一象限,且是直线上的一点,若是不以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的坐标.
6.(25-26八年级上·广西柳州·期中)如图1,直线分别与轴,轴交于两点,已知点,.
(1)求出点的坐标;
(2)经过点的直线将分成面积比为的两部分,求该直线的函数关系式;
(3)如图2,直线平移后分别交轴,轴于点,,过点作平行于轴的直线,在直线上是否存在点,使是以为腰的等腰直角三角形.若存在,请直接写出点的坐标,若不存在,请说明理由.
题型四 一次函数与全等三角形问题
1.找对应边、对应角:先确定全等顶点顺序。
2.用坐标表示边长、斜率表示角度。
3.列全等条件:
边相等:距离公式;
角相等:斜率相等或垂直。
4.解方程求动点,验证对应关系。
1.(23-24八年级上·四川达州·期中)如图,直线L:与x轴、y轴分别交于A、B两点,在y轴上有一点,动点M从A点以每秒1个单位的速度沿x轴向左移动.
(1)求A、B两点的坐标;
(2)求的面积S与M的移动时间t之间的函数关系式;
(3)当t为何值时,并求此时M点的坐标.
2.(22-23八年级上·山东济南·期中)如图,直线交y轴于点A,交x轴负半轴于点B,且,P是直线AB上的一个动点,点C的坐标为,直线交y轴点于D,O是原点.
(1)求k的值;
(2)直线上是否存在一点P,使得与是全等的?若存在,请求出点P的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)当点P在射线上运动时,连接,是否存在点P,使得为等腰三角形?若存在,请直接写出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
3.(23-24八年级上·江苏镇江·期末)在平面直角坐标系中,一次函数的图象分别与x轴、y轴交于点A、B,点C在线段OB上,将△ACB沿AC翻折,点B恰好落在x轴上的点D处,直线DC交AB于点E.
(1)求点C的坐标;
(2)若点P在直线DC上,点Q是y轴上一点(不与点B重合),当△CPQ和△CBE全等时,直接写出点P的坐标 (不包括这两个三角形重合的情况).
4.(25-26八年级上·江苏无锡·月考)如图:直线与轴、轴分别交于、两点,点是直线上与、不重合的动点.
(1)求直线的解析式;
(2)作直线,的面积被直线分成的两部分,求此时点C的坐标;
(3)过点的另一直线与轴相交于点,是否存在点使与全等?若存在,求出点的坐标;若不存在,说明理由.
5.(23-24八年级下·四川泸州·阶段检测)已知直线与轴和轴分别交于A、两点,另一直线过点A和 .
(1)求直线对应的函数解析式;
(2)若直线与轴交于点,求证是直角三角形;
(3)若点是直线上一个动点,点是轴上的一个动点,当以,,为顶点的三角形与全等时,请直接写出点所有可能的坐标.
6.(25-26八年级上·广东梅州·期中)如图1,在平面直角坐标系中,直线分别与x轴、y轴交于点A、点B,绕O点旋转到的位置,直线交直线于点E.
(1)直接写出A点坐标 ,B点坐标 ,C点坐标 ,D点坐标 ,直线的函数表达式为 ;
(2)如图2,连接,过点O作交直线于点F,求证:;
(3)若点P是直线上一点,点Q是x轴上一点(点Q不与点O重合),当与全等时,直接写出点P的坐标.
题型五 一次函数与三角形的综合问题
1.先把已知点、直线解析式、交点坐标全部求出来。
2.拆分条件:把问题拆成等腰 / 直角 / 等腰直角 / 面积 / 全等小模型。
3.设动点坐标,用距离公式、斜率、勾股、面积公式列方程。
4.解方程,检验、舍去不合题意的点。
5.结合图像验证,写出最终答案。
1.如图,在平面直角坐标系xOy中,点O为坐标原点,直线y=-x+4与x轴交于点A,与y轴交于点B.
(1)求点A,B的坐标;
(2)在直线AB上是否存在点P,使△OAP是以OA为底边的等腰三角形?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)若将Rt△AOB折叠,使OB边落在AB上,点O与点D重合,折痕为BC,求点C的坐标.
(4)直接写出折痕BC所在直线的表达式.
2.如图1,在平面直角坐标系中,直线y=2x+6与x轴、y轴分别交于A、B两点.
(1)将线段AB绕点A逆时针旋转90°得到线段AC,过点C作CD⊥x轴于点D,求点C的坐标;
(2)如图2,在x轴上是否存在点P,使得△PAB是等腰三角形,若存在,请直接写出点P的坐标,若不存在,请说明理由;
(3)如图3,点M为直线AB上一动点,点为x轴上一定点,当点M在直线AB上运动时,在y轴上是否存在点Q,使△QMN是以MN为底边的等腰直角三角形?若存在,请求出点Q的坐标,若不存在,请说明理由.
3.如图,在平面直角坐标系中,矩形OABC的边OA在轴上,边OC在y轴上,点B的坐标为(m,6)(m>0).点P是OA边上一点,将△CPO沿CP翻折,使点O落在点Q处.
(1)若m=8,
①如图1,当点P与点A重合时,连接AQ交BC于点D,求点D的坐标;
②如图2,当以B、C、Q三点为顶点的三角形是等腰三角形时,求△ABQ的面积;
(2)在OA边上是否存在点P,使得△ABQ是以AB为底的等腰三角形?若存在,请直接写出的取值范围;若不存在,请说明理由.
4.如图,等腰直角△ABC中,BC=AC,∠ACB=90°,现将该三角形放置在平面直角坐标系中,点B坐标为(0,2),点C坐标为(6,0).
(1)过点A作AD⊥x轴,求OD的长及点A的坐标;
(2)连接OA,若Р为坐标平面内不同于点A的点,且以O、P、C为顶点的三角形与△OAC全等,请直接写出满足条件的点P的坐标;
(3)已知OA=10,试探究在x轴上是否存在点Q,使△OAQ是以OA为腰的等腰三角形?若存在,请求出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
5.(25-26八年级下·福建泉州·期中)如图,平面直角坐标系中,正方形的四个顶点都在坐标轴上,直线的解析式为,E是边上的一点,连接交于K点,的面积等于面积的.
(1)求点E的坐标;
(2)过A点作于F点,交于Q点,求Q点的坐标;
(3)在(2)的条件下,第一象限内是否存在点P,使为等腰直角三角形,若存在,直接写出点P坐标;若不存在,请说明理由.
6.(23-24八年级上·江苏常州·期中)(1)操作思考:如图1.在平面直角坐标系中,等腰的直角顶点在原点,将其绕着点旋转,若顶点恰好落在点处.则①的长为 ;②点的坐标为 ;(直接写结果)
(2)感悟应用:如图2,在平面直角坐标系中,将等腰如图放置,直角顶点在处,点,点为轴上一点.当是以为底的等腰三角形时,直接写出点坐标为 ;
(3)拓展研究:如图3,在直角坐标系中,点,过点作轴,垂足为点,作轴,垂足为点,是线段上的一个动点,点是平面内一点,且坐标为.问是否存在以点为直角顶点的等腰,若存在,请求出此时的值,若不存在,请说明理由.
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