内容正文:
专题23.1 一次函数与几何综合问题
【10大题型攻坚】
【题型1 一次函数与面积问题】..............................................................................................................1
【题型2 一次函数与线段最值问题】....................................................................................................11
【题型3 一次函数与等腰三角形存在性问题】....................................................................................22
【题型4 一次函数与直角三角形存在性问题】....................................................................................29
【题型5 一次函数与等腰直角三角形存在性问题】............................................................................37
【题型6 一次函数与平行四边形存在性问题】....................................................................................50
【题型7 一次函数与矩形存在性问题】................................................................................................56
【题型8 一次函数与菱形存在性问题】................................................................................................62
【题型9 一次函数与正方形存在性问题】............................................................................................75
【题型10 一次函数与角度存在性问题】..............................................................................................82
题型1 一次函数与面积问题
【例1-1】(25-26八年级下·广东中山·期中)如图,在平面直角坐标系中,一次函数的图像与坐标轴分别交于,两点,已知,且.
(1)求一次函数的表达式;
(2)当轴上有一点,使得的面积为10,求点的坐标.
【答案】(1)
(2)或
【分析】(1)先求得点B的坐标,再利用待定系数法求解即可;
(2)点C的坐标为,则,根据的面积为10得到,求解即可.
【详解】(1)解:∵一次函数的图像与x轴交于点,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵一次函数的图像经过点和点,
∴,解得:,
∴.
(2)解:点C的坐标为,则,
∵的面积为10,
∴,解得或,
∴点C的坐标为或.
【例1-2】(2026·江苏南通·一模)已知,一次函数与分别与x轴相交于点A和点D,与y轴相交于点B和点C,两直线相交于点E,连接.
(1)求点E的坐标;
(2)点F是线段上一点,且线段把的面积分成两部分,请求出符合条件的点F的坐标.
【答案】(1)点E的坐标为
(2)点F的坐标为或
【分析】(1)根据题意可得,得到,即可确定两直线交点的坐标;
(2)先求直线与x轴交点,计算得出面积为;设,分和两种情况,根据面积公式列方程,进而求解即可.
【详解】(1)解:∵两直线相交于点E,
∴,
解得,
∴点的坐标为;
(2)解:∵直线与轴交于点,
∴将代入得,
解得,
∴,即.
∴
,
∵在直线上,
∴设,
∴的面积为:,
当两部分的面积比为时,则,
∴
解得,
∴,
故;
当两部分的面积比为时,则,
∴
解得,
∴,
故,
综上所述,符合条件的点的坐标为或.
【点睛】本题以一次函数为载体,结合交点求解与面积分割问题,通过联立方程组求交点、分类讨论面积比例,体现了数形结合与分类讨论的数学思想.
【变式1-1】(25-26八年级下·广东梅州·期中)如图,已知直线交x轴于点,交y轴于点B,直线交x轴于点D,与直线相交于点.
(1)求m的值与直线的函数解析式;
(2)根据图象,直接写出关于x的不等式的解集;
(3)求四边形的面积.
【答案】(1),
(2)
(3)5
【分析】(1)将代入得的值,再利用待定系数法即可求解直线的函数解析式;
(2)根据(1)可知,结合图象即可求解;
(3)根据题意可以将,的坐标求出来,四边形的面积为和的面积之差,据此即可求解.
【详解】(1)解:将代入得,
,
解得,
则,
将,代入得,
,
解得,
则;
(2)解:由(1)得,,
由图象可知,当时,;
(3)解:将代入得,则,
将代入得,则,
∵,,
∴.
【变式1-2】(25-26八年级下·内蒙古呼和浩特·期中)如图,在平面直角坐标系中,过的直线与直线相交于点.
(1)求直线的解析式.
(2)求的面积.
(3)在轴上找一点,使的面积是的面积的时,求出这时点的坐标.
【答案】(1)
(2)12
(3)或
【分析】(1)由待定系数法求函数解析式即可;
(2)根据三角形面积公式可得的面积;
(3)先求出的面积是,设点,根据三角形面积公式得出,求出m的值即可.
【详解】(1)解:设直线的解析式为,将点,代入可得,
,解得:,
∴直线的解析式为;
(2)解:由()知:直线的解析式为,
当时,
∴,
∴,
∴的面积;
(3)解:∵的面积是,
∴的面积是,
设点,
则,
解得:或,
∴点M的坐标为或.
【变式1-3】(25-26八年级下·辽宁大连·期中)如图在平面直角坐标系中,直线 与x轴交于点A,直线 与x轴交于点B,与y轴交于点C.直线与直线交于点.
(1)求,的值;
(2)求的面积;
(3)直线上存在一点E使,求点的坐标;
【答案】(1),.
(2)
(3)或
【分析】(1)将点的坐标先后代入两条直线的解析式,求出和的值;
(2)求出、两点坐标得到的长度,以为底、点纵坐标为高,计算的面积;
(3)过点作轴,交于点,先求得点的坐标,得出,设,根据建立方程,解方程,即可求解.
【详解】(1)解:点在直线上,
将点代入可得,
点的坐标为,
将点代入可得,解得.
综上,,.
(2)解:根据(1)可知,,
分别令,,
解得,,
则点的坐标为,点的坐标为,
由可得.
(3)解:如图,过点作轴,交于点,
当时,,解得:,则
将代入,则
∴,则
设,
∵
∴,即
解得:或
∴或
【变式1-4】(25-26八年级下·上海青浦·期中)如图,直线与轴、轴分别相交于点,.直线与轴相交于点.两条直线相交于点.
(1)的值为_____.点的坐标为_____.
(2)如图,是直线在第一象限内的点,连接、,且的面积为.
①求与之间的关系式,并写出的取值范围.
②点关于轴的对称点为点,连接,.若直线恰好将四边形分为两部分,且满足,求此时的值.
【答案】(1);
(2)①;②
【分析】(1)将点代入求出,再联立两个函数的解析式,求出交点坐标;
(2)①由一次函数的解析式可得,结合,则;
②延长交轴于点,由对称性可得,点,,利用割补法计算出,,结合构造方程,求解出的值.
【详解】(1)解:将点代入,得,
,
解得,
∴直线,
联立直线与直线,得,
,
解得,
∴点的坐标为;
(2)解:①将代入,得,
∴点的坐标为,
∵是直线在第一象限内上的点,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴;
②如图,延长交轴于点,
∵点与点关于轴对称,
∴点的坐标为,
又∵点在轴上,
∴直线与直线关于轴对称,
∴点与点关于轴对称,
∴点的坐标为,
∴,,
∴,
将代入,得,
∴点的坐标为,,
,
,
,
,
∴,
∵在四边形内部,
∴,
∵,
∴,
解得.
题型2 一次函数与线段最值问题
【例2-1】(25-26八年级下·福建莆田·期中)如图,直线与x轴,y轴及直线分别交于点,B,C.
(1)求点B和点C的坐标;
(2)M为x轴上点A右侧一动点,以,为邻边作,连接,,
求的最小值.
【答案】(1)点B的坐标为,点C的坐标为
(2);
【分析】本题考查了一次函数解析式求解、平行四边形的性质、轴对称求最短路径、等腰直角三角形与全等三角形的综合应用,解题的关键是利用平行四边形性质转化线段,通过轴对称构造最短路径,结合等腰直角三角形构造全等三角形求解点的坐标.
(1)将点代入一次函数解析式求参数,再联立两直线方程求交点的坐标;
(2)由平行四边形性质将转化为,作点关于轴的对称点,利用两点之间线段最短求的最小值;
【详解】(1)解:由直线过点,得,解得,
则点的坐标为,
由,解得,则点的坐标为.
(2)解:由(1)得点是线段的中点,即,
由,得,,连接,则四边形是平行四边形,
于是,令点关于轴对称点为,连接,,
因此,当且仅当点,,三点共线时取等号,而,过点作轴于点,则,,,
所以的最小值为.
【例2-2】(2026·江苏泰州·模拟预测)在数学探究课上,老师给出如下定义:在平面直角坐标系中,对于任意两点称为P、Q两点间的“折线距离”,记作.
(1)已知点,则 ;
(2)已知点,若点D在直线上,且,求点D的坐标;
(3)已知点,点,若点P是线段上的一个动点,求(O为坐标原点)的最小值及此时点P的坐标.
【答案】(1)
(2)或
(3)最小为,此时
【分析】(1)充分理解题意,进行列式计算,即可作答.
(2)理解题意,先设,再得出,然后进行分类讨论计算,即可作答.
(3)先运用待定系数法进行求解线段的解析式:,再设,故,然后化简绝对值计算,即可作答.
【详解】(1)解:∵,
∴;
(2)解:依题意,设,
∵,且,
∴,
①当时,,
解得,
则,
∴;
②当时,,
解得,
此种情况不符合题意,舍去;
③当时,,
解得,
∴,
∴;
综上,或.
(3)解:依题意,设线段的解析式为
把点,点分别代入,
得,
解得,
∴线段的解析式:,
设,
则
∵
∴,
当时,最小为,
此时.
【变式2-1】(25-26八年级下·黑龙江大庆·期中)如图,已知直线分别与轴,轴交于两点,直线交于点.
(1)求两点的坐标;
(2)如图,点是线段的中点,连接,点是射线上一点,当,且时,在轴上找一点,使的值最小,求出点坐标.
【答案】(1),
(2)
【分析】()根据题意列方程即可得出结论;
()由()可得,求得,过点作轴于点,易证,则有,进而根据勾股定理可求解;作点关于轴的对称点,连接,根据轴对称的性质及两点之间线段最短可得即为的最小值,则与轴的交点即为点,进而求出的解析式,最后求解即可;
【详解】(1)解:∵直线分别与轴,轴交于两点,
令,得,故,
令,得,故;
(2)解:过点作轴于点,作点关于轴的对称点,连接,如图所示:
由轴对称的性质可得垂直平分,则有点到点的距离相等,再由两点之间线段最短可得即为的最小值,此时与轴的交点即为点,
由()可得,,
∴,
∵点是线段的中点,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴点与点重合,
∴点,则点,
设解析式为,
将,代入得
∴解析式为:
解得:
∴点,
设的解析式为,
则有:
解得:
∴解析式为,
令时,则,
解得:,
∴当为最小值时,点的坐标为;
【变式2-2】(25-26八年级下·重庆·期中)如图,在平面直角坐标系中,直线:与x轴,y轴分别交于A,B两点,直线与x轴负半轴交于点C,与y轴正半轴交于点D,直线和直线交于点,.
(1)如图1,请求出直线的解析式:
(2)如图2,点P是线段上一点(不与A,B重合),点M,N是直线上两动点(点M在点N的上方),且,点Q是x轴上一动点,连接,,.当四边形的面积为时,求的最小值;
【答案】(1)
(2)4
【分析】(1)先求出,,推导出,设直线解析式:,将,代入,求出,即可解答;
(2)先求出,连接,设,推导出,推导出是直角三角形,且,作点关于直线的对称点,连接,此时点在直线上,且点E为的中点,求出,过点作,交轴于点,求出直线的解析式为,推导出四边形为平行四边形,得到取得最小值为,此时点、、在同一直线上,且当轴,即点与点重合时,取得最小值,为,即可解答.
【详解】(1)解:在中,当时,,
解得,
,即,
又,
,
.
将点代入直线中,得
可得,
.
设直线解析式:,
将,代入中得:
,,
.
(2)解:在中,当时,,
∴,
连接,如图
设,
,
,
,
,
,
,
,
,
是直角三角形,且,
作点关于直线的对称点,连接,如图
此时点在直线上,且点E为的中点,
∴,即,
过点作,交轴于点,如图,设直线的解析式为,
将代入,得,解得
,
直线的解析式为,
当时,
,
∴,
,
,
四边形为平行四边形
,
∵取得最小值,
∴取得最小值为,此时点、、在同一直线上,且当轴,即点与点重合时,取得最小值,为.
【变式2-3】(25-26八年级下·河北秦皇岛·期中)一次函数,的图象如图1所示,其中一次函数的图象与x轴交于点A,与y轴交于点B,与一次函数的图象交于点C.
(1)求点A、B的坐标.
(2)求的面积.
(3)已知一次函数.
①当时,函数有最大值5,求m的值.
②当时,一次函数的图象如图2所示.设y为,,中的最大值,请直接写出y的最小值.
【答案】(1),
(2)
(3)①或;②y的最小值为
【分析】(1)在中,求出时的函数值和时的自变量的值即可得到答案;
(2)联立直线,求出交点C的坐标,再由三角形面积公式求解面积即可;
(3)①分类讨论,根据一次函数的性质求解即可;②先求出三条直线的交点坐标,再分类讨论,根据函数图象求解即可.
【详解】(1)解:在中,当时,,
当时,,
∴,;
(2)解:当时,解得,
此时,
∴,
∴
(3)解:①当时,随的增大而增大,
∵,
∴当时,函数取得最大值,则,解得;
当时,随着的增大而减小,
∵,
∴当时,函数取得最大值,则,解得;
综上,或;
②当时,一次函数解析式为,
联立,得,,
解得,
∴直线,的交点为;
同理可求直线,的交点为;直线,的交点为;
如图:
当时,,
∴,
∵,
∴当时,的最小值为;
当时,最大,
∴,
∵
∴当时,的最小值为;
当时,
∴,
∵,
∴当时,的最小值为;
综上:的最小值为.
题型3 一次函数与等腰三角形存在性问题
【例3】(25-26八年级下·上海·阶段检测)已知一次函数图像经过点,.
(1)求这个一次函数的表达式;
(2)直线上存在点,使,求点的坐标;
(3)点在轴上,且是以为腰的等腰三角形,直接写出点坐标.
【答案】(1)
(2)或
(3)或或
【分析】(1)设出一次函数解析式,将点和点代入解析式,求出k和b,从而得到一次函数解析式;
(2)根据点在直线上,设出点的坐标,再根据,求出点的坐标;
(3)根据点在轴上设出C点坐标,分类讨论以为腰的等腰三角形的两种情况,求出对应的点坐标.
【详解】(1)解:设一次函数的表达式为,将、代入得,解得,
.
(2)解:设点 ,
,
,
,
,,
,
即,
,
解得或,
当时,;
当时,,
∴点或.
(3)解:∵点在轴上,
∴设,
是以为腰的等腰三角形,
∴分两种情况:或,
当时,在Rt中,,,
根据勾股定理得,
,
∵点C可能在A点左侧,也可能在A点右侧,
∴点C的横坐标或,
或;
当时,在Rt和Rt中,,,
,
,
,
当时,点A和点C重合,不符合题意,
,
.
综上,点C的坐标为或或.
【点睛】本题考查了待定系数法求函数解析式、由三角形面积求点的坐标、等腰三角形的性质,解题关键是分类讨论和数形结合.
【变式3-1】(25-26八年级下·福建漳州·期中)如图1,在平面直角坐标系中,直线为与轴、轴分别交于点,点关于直线的对称点恰好落在轴正半轴上的点处.
(1)求点的坐标以及直线的解析式;
(2)如图2,延长交于点,连接、,判断与的位置关系,并加以说明;
(3)在平面直角坐标系中是否存在点在坐标轴上,使是以为腰的等腰三角形,若存在,直接写出点的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1),
(2),证明见解析
(3)点坐标为
【分析】(1)根据解析式求出点的坐标,根据轴对称以及勾股定理求出相关点的坐标,然后利用待定系数法求解;
(2)根据轴对称的性质得出相等的边和角,证明,得出相等的边,证明点的对称点为点,最后利用轴对称的性质证明;
(3)根据题意画出图形,利用等腰三角形的性质求解.
【详解】(1)解:当时,,
解得,
∴;
当时,,
∴,
∴,,
由勾股定理得,
∴,
假设直线的解析式为,
将,代入解析式得,
,
解得
∴直线的解析式为;
(2)解:,理由如下:
根据轴对称的性质可得,,
∴,
又∵,
∴,
∴,
∴,
即点的对称点为点,
∴,
又∵,
∴;
(3)解:如图所示,
当时,,∴;
当时,此时,点与点重合,∴;
当时,,∴;
当时,,∴;
当时,,∴;
当时,,∴;
综上,点坐标为.
【变式3-2】(25-26八年级下·福建泉州·期中)如图1,一次函数的图象与x轴、y轴分别相交于点和点.
(1)求一次函数的表达式.
(2)如图2,点C在线段上.将沿折叠,点O恰好落在直线上的点D处.求线段的长.
(3)若点P在y轴上,且是以为腰的等腰三角形,请直接写出点P的坐标.
【答案】(1)
(2)
(3)或或
【分析】(1)由待定系数法求解即可;
(2)先由勾股定理求解,然后根据折叠的性质以及等面积法求解即可;
(3)分两种情况讨论,画出图形,根据等腰三角形的性质求解即可.
【详解】(1)解:∵一次函数的图象与x轴、y轴分别相交于点和点.
∴
解得
∴一次函数的表达式为;
(2)解:∵和
∴
∵
∴,
∵翻折,
∴,
设,则,
∵
∴
解得
∴线段的长为;
(3)解:如图:
当时,∵
∴点的纵坐标为或
∴或
当时,由于,
则,
∴此时,
综上:当是以为腰的等腰三角形,点P的坐标为或或.
题型4 一次函数与直角三角形存在性问题
【例4】(25-26八年级下·四川资阳·期中)如图,在平面直角坐标系中,将一块等腰直角三角板斜靠在两坐标轴上放在第二象限,点C的坐标为.过B点的直线与的图象相交于E,过点B作轴,垂足为D,且B点横坐标为.
(1)求证:;
(2)求所在直线的函数关系式;
(3)在直线上是否存在点P,使是以为直角边的直角三角形?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)见解析
(2)
(3)存在,或
【分析】(1)根据,,可得,然后利用可证明;
(2)求出点的坐标,然后设出函数关系,代入求出所在直线的函数解析式;
(3)若以为直角边,点为直角顶点,求出直线与直线的交点即为点的坐标;若以为直角边,点为直角顶点,过点作,求出与直线的交点,即为.
【详解】(1)证明:,,
,
为等腰直角三角形,
,
在和中,
,
;
(2)解:∵,
∴,
点坐标为,
,
点横坐标为,
点坐标为,
设所在直线的函数关系式为,
,;
解得:,
所在直线的解析式为;
(3)解:存在.
若以为直角边,点为直角顶点,直线上有一点,使,
点为直线与直线的交点,
由题意得,,
解得:,
;
若以为直角边,点为直角顶点,直线有一点,使,
则过点作,交直线于点,
由(1)和(2)得:
,
,
∴直线的解析式为,
由题意得,,
解得:,
;
点坐标分别为或.
【变式4-1】(25-26八年级下·云南昆明·阶段检测)如图,已知一次函数的图象与y轴交于点A,一次函数的图象与轴交于点,且与轴以及一次函数的图象分别交于点,点的坐标为.
(1)关于的方程组的解为_______.
(2)求四边形的面积;
(3)在轴上是否存在点,使得以点为顶点的三角形是直角三角形?若存在,请求出点的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)4
(3)存在,或
【分析】(1)根据题目中的两个函数解析式可以求得点D的坐标、从而可以得到关于x、y的方程组的解;
(2)根据点D在一次函数上,可以求得b的值,然后即可求得点C和点B的坐标,再根据图形可知四边形的面积的面积的面积,代入数据即可解答本题;
(3)根据题意,画出相应的图形,可知有三种情况,然后分别进行讨论计算即可解答本题.
【详解】(1)解:∵点在一次函数上,
,
∴点D的坐标为,
∵一次函数的图象与一次函数的图象交于点D,
的解是,
∴关于x、y的方程组的解为;
(2)解:∵一次函数,
∴当时,,
∴点A的坐标为,
∵点D在一次函数上,
,得,
∴一次函数,
当时,,当时,,
∴点C的坐标为,点B的坐标为,
,
,
即四边形的面积是4;
(3)解:存在,
如图,当点E为直角顶点时,过点D作轴于,
,
;
当点C为直角顶点时,x轴上不存在点E;
当点D为直角顶点时,过点D作交x轴于点,
设,
,
,
,
,
在中,,
在中,,
在中,,
.
解得.
;
由上可得,点E坐标为或.
【变式4-2】(25-26八年级下·四川宜宾·期中)如图,在平面直角坐标系中,是坐标原点,直线与轴交于点,与轴交于点,与正比例函数交于点,点的横坐标为2.
(1)用待定系数法求直线的表达式:
(2)如图1,点为轴上一点,若,求点的坐标:
(3)如图2,点为线段上一点,连接,将沿直线翻折得到(点的对应点为点),交轴于点.若为直角三角形,请直接写出点的坐标.
【答案】(1)
(2)点M的坐标为或
(3)点N的坐标为或
【分析】(1)先求出点C的坐标,然后用待定系数法求出一次函数解析式即可;
(2)设点M的坐标,先求出点,得出,求出,根据列出关于m的方程,解方程即可;
(3)分两种情况,或,分别画出图形,利用勾股定理,求出点N的坐标即可.
【详解】(1)解:正比例函数经过点C,点C的横坐标为2,
当时,得:,
∴,
∵直线与轴交于点,与轴交于点,与正比例函数交于点,
设直线的表达式为,
将点和点的坐标分别代入得:
,
解得:,
∴直线的表达式为;
(2)解:设点M的坐标,
当时,得:,
解得:,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
解得:或,
∴点M的坐标为或;
(3)解:点N的坐标为或.理由如下:
当时,过点C作轴于点M,过点D作交延长线于点F,如图3,
∵,,
∴,
设点,则,,
根据折叠可得:,,
∵,
∴,四边形是矩形,
∴,,
∴,
在中,由勾股定理得:,
即,
解得:或(不合题意,舍去),
∴此时点N的坐标为;
当时,如图4,
设点,则,,
根据折叠可得:,,
∵,
∴轴,
∴,,
∴,,
在中,由勾股定理得:,
即,
解得:,
∴此时点N的坐标为:;
综上所述,点N的坐标为或.
题型5 一次函数与等腰直角三角形存在性问题
【例5】(25-26八年级下·广东江门·期中)如图,在平面直角坐标系中,一次函数的图象与轴交于点,与轴交于点,且与正比例函数的图象交于点.
(1)求正比例函数与一次函数的解析式;
(2)点是轴上一点,且的面积是的面积的倍,求点的坐标;
(3)若点在第二象限,且是以为直角边的等腰直角三角形,请直接写出点的坐标.
【答案】(1)正比例函数的解析式为,一次函数的解析式为
(2)或
(3)或
【分析】()利用待定系数法解答即可;
()由一次函数解析式得,即得,设点,则,,可得,进而得到,解方程求出的值即可求解;
()分和两种情况,分别画出图形,利用全等三角形的判定和性质解答即可求解.
【详解】(1)解:把点代入正比例函数,得,
∴,
∴正比例函数的解析式为,
把和代入一次函数,
得,
解得,
∴一次函数的解析式为;
(2)解:把代入,得,
∴,
∴,
∴,
设点,则,,
∴,
∵的面积是的面积的倍,
∴,
解得或,
∴点的坐标为或;
(3)解:当时,如图,过点作轴于点,则,
∴,
∵,
∴,
∴ ,
又∵,
∴,
∴ ,,
∴,
∴;
当时,如图,过点作轴于点,则,
同理可证,
∴,,
∴,
∴;
综上,点的坐标为或.
【变式5-1】(25-26八年级下·黑龙江大庆·期中)如图,在平面直角坐标系中,直线交轴于点,交轴于点.直线交直线于点,交轴于点,点是直线上一动点,且在点的上方,设.
(1)求直线的表达式;
(2)求的面积(用含n的代数式表示);
(3)当时,在第一象限内找一点,使为等腰直角三角形,请直接写出点的坐标.
【答案】(1)
(2)
(3)点的坐标为或或
【分析】(1)把A的坐标代入直线的解析式,即可;
(2)求出,,进而可求三角形的面积;
(3)由可求出点P的坐标,然后分三种情况讨论:若;若;若;分别求解即可.
【详解】(1)解:∵经过,
∴,
∴直线的解析式是;
(2)解:当时,,解得,
∴点.
∴,
∵平行于y轴的直线交于点D,,
∴当时,,
∴,
过点A作,垂足为M,则有,
∵时,,P在点D的上方,
∴,
∴;
(3)解:∵,
∴,解得,
∴点.
根据题意得:,,
∴,
∴.
若,过点C作于点N,如图,
∵,
∴.
又∵,
∴,
∴,
∴,
∴;
若,如图,过点C作轴于点F.
∵,
∴.
又∵,
∴.
∴,
∴,
∴;
若,如图,
∴,
∵
∴,
∴,
∴;
∴点C的坐标是或或.
【变式5-2】(25-26八年级下·海南海口·期中)如图,平面直角坐标系中,直线交轴于点,交轴于点.
(1)求直线的表达式和点的坐标;
(2)直线垂直平分交于点,交轴于点,点是直线上一动点,且在点的上方,设点的纵坐标为.
①用含的代数式表示的面积;
②当时,求点的坐标;
③在②的条件下,在平面直角坐标系中是否存在点,使得是以为直角顶点的等腰直角三角形?若存在,直接写出点的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)直线AB的函数表达式为:;点的坐标为
(2)①;②点的坐标为;③存在,点的坐标为或
【分析】(1)利用待定系数法即可求解解析式,再求解B的坐标即可;
(2)①由的长度结合直线的垂直平分,可求出,的长度,利用一次函数解析式求出点坐标,进而用含的式子表示点坐标,再利用面积公式即可求解;
②由①的结论,再建立方程求解即可;
③当点在点左边,当点在点右边,构造全等即可求解.
【详解】(1)解:将代入直线
得,
解得:,
∴直线AB的函数表达式为:,
当时,,
则点的坐标为:,
(2)解:①∵直线垂直平分,,
则,
当时,,
∴点的坐标为:,
∵点的坐标为:,
∴,
;
②当,
∴,
解得:,
∴点的坐标为;
③存在.
当点在点左边,如图,过点作轴,过点作轴,交于点,过点作轴,交于点,
∴
∵是等腰直角三角形,
∴,,
∴,
∴
在和中,
∴,
∴,
∴,
当点在点右边,如图,过点作,交直线于点,
∴
∵是等腰直角三角形,
∴,,
∴,
∴
在和中,
∴,
∴,
∴,
综上,点的坐标为或.
【变式5-3】(25-26八年级下·黑龙江大庆·期中)如图1,平面直角坐标系中,直线交轴于点,交轴正半轴于点,直线AC交轴负半轴于点,且.
(1)线段的长度为______,线段的长度为______.
(2)为线段(不含,两点)上一动点.
①如图2,过点作轴的平行线交线段于点,记四边形的面积为,点的横坐标为,当时,求的值.
②为线段延长线上一点,且,在直线上是否存在点,使得是以为直角边的等腰直角三角形?若存在,直接写出点的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1);
(2)①;②存在一点或,使是以为直角边的等腰直角三角形
【分析】(1)把代入一次函数解析式即可确定一次函数解析式为,得到,即可得出线段的长,由勾股定理确定,求出,即求得,在中,利用勾股定理即可得出的长;
(2)①设,利用待定系数法直线的解析式为,由,根据代入数值即可求出的值;
②当点在轴下方时,得到,设,过P点作直线轴,作,,根据全等三角形的判定定理可得:,得到,,再证明,得到,,求得,则,根据,得到,列出方程求出的值,即可得到点的坐标;当点在轴上方时,点与关于对称,得到点的坐标.
【详解】(1)解:∵
∴,
把代入得:,
一次函数解析式为,
令,得,
∴,则
在中,,,
,
∴,
∵,
∴,
∴,
在中,
;
(2)解:①设,
∴在线段上,
∴,
设直线的解析式为,代入,得:
,
∴,
∴,
又∵轴,则,
∴,
,
又∵,
∴得.
②如图所示,当点在轴下方时,
∵,
∴,
∴,
∵是以为直角边的等腰直角三角形,
当时,,,
设,
过P点作直线轴,作,,
∴,
∴,
在与中,
,
∴,
∴,,
∵,,
∴,
在与中,
,
∴,
∴,,
∴,作,则,
∵,
∴,
∴M在直线AB上,
∴
,
∴,
∴.
当点在轴上方时,如图所示:
点与关于对称,
则,即,
综上:存在一点或,使是以为直角边的等腰直角三角形.
题型6 一次函数与平行四边形存在性问题
【例6】(25-26八年级下·吉林长春·期中)如图①.直线分别与轴、轴交于两点,与直线交于点.
(1)求的值;
(2)求点的坐标;
(3)如图⑨,在平面直角坐标系中是否存在一点,使得以四个点为顶点的四边形能构成一个平行四边形,直接写出符合条件的点坐标.
【答案】(1)
(2),
(3)或或
【分析】(1)待定系数法求函数解析式;将代入,解方程即可;
(2)在中,分别令,,解方程即可得点坐标;
(3)以四个点为顶点构成一个平行四边形,分两种情况:①当以为边,由或,即可求得相应的点坐标,②当以为对角线,根据平行四边形对角线互相平分即可求解.
【详解】(1)解:将代入,
得:,
解得:.
(2)解:根据(1)可得直线,直线,
在中,令,得,
,
令,得,解得:,
.
(3)解:存在.
如图,①当以为边时,
,
,,
∵以为顶点的四边形是平行四边形,
∴,
∴;
或,
∴;
②当以为对角线时,
设对角线的交点为,则,
∴,即;
综上所述,符合条件的的坐标为:或或.
【变式6-1】(25-26八年级下·河南信阳·阶段检测)如图,直线:分别与轴、轴交于、两点,与直线:交于点.
(1)点坐标为________;
(2)在直线上有一点,过点作轴的平行线交直线于点,设点的横坐标为,当为何值时,以、、、为顶点的四边形是平行四边形;
(3)若在直线上有一点,使的面积为8,直接写出点的坐标________.
【答案】(1)
(2)或,
(3)或
【分析】(1)先根据点求出直线的解析式,再求出时,的值,由此即可得;
(2)先根据直线的解析式求出,再利用待定系数法求出直线的解析式,从而可得点,的坐标,则可得的长,然后根据平行四边形的判定可得,据此建立方程,解方程即可得;
(3)设点的坐标为.由点在直线上,求出或.再求出相应的的值,即可得出答案.
【详解】(1)解:将代入一次函数得:,解得,
点坐标为;
故答案为:;
(2)解:将代入直线得:,
,
,
将点代入直线得:
,
解得,
直线的解析式为,
由题意得:点的坐标为,点的坐标为,
,
,
要使以、、、为顶点四边形是平行四边形,则,
,
解得或,
当为或时,以、、、为顶点四边形是平行四边形;
(3)解:设点的坐标为.
∵点在直线上,
解得,
即或.
当时,,解得,此时点坐标为;
当时,,解得,此时点坐标为.
所以点的坐标为或.
【点睛】本题属于一次函数综合题,主要考查了一次函数的图像上点的坐标特征、平行四边形的判定等知识,熟练掌握一次函数的几何应用是解题关键.
【变式6-2】(25-26八年级下·陕西西安·期中)如图,在平面直角坐标系中,直线与x轴交于点A,与y轴交于点B,直线与直线关于y轴对称.
(1)求直线的表达式及C点坐标;
(2)将直线向右平移8个单位后与直线交于点D,E为直线上一动点,F为y轴上一动点,是否存在点E和点F,使得以A,C,E,F为顶点的四边形是以为边的平行四边形?若存在,求出点F的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1);
(2)或
【分析】(1)根据对称可得,设直线的解析式为: ,代入即可求解;
(2)根据题意得平移后解析式为:;再得点,即可求得直线解析式为:,根据A,C,E,F为顶点的四边形是以为边的平行四边形可得 ,即可求解.
【详解】(1)解:∵直线与x轴交于点A,与y轴交于点B,
∴,,
∵直线与直线关于y轴对称,
∴点与点A关于y轴对称,
∴,
∵直线过点与点B,设直线的解析式为:,
∴ ,解得,
∴直线的解析式为: ;
(2)解:存在
∵直线向右平移8个单位后与直线交于点D,
∴平移后解析式为:,
∵平移后的解析式与直线交于点D,
∴,解得,
∴点,
设直线解析式为:,
∴,解得,
∴直线解析式为:,
∵以A,C,E,F为顶点的四边形是以为边的平行四边形,E为直线上一动点,F为y轴上一动点,
∴ ,
设,则 ,
∴ ,解得:,
∴或.
题型7 一次函数与矩形存在性问题
【例7】(25-26八年级下·上海浦东新·开学考试)已知:在直角坐标系中,直线l经过点,,且与y轴交于点D,点B与点D关于原点对称,将线段沿射线的方向平移,当点C恰好落在y轴上的点D处时,点B落在点E处.
(1)求直线l的解析式;
(2)求平移过程中线段所扫过的面积;
(3)已知点F在x轴上,点G在坐标平面内,且以点C、E、F、G为顶点的四边形是矩形,求点F的坐标.
【答案】(1);
(2)平移过程中线段所扫过的面积为;
(3),,,;
【分析】(1)设直线l的解析式为,将点,代入求解即可得到答案;(2)根据解析式求出点D的坐标,再根据对称求出点B的坐标,再根据平移得到平行四边形,设出点E坐标,根据平移线段相等列式求解求出E点坐标,最后根据三角形面积即可求出答案;(3)设出点F的坐标,根据平行四边形的对角线互相平分求出点G的坐标,最后根据矩形对角线相等列式求解即可得到答案;
【详解】(1)解:设直线l的解析式为,将点,代入得,
,
解得:,
∴直线l的解析式为:;
(2)解:当时,
,
∴,
∵点B与点D关于原点对称,
∴,
∵线段沿射线的方向平移,点C恰好落在y轴上的点D处,点B落在点E处,
∴,且,
∴四边形是平行四边形,
设,
∵,,,
∴,
解得:,
∴,
∴,
∴平移过程中线段所扫过的面积为;
(3)解:设点F的坐标为,,
∵,,且以点C、E、F、G为顶点的四边形是矩形,
∴对角线互相平分且相等,
①当为对角线时,
,
解得: ,,
∴,
∴,
解得:,
∴,,
②当为对角线时,
,
解得: ,,
∴,
∴,
解得:,
∴,
③当为对角线时,
,
解得: ,,
∴,
∴,
解得:,
∴,
综上所述点F可能为:,,,.
【点睛】本题考查了求一次函数的解析式,一次函数的性质,矩形的性质,平移的性质,中心对称的性质,解题的关键是根据平移、对称的性质及平行四边形对角线互相平分表示出点的坐标,分类讨论的思想.
【变式7】(25-26八年级上·广东深圳·阶段检测)如图,已知直线:交y轴于点A,交x轴于点B,直线交x轴于点,请解答下列问题:
(1)点A的坐标为 ,点B的坐标为 ;
(2)如图1,作射线轴,交直线于点D,请说明:平分;
(3)点P为直线上的一个动点,连接,若,求点P的坐标;
(4)过C作直线l垂直于x轴,若M是直线l上的一个动点,在坐标平面内是否存在点N,使以A、B、M、N为顶点的四边形是矩形?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)见解析
(3)或
(4)存在;N或或或
【分析】(1)解方程可求得交点坐标;
(2)证明即可;
(3)利用等高三角形的面积比等于底的比进行计算即可;
(4)分为边和为对角线进行讨论计算即可.
【详解】(1)解:当时,
当时,,解得,
∴,
故答案为:;
(2)证明:设的解析式为,把代入得:,
解得
直线为
当时,
∴
∵
∴
在中,
∴,
∴
∴轴,
∴,
∴即平分;
(3)解:设,连接如下图:
由题意得:与同高
∴即
解得:
或;
(4)解:存在;若为矩形的一边,
直线的解析式为
设
当以为对角线时,如下图∶
∵四边形是矩形,
∴,与互相平分,
∴
∵,
∴,
解得,
∴,
∴,
当以为对角线时,同理可得,
若为对角线时,设,,
∵,,
∴的中点坐标为,,,
∴,
则
解得:,
∴或
∴或,
综上所述;N或或或.
【点睛】本题主要考查了一次函数的图像及性质,矩形的性质,熟练掌握一次函数的图像及性质以及矩形的性质是解题的关键.
题型8 一次函数与菱形存在性问题
【例8】(25-26八年级下·安徽阜阳·期中)如图,在平面直角坐标系中,点A,B分别在x轴、y轴上,线段的长()是方程组的解,点C是直线与直线的交点,点D在线段上,.
(1)求点C的坐标.
(2)求直线的函数解析式.
(3)P是直线上的点,在平面内是否存在点Q,使以O,A,P,Q为顶点的四边形是菱形?若存在,请写出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)存在,点Q的坐标为或或或.
【分析】(1)解二元一次方程组得到,,进而得到、的坐标,设直线的解析式为,利用待定系数法求出直线的解析式,再联立直线求解,即可求出点的坐标;
(2)设点的坐标为,结合求出点的坐标,再设直线的解析式为,利用待定系数法求解,即可解题;
(3)根据直线的解析式推出,再结合菱形的判定与性质分情况讨论当四边形为菱形时,,当四边形为菱形时,,当四边形为菱形时,当以,,,为顶点的四边形是以为对角线的菱形时,结合勾股定理,菱形性质,坐标与图形求解,即可解题.
【详解】(1)解:解方程组,得,
,
,
即.
设直线的解析式为,
则,解得,
直线的解析式为.
联立,解得,
点的坐标为.
(2)解:设点的坐标为,
,
,解得.
点在线段上,
,
.
设直线的解析式为,
把代入,
得,
解得,
直线的解析式为.
(3)解:存在.
直线的解析式为,
记直线与轴交于点,
.
如图,当四边形为菱形时,,
,
有,
设点的坐标为,
有,
解得,
得点的坐标为;
当四边形为菱形时,,由,
同理可得点的坐标为;
易知直线与轴的交点的坐标为,
,
当四边形为菱形时,点的坐标为;
易知当以,,,为顶点的四边形是以为对角线的菱形时,
由菱形对角线互相垂直平分可得,
点与点关于对称,且,
,
点的坐标为.
综上所述,以,,,为顶点的四边形是菱形时,点的坐标为或或或.
【变式8-1】(25-26八年级下·山东济南·期中)如图,在平面直角坐标系中,直线与轴交于点,与轴交于点,直线与直线交于点.
(1)点坐标为___________,点坐标为___________.
(2)将直线向下平移1个单位长度,交直线于,交轴于,求四边形的面积.
(3)若点为线段上一动点,在平面内是否存在点,使得以为顶点,且以为一边的四边形是菱形,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,或
【分析】(1)令,求解即得到直线与x轴交点A的坐标;联立两个一次函数解析式即可得到其交点P的坐标;
(2)先求出平移后的直线表达式,再求出交点的坐标以及的坐标,最后根据四边形的面积求解即可;
(3)分两种情况讨论,将菱形的存在性问题转化为等腰三角形的存在性问题,结合菱形的性质以及中点坐标公式即可求解.
【详解】(1)解:直线与x轴交于点A,
令,则,
解得,
点的坐标为,
直线与直线交于点P
令,
解得,
,
点的坐标为;
(2)解:如图,
由题意得,直线
当时,,解得
联立直线和直线表达式得,,
解得,
∴,
∵四边形的面积
∴四边形的面积
(3)解:存在,设点C的坐标为,设D点坐标为
当时,连接,对角线、交于点G,
四边形为菱形,
、互相垂直平分,
为、的中点,
,
,
,
整理得,,
则
解得或(舍),
,
点G坐标为,即
中点坐标为,
,
,
D点的坐标为;
当时,连接对角线、交于点H,
四边形为菱形,
、互相垂直平分,
为、的中点,
,
,
,
整理得,
解得或,
(舍去)或,
∴的中点
中点坐标为,
,
,
点的坐标为,
综上可知,D点坐标为或.
【变式8-2】(25-26八年级下·江苏苏州·期中)如图,矩形的顶点A、C分别在x、y轴的正半轴上,点B的坐标为,一次函数的图象与边分别交于点D、E,并且满足,点M是线段上的一个动点.
(1)①用含b的代数式表示线段的长度:________;________;
②直接写出b的值________;
(2)连接,若的面积与四边形的面积之比为,求点M的坐标;
(3)设点N是x轴上方平面内的一点,以A、M、E、N为顶点的四边形为菱形时,请求出点N的坐标.
【答案】(1)①,;②2
(2)
(3)点的坐标为或
【分析】(1)①先求出直线与轴交点,即可得到;②根据,可得点,将代入解析式,即可求解;
(2)由(1)知一次函数的解析式为,,,根据的面积与四边形的面积之比为,可得,,设点的横坐标为,则,即可求解;
(3)分两种情况:若以为对角线,得到菱形;若以为对角线,得到菱形讨论,结合图形,利用菱形的性质即可求解.
【详解】(1)解:①四边形是矩形,
轴,轴,
一次函数的图象与边、分别交于点、,并且满足,
当时,,
,
②点的坐标为,
,点的横坐标为,
,
点,
将点代入得:,
解得:;
(2)解:如图:
由(1)知:一次函数的解析式为:,,,
的面积与四边形的面积之比为,
,
,
,
设点的横坐标为,则,
即,
解得:,
将代入,得:,
;
(3)如图所示,若以为对角线,得到菱形,
则垂直平分,和关于轴对称,
,
点和的纵坐标均是,
将代入得:,
解得:,
点,
,
,
点;
如图所示,若以为对角线,得到菱形,则,线段与线段的中点重合,延长交轴于点,由轴得,轴,
设点的横坐标为,则纵坐标为,
,,,
,即
解得:(不能构成菱形,舍去)或,
将代入得:,
点,
菱形,
,
点,
综上所述,以、、、为顶点的四边形为菱形时,点的坐标为或.
【变式8-3】(25-26八年级下·上海青浦·期中)如图1,直线图象与y轴、x轴分别交于A、B两点,点C、D分别是射线、射线上一动点(点C与点A不重合),且.
(1)求点A、B坐标;
(2)点C、D在线段上时(不与端点重合),如图2,设点C的坐标为,的面积为S,用含m的代数式表示S,并写出m的取值范围;
(3)若E为坐标平面内的一点,当以O、B、D、E为顶点的四边形为菱形时,直接写出C的坐标.
【答案】(1),
(2)
(3)或或
【分析】(1)分别令,求解即可;
(2)取的中点,连接,证明为等边三角形,则,即可得到为等边三角形,那么,过点作于点,然后根据直角三角形的性质以及勾股定理求出,即可建立函数关系式;
(3)当以O、B、D、E为顶点的四边形为菱形时,则为等腰三角形,再分类讨论求解即可.
【详解】(1)解:对于,
当时,;
当时,,解得
∴,;
(2)解:∵,
∴
∴
取的中点,连接,
则
∴
∴为等边三角形,
∴,
∵,
∴为等边三角形,
∴
过点作于点
∴
∴
∴
∴
即;
(3)解:当以O、B、D、E为顶点的四边形为菱形时,则为等腰三角形,
当时,则,
∴,
∴;
当时,
∴
∴
∴为等边三角形,
∵为等边三角形,且点在射线上
∴点重合,
∴;
当时,连接交于点,
∴根据菱形可得,,
∵
∴
∴
∴
∴
∴,
综上:点C的坐标为或或.
题型9 一次函数与正方形存在性问题
【例9】(22-23八年级下·浙江金华·期中)如图1,在平面直角坐标系中,直线与直线交于点且分别交轴于点,其中的长是方程的两个实数根.
(1)求的值;
(2)如图2,为上一动点,作轴交于点,当以、、、为顶点的四边形为平行四边形时,求点坐标;
(3)如图3,平面内有一点与点关于轴对称,、分别为、上一动点(均不与重合),为平面内一点,问:是否存在点,使以为顶点的四边形为正方形?若存在,求点坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1),
(2)或
(3)存在,或
【分析】(1)通过解方程求出线段的长度,得到,则,分别代入直线与直线即可求解;
(2)设,则,用a表示出的长度,利用平行四边形的性质求解即可;
(3)分三种情况:①为对角线时,②为对角线时,③为对角线时,分别求解即可.
【详解】(1)解:解方程得:,
∴,
∴,
分别代入直线与直线得,
,
∴.
(2)解:设,则,
∴,
∵轴,以O、E、C、F为顶点的四边形为平行四边形,
∴,
∵直线与直线交于点C,
∴,
∴,
∴,
∴或,
∴E点坐标为或.
(3)解:存在,
∵点M与C点关于x轴对称,,
∴,
设,分三种情况:
①为对角线时,如图,过点Q作轴于N,过点P作轴于L,
∵四边形是正方形,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵P为直线上一动点(均不与C重合),
∴,解得:,
∴,与C重合,不合题意;
∴此种情况不存在;
②为对角线时,如图,过点Q作轴于N,过点P作轴于H,交于L,
同理得,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵P为直线上一动点(均不与C重合),
∴,解得,
∴,与C重合,不合题意;
③为对角线时,如图5,过点P作轴,过点M作于N,过点Q作于L,
同理得,
设,
∴,
∴,解得:,
∴;
如图6,过点P作轴,过点M作于N,过点Q作于L,
同理得,
设,
∴,
∴,解得:,
∴;
综上所述,存在,Q点坐标为或.
【变式9】(23-24八年级下·重庆·阶段检测)如图,在平面直角坐标系中,直线与轴交于点A,与轴交于点B,直线与轴交于点,与轴交于点,,.
(1)求直线的解析式;
(2)连接,点为直线上一动点,若有,请求出点坐标,
(3)点为直线上一动点,点为轴上一动点,请问在平面直角坐标系中是否存在点,使得以点、、、为顶点的四边形是以为边的正方形?若存在,请直接写出点K的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)或
(3)或或或
【分析】(1)待定系数法求直线的解析式;
(2)利用割补思想, 问题转化为的面积,分两种情况讨论,点Q在延长线上和点Q在延长线上;
(3)利用分类讨论的思想,然后将正方形的存在性问题转化为构造“一线三等角”的全等,利用全等三角形的性质,得出对应边相等,建立等量关系.
【详解】(1)解:(1)当时,,
.
当时,,,
.
,
,
.
,
,
.
设直线的解析式为,
则,解得:,
;
(2)解:设 ,
∵,
∴,而
①点Q在延长线上时,则,
∴,Q在x轴上方,
解得:,
∴,
解得:,
∴ ;
②点Q在延长线上时,则,
∴,Q在x轴下方,
解得:,
∴,
解得:,
∴ ,
综上所述,点Q的坐标为或.
(3)存在,理由:设点,
①当时,
如图,作于点,作于点.
.
∵正方形,
.
,,
,
,
.
,
解得或,
或.
当时,同理,,
∴,,
∴,
∴
当时,同理可求
②当时,如图过点作,作于点,作于点.
同理可证:,
,.
设
,,
解得:或0或(舍)
或.
当时,同理:,
∴,
∴,
当,同理可求.
综上所述,点K的坐标为或或或.
【点睛】本题考查了一次函数与几何综合,全等三角形的判定与性质,坐标与图形的性质,数形结合以及分类讨论是解决本题的关键.
题型10 一次函数与角度存在性问题
【例10】(2026·河北邢台·二模)如图,在平面直角坐标系中,点,,直线与直线交于点,与轴交于点.
(1)求直线的函数表达式;
(2)点是直线上一点,若,求点坐标.
【答案】(1)
(2)或
【分析】(1)利用待定系数法求函数表达式即可;
(2)分在直线右侧和在直线左侧两种情况进行求解.
【详解】(1)解:设直线的函数表达式,
,解得,
则直线的函数表达式;
(2)解:当在直线右侧时,
,
,又,
所以点的横坐标为,
时,,
此时;
当在直线左侧时,设直线与轴交于点,
,
,设,
又,,
,则,
在中,,
即,解得,则,
设直线的解析式为,
,解得,
则直线的解析式为,
,解得,
则;
综上,或.
【变式10-1】(25-26八年级下·河南周口·期中)综合与实践
如图,在平面直角坐标系中,一次函数的图象分别交x轴、y轴于点,B,一次函数的图象经过点B,与x轴交于点.
(1)求直线的解析式.
(2)如图2,D为线段上的动点,连接.
①当点D的纵坐标比横坐标的大7时,求的面积.
②若点D的横坐标为,E是直线上一点,且,请直接写出点E的坐标.
【答案】(1)
(2)①;②点E的坐标为或
【分析】(1)先求出的值,进而求出点的坐标,待定系数法求出函数解析式即可;
(2)①设出D点坐标,根据点D的纵坐标比横坐标的大7,列出方程进行求解,再利用分割法求出三角形的面积即可;②如图,点E的位置满足,过点D作交直线于点,过点D作轴交x轴于点F,分别过点,E作于点G,于点H,证明,设点,进而求出点的坐标,代入函数解析式,进行求解即可.
【详解】(1)解:∵一次函数的图象经过点,
∴,解得,
∴,
∴当时,
∴.
∵,
∴将点A,B的坐标代入,得,
解得,
∴直线的解析式为.
(2)解:①设点.
∵点D的纵坐标比横坐标的大7,
∴,解得,
∴点.
∵,,
∴,
∴.
②点E的坐标为或.
如图,点E的位置满足,过点D作交直线于点,过点D作轴交x轴于点F,分别过点,E作于点G,于点H.
∵点D的横坐标为,
∴,
∵,,
∴,
∴,点均为所求.
∵,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,.
设点,
∴,,
∴点的横坐标为,纵坐标为,
∴,代入直线中得,
∴,
∴点E的坐标为或.
【变式10-2】(25-26八年级下·重庆·期中)直线经过点,点.过点的直线交直线于点D,交y轴于点E.
(1)求直线表达式;
(2)点M为y轴上一动点,的面积为5,求点M的坐标;
(3)连结,点G是直线上一点,且满足,求点G的坐标.
【答案】(1)
(2)
(3)或
【分析】(1)由待定系数法求解即可;
(2)先求出交点的坐标,再根据求解即可;
(3)分两种情况进行讨论,通过构造等腰直角三角形,再构造“一线三等角”的全等三角形求解即可.
【详解】(1)解:设直线表达式为,
代入点,得,,
解得,
∴直线表达式为;
(2)解:如图,
联立直线与得,,
解得,
∴,
对于直线,当时,,
∴,
∵,
∴,
,
,
解得,
当点M在点E上方时,;当点M在点E下方时,此时点M位于y轴负半轴;
∴;
(3)解:当点在上方时,过点作轴的对称点,记为点,则,,
∵,
∴,
∵点,点,
∴,
∵,
∴,
∴,
过点作交的延长线于点,则为等腰直角三角形,
∴,
过点作轴于点,则,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
设直线,
则,
解得,
∴直线,
联立直线与得,,
解得,
∴;
当点在下方时,
∵,,
∴,
过点作交延长线于点,则为等腰直角三角形,
∴,
过点作轴于点,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,,
∴,
∴,
同理可求直线,
再与直线联立可得,,
解得,
∴,
综上:点G的坐标为或.
【变式10-3】(25-26八年级下·四川成都·期中)在平面直角坐标系中,已知直线分别与轴和轴交于两点,直线分别与轴和轴交于两点,与交于点,其中点为且.
(1)求直线的解析式;
(2)将点沿水平方向平移个单位至轴,连接,当时,求平移的距离的值:
(3)已知点为轴上的一个动点,若,请求出的坐标.
【答案】(1)
(2)或
(3)或
【分析】(1)先求得,根据得出,再待定系数法求解析式,即可;
(2)分在的两侧分类讨论,当点在的右侧时,取点,连接,,根据,得出,得出直线的解析式为,进而令,求得点,即可求得平移距离;当点在的左侧时,同理取点,则,同理可得,即可求解;
(3)联立直线解析式,得出,当在的左侧时,结合已知得出,进而根据勾股定理建立方程,解方程,即可求解;当在的右侧时,作关于直线的对称点,连接,则,,求得直线的解析式为,令,即可求解.
【详解】(1)解:∵直线分别与轴和轴交于两点,
当时,,当时,,
∴,
∴
∵
∴
将,代入得
解得:
∴直线的解析式为;
(2)解:当点在的右侧时,
如图,取点,连接,,
∵,,,则
∴
∵
∴
设直线的解析式为,代入
∴
解得:
∴直线的解析式为
当时,
解得:
∴
∴,
当点在的左侧时,同理取点,则,
同理可得的解析式为,
当时,,则,
∴;
综上,或;
(3)解:联立
解得:
∴
设
如图,当在的左侧时,
由(1)可得,,
∴,
∴是等腰直角三角形,
∴
∵
即
又∵
∴
∵
∴,则
∴
∴
解得:
∴
当在的右侧时,作关于直线的对称点,连接,则,
∴,则
∴
设直线的解析式为代入,
∴
解得:
∴直线的解析式为
当时,
解得:
∴
综上所述,或
1
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专题23.1 一次函数与几何综合问题
【10大题型攻坚】
【题型1 一次函数与面积问题】..............................................................................................................1
【题型2 一次函数与线段最值问题】......................................................................................................3
【题型3 一次函数与等腰三角形存在性问题】......................................................................................5
【题型4 一次函数与直角三角形存在性问题】......................................................................................7
【题型5 一次函数与等腰直角三角形存在性问题】..............................................................................8
【题型6 一次函数与平行四边形存在性问题】....................................................................................10
【题型7 一次函数与矩形存在性问题】................................................................................................11
【题型8 一次函数与菱形存在性问题】................................................................................................12
【题型9 一次函数与正方形存在性问题】............................................................................................14
【题型10 一次函数与角度存在性问题】..............................................................................................15
题型1 一次函数与面积问题
【例1-1】(25-26八年级下·广东中山·期中)如图,在平面直角坐标系中,一次函数的图像与坐标轴分别交于,两点,已知,且.
(1)求一次函数的表达式;
(2)当轴上有一点,使得△ABC的面积为10,求点的坐标.
【例1-2】(2026·江苏南通·一模)已知,一次函数与分别与x轴相交于点A和点D,与y轴相交于点B和点C,两直线相交于点E,连接.
(1)求点E的坐标;
(2)点F是线段上一点,且线段把的面积分成两部分,请求出符合条件的点F的坐标.
【变式1-1】(25-26八年级下·广东梅州·期中)如图,已知直线交x轴于点,交y轴于点B,直线交x轴于点D,与直线相交于点.
(1)求m的值与直线的函数解析式;
(2)根据图象,直接写出关于x的不等式的解集;
(3)求四边形的面积.
【变式1-2】(25-26八年级下·内蒙古呼和浩特·期中)如图,在平面直角坐标系中,过的直线与直线相交于点.
(1)求直线的解析式.
(2)求的面积.
(3)在轴上找一点,使的面积是的面积的时,求出这时点的坐标.
【变式1-3】(25-26八年级下·辽宁大连·期中)如图在平面直角坐标系中,直线 与x轴交于点A,直线 与x轴交于点B,与y轴交于点C.直线与直线交于点.
(1)求,的值;
(2)求的面积;
(3)直线上存在一点E使,求点的坐标;
【变式1-4】(25-26八年级下·上海青浦·期中)如图,直线与轴、轴分别相交于点,.直线与轴相交于点.两条直线相交于点.
(1)的值为_____.点的坐标为_____.
(2)如图,是直线在第一象限内的点,连接、,且的面积为.
①求与之间的关系式,并写出的取值范围.
②点关于轴的对称点为点,连接,.若直线恰好将四边形分为两部分,且满足,求此时的值.
题型2 一次函数与线段最值问题
【例2-1】(25-26八年级下·福建莆田·期中)如图,直线与x轴,y轴及直线分别交于点,B,C.
(1)求点B和点C的坐标;
(2)M为x轴上点A右侧一动点,以,为邻边作,连接,,
求的最小值.
【例2-2】(2026·江苏泰州·模拟预测)在数学探究课上,老师给出如下定义:在平面直角坐标系中,对于任意两点称为P、Q两点间的“折线距离”,记作.
(1)已知点,则 ;
(2)已知点,若点D在直线上,且,求点D的坐标;
(3)已知点,点,若点P是线段上的一个动点,求(O为坐标原点)的最小值及此时点P的坐标.
【变式2-1】(25-26八年级下·黑龙江大庆·期中)如图,已知直线分别与轴,轴交于两点,直线交于点.
(1)求两点的坐标;
(2)如图,点是线段的中点,连接,点是射线上一点,当,且时,在轴上找一点,使的值最小,求出点坐标.
【变式2-2】(25-26八年级下·重庆·期中)如图,在平面直角坐标系中,直线:与x轴,y轴分别交于A,B两点,直线与x轴负半轴交于点C,与y轴正半轴交于点D,直线和直线交于点,.
(1)如图1,请求出直线的解析式:
(2)如图2,点P是线段上一点(不与A,B重合),点M,N是直线上两动点(点M在点N的上方),且,点Q是x轴上一动点,连接,,.当四边形的面积为时,求的最小值;
【变式2-3】(25-26八年级下·河北秦皇岛·期中)一次函数,的图象如图1所示,其中一次函数的图象与x轴交于点A,与y轴交于点B,与一次函数的图象交于点C.
(1)求点A、B的坐标.
(2)求的面积.
(3)已知一次函数.
①当时,函数有最大值5,求m的值.
②当时,一次函数的图象如图2所示.设y为,,中的最大值,请直接写出y的最小值.
题型3 一次函数与等腰三角形存在性问题
【例3】(25-26八年级下·上海·阶段检测)已知一次函数图像经过点,.
(1)求这个一次函数的表达式;
(2)直线上存在点,使,求点的坐标;
(3)点在轴上,且△ABC是以为腰的等腰三角形,直接写出点坐标.
【变式3-1】(25-26八年级下·福建漳州·期中)如图1,在平面直角坐标系中,直线为与轴、轴分别交于点,点关于直线的对称点恰好落在轴正半轴上的点处.
(1)求点的坐标以及直线的解析式;
(2)如图2,延长交于点,连接、,判断与的位置关系,并加以说明;
(3)在平面直角坐标系中是否存在点在坐标轴上,使是以为腰的等腰三角形,若存在,直接写出点的坐标;若不存在,请说明理由.
【变式3-2】(25-26八年级下·福建泉州·期中)如图1,一次函数的图象与x轴、y轴分别相交于点和点.
(1)求一次函数的表达式.
(2)如图2,点C在线段上.将沿折叠,点O恰好落在直线上的点D处.求线段的长.
(3)若点P在y轴上,且是以为腰的等腰三角形,请直接写出点P的坐标.
题型4 一次函数与直角三角形存在性问题
【例4】(25-26八年级下·四川资阳·期中)如图,在平面直角坐标系中,将一块等腰直角三角板斜靠在两坐标轴上放在第二象限,点C的坐标为.过B点的直线与的图象相交于E,过点B作轴,垂足为D,且B点横坐标为.
(1)求证:;
(2)求所在直线的函数关系式;
(3)在直线上是否存在点P,使是以为直角边的直角三角形?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
【变式4-1】(25-26八年级下·云南昆明·阶段检测)如图,已知一次函数的图象与y轴交于点A,一次函数的图象与轴交于点,且与轴以及一次函数的图象分别交于点,点的坐标为.
(1)关于的方程组的解为_______.
(2)求四边形的面积;
(3)在轴上是否存在点,使得以点为顶点的三角形是直角三角形?若存在,请求出点的坐标;若不存在,请说明理由.
【变式4-2】(25-26八年级下·四川宜宾·期中)如图,在平面直角坐标系中,是坐标原点,直线与轴交于点,与轴交于点,与正比例函数交于点,点的横坐标为2.
(1)用待定系数法求直线的表达式:
(2)如图1,点为轴上一点,若,求点的坐标:
(3)如图2,点为线段上一点,连接,将沿直线翻折得到(点的对应点为点),交轴于点.若为直角三角形,请直接写出点的坐标.
题型5 一次函数与等腰直角三角形存在性问题
【例5】(25-26八年级下·广东江门·期中)如图,在平面直角坐标系中,一次函数的图象与轴交于点,与轴交于点,且与正比例函数的图象交于点.
(1)求正比例函数与一次函数的解析式;
(2)点是轴上一点,且的面积是的面积的倍,求点的坐标;
(3)若点在第二象限,且是以为直角边的等腰直角三角形,请直接写出点的坐标.
【变式5-1】(25-26八年级下·黑龙江大庆·期中)如图,在平面直角坐标系中,直线交轴于点,交轴于点.直线交直线于点,交轴于点,点是直线上一动点,且在点的上方,设.
(1)求直线的表达式;
(2)求的面积(用含n的代数式表示);
(3)当时,在第一象限内找一点,使为等腰直角三角形,请直接写出点的坐标.
【变式5-2】(25-26八年级下·海南海口·期中)如图,平面直角坐标系中,直线交轴于点,交轴于点.
(1)求直线的表达式和点的坐标;
(2)直线垂直平分交于点,交轴于点,点是直线上一动点,且在点的上方,设点的纵坐标为.
①用含的代数式表示的面积;
②当时,求点的坐标;
③在②的条件下,在平面直角坐标系中是否存在点,使得是以为直角顶点的等腰直角三角形?若存在,直接写出点的坐标;若不存在,请说明理由.
【变式5-3】(25-26八年级下·黑龙江大庆·期中)如图1,平面直角坐标系中,直线交轴于点,交轴正半轴于点,直线AC交轴负半轴于点,且.
(1)线段的长度为______,线段的长度为______.
(2)为线段(不含,两点)上一动点.
①如图2,过点作轴的平行线交线段于点,记四边形的面积为,点的横坐标为,当时,求的值.
②为线段延长线上一点,且,在直线上是否存在点,使得是以为直角边的等腰直角三角形?若存在,直接写出点的坐标;若不存在,请说明理由.
题型6 一次函数与平行四边形存在性问题
【例6】(25-26八年级下·吉林长春·期中)如图①.直线分别与轴、轴交于两点,与直线交于点.
(1)求的值;
(2)求点的坐标;
(3)如图⑨,在平面直角坐标系中是否存在一点,使得以四个点为顶点的四边形能构成一个平行四边形,直接写出符合条件的点坐标.
【变式6-1】(25-26八年级下·河南信阳·阶段检测)如图,直线:分别与轴、轴交于、两点,与直线:交于点.
(1)点坐标为________;
(2)在直线上有一点,过点作轴的平行线交直线于点,设点的横坐标为,当为何值时,以、、、为顶点的四边形是平行四边形;
(3)若在直线上有一点,使的面积为8,直接写出点的坐标________.
【变式6-2】(25-26八年级下·陕西西安·期中)如图,在平面直角坐标系中,直线与x轴交于点A,与y轴交于点B,直线与直线关于y轴对称.
(1)求直线的表达式及C点坐标;
(2)将直线向右平移8个单位后与直线交于点D,E为直线上一动点,F为y轴上一动点,是否存在点E和点F,使得以A,C,E,F为顶点的四边形是以为边的平行四边形?若存在,求出点F的坐标;若不存在,请说明理由.
题型7 一次函数与矩形存在性问题
【例7】(25-26八年级下·上海浦东新·开学考试)已知:在直角坐标系中,直线l经过点,,且与y轴交于点D,点B与点D关于原点对称,将线段沿射线的方向平移,当点C恰好落在y轴上的点D处时,点B落在点E处.
(1)求直线l的解析式;
(2)求平移过程中线段所扫过的面积;
(3)已知点F在x轴上,点G在坐标平面内,且以点C、E、F、G为顶点的四边形是矩形,求点F的坐标.
【变式7】(25-26八年级上·广东深圳·阶段检测)如图,已知直线:交y轴于点A,交x轴于点B,直线交x轴于点,请解答下列问题:
(1)点A的坐标为 ,点B的坐标为 ;
(2)如图1,作射线轴,交直线于点D,请说明:平分;
(3)点P为直线上的一个动点,连接,若,求点P的坐标;
(4)过C作直线l垂直于x轴,若M是直线l上的一个动点,在坐标平面内是否存在点N,使以A、B、M、N为顶点的四边形是矩形?若存在,请直接写出点N的坐标;若不存在,请说明理由.
题型8 一次函数与菱形存在性问题
【例8】(25-26八年级下·安徽阜阳·期中)如图,在平面直角坐标系中,点A,B分别在x轴、y轴上,线段的长()是方程组的解,点C是直线与直线的交点,点D在线段上,.
(1)求点C的坐标.
(2)求直线的函数解析式.
(3)P是直线上的点,在平面内是否存在点Q,使以O,A,P,Q为顶点的四边形是菱形?若存在,请写出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
【变式8-1】(25-26八年级下·山东济南·期中)如图,在平面直角坐标系中,直线与轴交于点,与轴交于点,直线与直线交于点.
(1)点坐标为___________,点坐标为___________.
(2)将直线向下平移1个单位长度,交直线于,交轴于,求四边形的面积.
(3)若点为线段上一动点,在平面内是否存在点,使得以为顶点,且以为一边的四边形是菱形,若存在,请直接写出点的坐标,若不存在,请说明理由.
【变式8-2】(25-26八年级下·江苏苏州·期中)如图,矩形的顶点A、C分别在x、y轴的正半轴上,点B的坐标为,一次函数的图象与边分别交于点D、E,并且满足,点M是线段上的一个动点.
(1)①用含b的代数式表示线段的长度:________;________;
②直接写出b的值________;
(2)连接,若的面积与四边形的面积之比为,求点M的坐标;
(3)设点N是x轴上方平面内的一点,以A、M、E、N为顶点的四边形为菱形时,请求出点N的坐标.
【变式8-3】(25-26八年级下·上海青浦·期中)如图1,直线图象与y轴、x轴分别交于A、B两点,点C、D分别是射线、射线上一动点(点C与点A不重合),且.
(1)求点A、B坐标;
(2)点C、D在线段上时(不与端点重合),如图2,设点C的坐标为,的面积为S,用含m的代数式表示S,并写出m的取值范围;
(3)若E为坐标平面内的一点,当以O、B、D、E为顶点的四边形为菱形时,直接写出C的坐标.
题型9 一次函数与正方形存在性问题
【例9】(22-23八年级下·浙江金华·期中)如图1,在平面直角坐标系中,直线与直线交于点且分别交轴于点,其中的长是方程的两个实数根.
(1)求的值;
(2)如图2,为上一动点,作轴交于点,当以、、、为顶点的四边形为平行四边形时,求点坐标;
(3)如图3,平面内有一点与点关于轴对称,、分别为、上一动点(均不与重合),为平面内一点,问:是否存在点,使以为顶点的四边形为正方形?若存在,求点坐标;若不存在,请说明理由.
【变式9】(23-24八年级下·重庆·阶段检测)如图,在平面直角坐标系中,直线与轴交于点A,与轴交于点B,直线与轴交于点,与轴交于点,,.
(1)求直线的解析式;
(2)连接,点为直线上一动点,若有,请求出点坐标,
(3)点为直线上一动点,点为轴上一动点,请问在平面直角坐标系中是否存在点,使得以点、、、为顶点的四边形是以为边的正方形?若存在,请直接写出点K的坐标;若不存在,请说明理由.
题型10 一次函数与角度存在性问题
【例10】(2026·河北邢台·二模)如图,在平面直角坐标系中,点,,直线与直线交于点,与轴交于点.
(1)求直线的函数表达式;
(2)点是直线上一点,若,求点坐标.
【变式10-1】(25-26八年级下·河南周口·期中)综合与实践
如图,在平面直角坐标系中,一次函数的图象分别交x轴、y轴于点,B,一次函数的图象经过点B,与x轴交于点.
(1)求直线的解析式.
(2)如图2,D为线段上的动点,连接.
①当点D的纵坐标比横坐标的大7时,求的面积.
②若点D的横坐标为,E是直线上一点,且,请直接写出点E的坐标.
【变式10-2】(25-26八年级下·重庆·期中)直线经过点,点.过点的直线交直线于点D,交y轴于点E.
(1)求直线表达式;
(2)点M为y轴上一动点,△CDM的面积为5,求点M的坐标;
(3)连结,点G是直线上一点,且满足,求点G的坐标.
【变式10-3】(25-26八年级下·四川成都·期中)在平面直角坐标系中,已知直线分别与轴和轴交于两点,直线分别与轴和轴交于两点,与交于点,其中点为且.
(1)求直线的解析式;
(2)将点沿水平方向平移个单位至轴,连接,当时,求平移的距离的值:
(3)已知点为轴上的一个动点,若,请求出的坐标.
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