内容正文:
专题02 图形与坐标(期末复习讲义)
内 容 导 航
明·期中考情 把握命题趋势,明确备考路径
记·必备知识 梳理核心脉络,扫除知识盲区
破·重难题型 题型分类突破,方法技巧精讲
题型01 根据点到坐标轴的距离求坐标(含多解问题)
题型02 轴对称与平移的坐标变化(含折叠问题)
题型03 特殊四边形与坐标的综合(存在性问题)
题型04 图形变换与坐标规律探究(新定义/压轴倾向)
过·分层验收 阶梯实战演练,验收复习成效
核心考点
复习目标
考情规律
平面直角坐标系
知识掌握:准确记忆平面直角坐标系的构成要素(横轴、纵轴、原点、正方向),深刻理解“平面上的点与有序实数对一一对应”这一核心思想。
技能应用:能熟练根据点的位置求其坐标,反之亦然。掌握建立恰当平面直角坐标系的三种常用方法(以特殊线段所在直线为轴、以对称轴为轴、以已知点为原点),并能根据问题背景选择最简方案,使点的坐标表达简明。
思想渗透:初步体会数形结合思想,通过坐标建立几何图形与代数表达式之间的联系。
命题点: 常考“根据距离求坐标”(易漏解)、“建立坐标系求点坐标”。陷阱: 忽略“距离”是绝对值,导致符号错误;未分类讨论导致漏解。趋势: 结合网格图,考察点的坐标特征。
简单图形的坐标表示
知识体系:熟练掌握平行四边形、矩形、菱形、正方形的定义、性质定理与判定定理,清晰理解它们之间的包含与递进关系(如正方形兼具矩形和菱形的所有性质)。
坐标关联:能将特殊四边形的几何性质(如对边平行且相等、对角线互相平分等)转化为其顶点坐标之间的数量关系(如利用中点坐标公式、向量相等)。
综合能力:能够处理“特殊四边形的判定与性质综合题”,运用坐标法结合几何推理进行证明或计算。
命题点: “三定一动” 构成平行四边形。难点: 分类讨论(以哪条边为对角线/边)。技巧: 利用“中点坐标公式”或“向量相等”来简化计算,避免繁琐的几何证明。
轴对称和平移的坐标表示
规律记忆:准确记忆点关于x轴、y轴对称的坐标变化规律,以及点沿坐标轴方向平移后的坐标变化规律。
图形应用:能描述一个简单图形经过轴对称或平移变换后,其各顶点坐标的变化情况。能将坐标变化与几何变换的直观理解相结合。
综合联系:在“四边形中的折叠问题”中,能识别折叠本质是轴对称,并利用坐标变化规律(或全等性质)寻找等量关系。
命题点: 纯坐标变换计算、矩形/三角形折叠问题(求折痕或落点坐标)。易错: 混淆“关于x轴对称”与“关于y轴对称”的变号规则。压轴: 折叠问题中,利用勾股定理列方程求解线段
知识点01 求平面直角坐标系内点的坐标
(1)平面直角坐标系的定义:在平面内画两条互相垂直的数轴,其中一条叫横轴(x轴),另一条叫纵轴(y轴),它们的交点O是这两条数轴的原点.通常,横轴向右为正方向,纵轴向上为正方向,这样建立的两条数轴构成了平面直角坐标系.
(2)建立了平面直角坐标系后,平面上的点与有序实数对一一对应.
示例:
在平面直角坐标系中,已知点A在第二象限,且到x轴的距离为3,到y轴的距离为4,则点A的坐标为 (-4, 3)。
解析:第二象限内点的横坐标为负,纵坐标为正。“到x轴的距离”等于纵坐标的绝对值,“到y轴的距离”等于横坐标的绝对值。故由题意得 |x|=4, |y|=3,结合第二象限符号特征,得 x=-4, y=3。
易错点:
1. 忽略象限符号:最容易将第二象限的点错误写成(4,3)或(4,-3)等。必须牢记各象限内点的坐标符号特征(一象限(+,+);二象限(-,+);三象限(-,-);四象限(+,-))。
2. 距离与坐标关系混淆:“到x轴的距离”对应|纵坐标|,“到y轴的距离”对应|横坐标|,两者切勿颠倒。
3. 漏解:如果题目未明确指定象限,仅给出点到坐标轴的距离,则可能存在多个解(四个象限各一个)。例如,到x轴距离为2,到y轴距离为3的点有四个:(3,2), (-3,2), (-3,-2), (3,-2)。
知识点02 建立恰当的平面直角坐标系确定点的坐标
构建的平面直角坐标系不同,则点的坐标也不同,在建立平面直角坐标系时,应使点的坐标简明.
方法技巧:建立平面直角坐标系的常见方法
(1)以某些特殊的线段所在的直线为x轴或y轴(如高线、中线等).
(2)把对称图形的对称轴作为工轴或y轴.
(3)以某个已知点为原点建立平面直角坐标系。
易错点:
坐标系建立不当导致计算复杂:例如在上述示例中,若以点A为原点,AB为x轴建立坐标系,则B点坐标简单为(, 0),但C点坐标需要通过勾股定理和几何关系求解,表达式复杂(如(, )),增加了后续运算的难度和出错概率。应养成优先选择“让最多点落在坐标轴上或使图形关于坐标轴对称”的建系习惯。
忽略单位长度或方向:在建立坐标系时,必须明确标注x轴、y轴及正方向。在网格题或无网格题中,需根据已知线段长度合理确定单位长度,否则坐标数值会出错。
几何关系转化错误:在建系后,将几何条件(如等腰、直角、中点等)转化为坐标间的等量关系时出错。
知识点03 轴对称与坐标变化
一般地,在平面直角坐标系中,点(a,b)关于x轴的对称点的坐标为(a.-b),关于y轴的对称点的坐标为(-a,b).
示例:
已知点P(2, -3)关于x轴的对称点是点P₁,关于y轴的对称点是点P₂,则点P₁的坐标是 (2, 3),点P₂的坐标是 (-2, -3)。线段PP₂的长度为 4。
解析:直接套用规律:关于x轴对称,横坐标不变,纵坐标变号;关于y轴对称,纵坐标不变,横坐标变号。P(2,-3) → P₁(2,3);P(2,-3) → P₂(-2,-3)。线段PP₂的长度即横坐标之差的绝对值 |2 - (-2)| = 4。
易错点:
坐标变化规律记忆混淆:最常见的错误是将“关于y轴对称,横坐标变号”记成“纵坐标变号”。可以借助直观想象:关于y轴(竖直的线)对称,左右(横坐标)相反;关于x轴(水平的线)对称,上下(纵坐标)相反。
与平移规律混淆:轴对称是“关于某条线翻折”,坐标是“某不变,某变号”;平移是“沿着某个方向移动”,坐标是“某加减一个数”。两者原理不同,切勿混淆。
在折叠(轴对称)问题中找错对应点:在复杂的图形折叠问题中,必须仔细识别哪两个点折叠后重合,错误的对应对会导致后续列出的等量关系全部错误。
知识点04 平移与坐标变化
一般地,在平面直角坐标系中,将点(a,b)向右(或向左)平移k个单位长度,其像的坐标为(a+k,b)(或(a-k,b));将点(a,6)向上(或向下)平移k个单位长度,其像的坐标为(a,b+k)(或(a,b-k)).
示例:
将点A(-1, 5)先向左平移3个单位长度,再向下平移2个单位长度,得到点A‘;将点B(4, -2)先向上平移1个单位长度,再向右平移5个单位长度,得到点B‘。则点A‘的坐标为 (-4, 3),点B‘的坐标为 (9, -1),线段A‘B‘的中点坐标为 (2.5, 1)。
解析:左右平移改变横坐标,左减右加;上下平移改变纵坐标,下减上加。
A(-1,5) → 左移3:(-1-3,5)=(-4,5) → 下移2:(-4,5-2)=(-4,3)。
B(4,-2) → 上移1:(4,-2+1)=(4,-1) → 右移5:(4+5,-1)=(9,-1)。
中点坐标公式:((x₁+x₂)/2, (y₁+y₂)/2) = ((-4+9)/2, (3+(-1))/2) = (5/2, 1)。
易错点:
1. 平移方向与坐标运算对应错误:“左移”是横坐标“减”,“右移”是“加”;“下移”是纵坐标“减”,“上移”是“加”。口诀:“左减右加,下减上加”。
2. 连续平移时顺序出错:点的连续平移与顺序无关,结果相同。但图形(或函数)的平移有时与顺序有关,需注意题目语境。对于点的平移,可以分步计算,也可以合成一步:A(x,y) 向左平移a个单位,再向下平移b个单位,则 A‘(x-a, y-b)。
3. 与轴对称变化混淆:同知识点03易错点2。平移是整体移动,所有点按相同规则变化;轴对称是每个点单独关于对称轴作对称变换。
题型一 根据点到坐标轴的距离求坐标(含多解问题)
解|题|技|巧
题型特征:已知点P到x轴、y轴的距离,求点P的坐标。常因忽略象限符号或漏解而失分。
· 怎么想(破题思路):
1. 核心转化:牢记“距离”是绝对值。到x轴的距离 = |纵坐标|;到y轴的距离 = |横坐标|。
2. 分类讨论:题目未明确象限时,必须根据横、纵坐标的正负性,考虑四个象限的所有可能。
· 怎么做(步骤技巧):
1. 设坐标:设点P的坐标为 (x, y)。
2. 列方程:根据题意列出 |x| = a, |y| = b。
3. 求所有解:解出 x = ±a, y = ±b。
4. 组合配对:将所有可能的x、y值进行组合,得到 (±a, ±b) 共四组解。
5. 结合限制:若题目限定了象限(如“第二象限”),则根据象限符号特征(一(+,+)、二(-,+)、三(-,-)、四(+,-))筛选出唯一解。
易|错|点|拨
1. 坑1(符号错误):直接将距离当作坐标,忽略象限符号。对策:距离是绝对值,坐标有正负,必须结合象限判断符号。
2. 坑2(漏解):当题目只说“到x轴距离为m,到y轴距离为n”而未指定象限时,只写出一个解。对策:养成“距离→绝对值→分类讨论”的思维习惯,系统写出四组解。
3. 坑3(关系混淆):将“到x轴的距离”错误对应为横坐标。口诀:“到谁轴的距离,看谁坐标的绝对值”。
【典例1】(25-26八年级上·浙江绍兴·期末)在平面直角坐标系中,给出如下定义:点到轴,轴距离的较小值称为点的“短距”,点到轴,轴的距离相等时,称点为“等距点”.
(1)求点的“短距”.
(2)若点是“等距点”,求的值.
【答案】(1)1
(2)或
【分析】(1)根据新定义,进行判断即可;
(2)根据新定义,列出方程进行求解即可.
【详解】(1)解:点到轴的距离为,到轴的距离为1,,
∴点的“短距”为1;
(2)解:由题意,,
即:或,
解得或.
【变式1】(25-26七年级上·山东烟台·期末)在平面直角坐标系中,已知点P的坐标为.
(1)若点P在x轴上,求点P的坐标;
(2)若点P到两坐标轴的距离相等,求点P的坐标.
【答案】(1)
(2)或
【分析】(1)根据x轴上点的坐标特点求出a的值即可;
(2)根据点P到两坐标轴的距离相等列出关于a的方程,求出a的值即可.
本题主要考查了点的坐标,熟知坐标轴上点的坐标特点是解题的关键.
【详解】(1)解:由题意,得.
解得.
当时,.
所以,点P的坐标为.
(2)解:当时,
解得.
则.
此时,点P的坐标为.
当时,
解得.
则,.
此时,点P的坐标为.
所以,点P的坐标为或.
【变式2】(25-26八年级上·浙江绍兴·期末)已知在平面直角坐标系中,点的坐标为.
(1)若点在轴上,求点的坐标.
(2)若点到轴,轴的距离相等,求的值.
【答案】(1);
(2)或;
【分析】本题考查平面直角坐标系中点的坐标特征,结合点的位置特征列方程求解即可.
(1)考查轴上点的纵坐标为0的核心性质,关键是利用该性质列方程求出的值,再代入横坐标表达式得到点的坐标
(2)考查点到坐标轴距离的定义,点到轴的距离为纵坐标的绝对值,到轴的距离为横坐标的绝对值,根据距离相等可列出绝对值方程,再结合绝对值的性质分两种情况求解即可.
【详解】(1)解:∵点在轴上,
∴点的纵坐标为0,即,解得,
将代入,,
∴点的坐标为;
(2)解:∵点到轴、轴的距离相等,
∴,
根据绝对值的性质,分两种情况讨论:
情况一:,解得;
情况二:,解得;
综上,的值为1或9;
故答案为:或.
【变式3】(25-26八年级上·江苏盐城·期末)已知在平面直角坐标系中,点的坐标为.
(1)若点的坐标为且轴,求点的坐标;
(2)若点到两坐标轴的距离相等,求点的坐标.
【答案】(1)
(2)或
【分析】本题考查平面直角坐标系中点的坐标特征,涉及平行于坐标轴的直线上点的坐标规律,以及点到坐标轴距离的含义.
(1)关键是掌握平行于轴的直线上所有点的横坐标相等,据此列出关于的一元一次方程,求解后代入点的纵坐标表达式,即可得到点的坐标;
(2)理解“点到两坐标轴的距离相等”等价于“横坐标的绝对值等于纵坐标的绝对值”,即,分两种情况去掉绝对值符号,解一元一次方程得到的值,再代入计算点的坐标.
【详解】(1)解:轴,
点与点的横坐标相等,
即,解得,
将代入得,
点的坐标为;
(2)解:点到两坐标轴的距离相等,
,
分两种情况讨论:
①当时,解得,
将代入点的坐标表达式得;
②当时,解得,
将代入点的坐标表达式得;
综上,点的坐标为或.
题型二 轴对称与平移的坐标变化(含折叠问题)
解|题|技|巧
题型特征:求点关于坐标轴对称或平移后的坐标;在矩形折叠问题中,利用轴对称性质求长度。常因记忆混淆或找错对应点而失分。
怎么想(破题思路):
本质理解:轴对称是翻折,对应点连线被对称轴垂直平分;平移是整体移动,所有点变化规则一致。
折叠核心:图形折叠本质是轴对称变换。折叠前后对应部分全等(对应边相等、对应角相等)。
怎么做(步骤技巧):
轴对称:关于x轴对称:(x, y) → (x, -y)(横不变,纵变号)。关于y轴对称:(x, y) → (-x, y)(纵不变,横变号)。口诀:“关于谁对称,谁不变,另一个变号”。
平移:左减右加(横坐标),下减上加(纵坐标)。口诀:“左减右加,下减上加”。
折叠问题解题三步法:
标等量:在图上标出所有由折叠产生的等边、等角。
设未知:将所求线段长度设为x。
构勾股:寻找或构造一个包含x的直角三角形,利用勾股定理列方程求解。
易|错|点|拨
坑1(规律混淆):将轴对称与平移规律记混,或将关于x轴、y轴的规律记反。对策:结合图形直观记忆口诀,并理解其几何意义。
坑2(折叠对应点找错):这是折叠题最致命的错误。对策:在折叠前的图形和折叠后的图形上,用相同的符号(如A和A‘)明确标出相互重合的点。
坑3(忽略隐藏等腰):在矩形折叠中,由折叠等角结合平行线内错角相等,常形成等腰三角形。对策:有平行线背景时,多观察角的关系,发现等腰三角形能极大简化计算。
【典例1】(24-25八年级上·四川绵阳·期末)如图,点,,若点关于y轴的对称点的坐标为
(1)求的面积.
(2)如图,点C在线段上(不与A、B重合)移动,,且,试探究线段、、之间的数量关系,并给出证明.
【答案】(1)2
(2),证明见解析
【分析】(1)由关于y轴的对称点的坐标为,得,,则,,由,,求得
(2)作交的延长线于点F,则,由,,,可证明,得,,由,,得,而,可证明,得,所以,则.
【详解】(1)解: 关于y轴的对称点的坐标为,
,,
,,
,,
,,
,
的面积为.
(2),
证明:作交的延长线于点F,则,
,
,
,
,
,,
,
在和中,
,
,
,,
,
,
,
在和中,
,
,
,
,
.
【变式1】(24-25八年级上·湖北襄阳·期末)平面直角坐标系中,点,,且a,b满足:,点A,C关于y轴对称,点F为x轴上的一个动点.
(1)求点A,B两点的坐标;
(2)如图1,若,,且,连接交x轴于点M,求证:;
(3)如图2,若,且,直线上存在某点,使为等腰直角三角形(点D,F,G按逆时针方向的顺序排列),请直接写出点F的坐标______.
【答案】(1),
(2)见解析
(3)或或
【分析】(1)由,可得,再由非负数的性质列出方程求出a、b的值即可;
(2)作,交x轴于点N,先证明,再证明,即可证明;
(3)过点D作轴于点L,先证明为等腰直角三角形,再证明,则,,再按点F与点C重合、且、且三种情况,分别求出相应的m的值,然后确定点F的坐标即可.
【详解】(1)解:由,可得,
,,
,,
解得,,
,;
(2)证明:如图3,作,交x轴于点N,则,
,,
,
点A、C关于y轴对称,
点,y轴是线段的垂直平分线,
,
,
,
;
,,且,
,
,
,
,
,
,
;
(3)解:如图4,
,
,
,
为等腰直角三角形,
当点F与点C重合、点G与点B重合时,则为等腰直角三角形,
,
过点D作轴于点L,则,
,,
,
,,
,
,,
如图5,若,,
过点G作轴交y轴于点K,作于点R,于点Q,
则,
,
,
∵,
,
,
由可得,,
解得,,
,,
,
,
;
如图6,若,,作轴,作轴于点P,交于点H,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
综上所述,点F的坐标为或或.
【变式2】(25-26八年级上·陕西西安·期末)劳动课上同学们制作传统玩具——风筝,小宇利用计算机网格绘制风筝骨架(四边形)的左半部分(如图),点A,B,C的坐标分别为,,,风筝骨架整体关于轴对称.
(1)补全四边形,并写出点的对称点的坐标.
(2)如图,为的中点,在轴上找一点,沿着和安装支撑木条,当支撑木条最短时,求的值.
【答案】(1)见解析,点的坐标为
(2)
【分析】(1)根据B点的坐标为,可得点的坐标为,描出D点,再补全图形即可;
(2)由于点和点关于轴对称,连接,交轴于点,此时的值最小,最小值为的长,根据勾股定理求出的长即可.
本题主要考查了平面直角坐标系中的轴对称变换,以及轴对称的性质,勾股定理.熟练掌握轴对称的性质是解题的关键.
【详解】(1)解:补全图形如下:
点的坐标为.
(2)解:如图,点和点关于轴对称,连接,交轴于点,此时的值最小,最小值为的长,
,
即的最小值为.
题型三 特殊四边形与坐标的综合(存在性问题)
解|题|技|巧
题型特征:在平面直角坐标系中,给定部分点,探究能否构成平行四边形、矩形、菱形、正方形,并求未知点坐标。综合性强,是典型拉分题。
· 怎么想(破题思路):
1. 代数化思想:将几何图形的判定条件(如平行四边形对边平行且相等、对角线互相平分)转化为点坐标之间的方程。
2. 分类讨论思想:关键是确定分类标准。通常以已知线段作为平行四边形的“边”或“对角线”来分类,确保不重不漏。
· 怎么做(步骤技巧):
· 平行四边形存在性(已知三点A、B、C):
· 设元:设未知点D坐标为 (x, y)。
· 分类列方程:
· 以AB为边:则向量AB = 向量DC 或 向量AB = 向量CD。(利用对边平行且相等)
· 以AB为对角线:则线段AB的中点坐标 = 线段CD的中点坐标。(利用对角线互相平分)
· 同理,需考虑以AC、BC为边或对角线的情况。通常有三种可能。
· 特殊四边形判定:在平行四边形基础上,增加条件。
· 矩形:在平行四边形基础上,增加“一个角为直角”(邻边垂直,斜率乘积为-1)或“对角线相等”(距离公式)。
· 菱形:在平行四边形基础上,增加“一组邻边相等”(距离公式)或“对角线垂直”(斜率乘积为-1)。
· 正方形:同时满足矩形和菱形的条件。
易|错|点|拨
· 坑1(漏解):未考虑所有分类情况。对策:系统讨论以每一条已知线段为边或对角线的所有情形。
· 坑2(代数转化错误):在利用向量相等或中点公式时,点坐标的对应关系写错。对策:画出示意图,按平行四边形顶点的顺序(如ABCD)对应列式。
· 坑3(计算与检验:此类题计算复杂,且求出坐标后需检验是否满足构成四边形的条件(如四点不共线)。对策:草稿清晰,步步为营,最后务必代入验证。
【典例1】(23-24八年级下·天津南开·期末)在平面直角坐标系中,为原点,平行四边形的顶点,,,矩形的顶点.
(1)如图1,与,交于点,.
①直接写出直线的解析式和点的坐标;
②求证:四边形为菱形;
(2)如图2,将矩形沿水平方向向右平移,得到矩形.点,,,的对应点分别为,,,.设,矩形与平行四边形重合部分图形的周长为.
①在平移过程中,当矩形与平行四边形重合部分为四边形时,直接用含有的式子表示,并直接写出的取值范围;
②如图3,若的中点为,矩形对角线的交点为,连接,.在平移过程中,当最小时,直接写出此时的值.
【答案】(1)①;②见解析
(2)①当时,重叠部分是菱形,此时;
当时,此时;
②
【分析】(1)①根据,,计算;结合平行四边形,得到,结合,得到点C与点D的纵坐标相同即,设直线的解析式为,代入解答即可;根据,得到点,代入解析式解答即可.
②过点H作于点Q,根据平行四边形,得到,根据矩形得到,得证四边形为平行四边形.根据坐标 ,得到,据勾股定理,得,结合,得到,得证四边形为菱形;
(2)①设直线的解析式为,确定解析式,过点G作于点P,
则,当时,重叠部分是菱形,此时;过点H作于点N,当时,重叠部分是四边形,此时;
②过点N作,交于点Q,则四边形是平行四边形,,当E,N,Q三点共线时,取得最小值,解答即可.
【详解】(1)解:①∵,,
∴;
∵平行四边形,得到, ,
∴点C与点D的纵坐标相同即,
设直线的解析式为,
解得,
故的解析式为.
∵矩形的顶点,
设点,代入解析式,得,
解得,
故点.
②过点H作于点Q,
∵平行四边形,
∴,
∵矩形
∴,
∴四边形为平行四边形.
∵ ,
∴,据勾股定理,得,
∵,
∴,
∴四边形为菱形.
(2)①∵,,
设直线的解析式为,
解得,
故的解析式为.
∵矩形的顶点,
设点,代入解析式,得,
解得,
故点.
过点G作于点P,
则,
当时,重叠部分是菱形,此时;
过点H作于点N,
∵,,
当时,重叠部分是四边形,此时,,
;此时;
②根据题意,得的中点为,矩形对角线的交点为,则直线是矩形的对称轴,
∴,
∵,
∴;
∴;
∴,,
过点N作,交于点Q,
则四边形是平行四边形,
∴,,
∴,
∴,
∵,
∴当E,N,Q三点共线时,取得最小值,
设与的交点为R,
根据题意,得,
∴,
∴,
∵四边形是矩形,
∴,,
过点H作于点P,
则四边形是矩形,
∴;,
∵,,
∴,
∴,
∴,
此时的值为:.
【点睛】本题考查了待定系数法,矩形的判定和性质,平行四边形的判定和性质,三角形不等式的应用,等腰直角三角形的判定和性质,菱形的判定,三角形中位线定理的判定和性质,熟练掌握待定系数法,三角形不等式的应用,等腰直角三角形的判定和性质,菱形的判定是解题的关键.
【变式1】(23-24八年级下·广西玉林·期末)如图(1),点F从菱形的顶点A出发,沿以的速度匀速运动到点B,点F运动时,的面积随时间的变化关系图象如图(2),则菱形的面积为________.
(1) (2)
【答案】
【分析】本题主要考查了四边形的动点问题,菱形的性质,勾股定理等知识,设点A到的距离为h,根据动点函数图像求出h, 过点D作交的延长线与点E,则,
利用勾股定理求出,由菱形的性质得出,利用勾股定理求出,最后计算菱形的面积即可.
【详解】解:设点A到的距离为h,
由点F的运动轨迹和速度可知,,且,
解得:,
过点D作交的延长线与点E,
则,
∴,
∵四边形是菱形,
∴,
∴,
在中,,
即,
解得:,
∴,
故答案为:
【变式2】(24-25七年级下·黑龙江哈尔滨·期末)在直角坐标系中摆成如图所示的图案,5个大小形状完全相同的长方形纸片,已知,则点的坐标是______.
【答案】
【分析】本题考查了直角坐标系中的几何图形问题,特别是如何利用给定的点坐标来推导图形的尺寸以及未知点的坐标.解题的关键在于运用方程的思想,通过建立并求解二元一次方程组来确定长方形的长和宽.设长方形纸片的长为x,宽为y,利用点B的坐标所反映的水平与垂直方向的长度关系,建立二元一次方程组,求解出长和宽后,再根据点A的位置确定其横、纵坐标.
【详解】解:如图,设未知数 设长方形纸片的长为x,宽为y,
,
,
解得,,
,,
点在第二象限,
点A的坐标为,
故答案为:.
【变式3】(24-25七年级下·湖北襄阳·期末)如图1,在平面直角坐标系中,,且,将线段向右平移5个单位长度得到线段,动点P以每秒1个单位长度的速度匀速从点C出发,沿着的路线向终点B运动,设运动时间为t秒.
(1)直接写出A,B,C,D的坐标;
(2)是否存在点P使得三角形的面积是四边形面积的,若存在,求出此时点P的坐标;若不存在,试说明理由;
(3)如图2,当点P运动到上,且时,判断与的数量关系,并说明理由.
【答案】(1),
(2)或
(3).理由见解析
【分析】本题主要考查了坐标与图形变化—平移,平移的性质,坐标与图形,非负数的性质等等,熟知相关知识是解题的关键.
(1)根据非负数的性质可求出a、b的值,进而得到点A和点B的坐标,再根据平移方式可得点C和点D的坐标;
(2)根据可得到四边形的面积,进而得到的面积,再分点P在上和点P在上,两种情况讨论求解即可;
(3)过点P作交x轴于点M.则.由平移的性质可得,则.可得,据此可得答案.
【详解】(1)解:∵,,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵将线段向右平移5个单位长度得到线段,
∴
(2)解:∵,,
∴,
∵,
∴.
如图1,当点P在上时,,
由题意得,,则,
∴
解得,
∴,
∴点P的坐标为
如图2,当点P在上时,,,,
∴,
解得,
∴,
∴点P的坐标为;
综上可知,存在符合条件的点P的坐标为或.
(3)解:,理由如下:
如图3,过点P作交x轴于点M.
∴.
由平移的性质可得,
∴.
∴.
∴.
题型四 图形变换与坐标规律探究(新定义/压轴倾向)
解|题|技|巧
题型特征:涉及图形的连续平移、对称、旋转,或在坐标系中寻找点、图形的变化规律。要求有较强的观察、归纳和代数推理能力。
· 怎么想(破题思路):
1. 化动为静:对于动点、连续变换问题,先写出前几步变换后的具体坐标,寻找循环周期或变化规律。
2. 从特殊到一般:通过计算前几个点(图形)的坐标,归纳出第n个点(图形)的坐标通项公式。
· 怎么做(步骤技巧):
· 周期变换:计算点经过数次变换后的坐标,观察是否回到原点或出现循环。用总变换次数除以周期,看余数,余数对应周期内的第几个位置。
· 规律探究:仔细分析横坐标、纵坐标分别与序号n之间的数量关系。可能是等差数列、等比数列,或与n的奇偶性有关。
易|错|点|拨
坑1(规律找错):未计算足够多的项就匆忙下结论。对策:至少计算并验证3-4项,确保规律可靠。
坑2(忽略起始项:规律公式中的n是从0还是1开始?对策:明确序号n的实际意义,代入初始值进行检验。
坑3(新定义理解偏差):对新公式一知半解就套用。对策:回归题目给出的素材和示例,理解公式的推导过程和应用场景。
【典例1】(25-26九年级上·江西宜春·期末)如图,边长为2的正六边形放置于平面直角坐标系中,边在轴正半轴上,顶点在轴正半轴上,将正六边形绕坐标原点顺时针旋转,每次旋转,那么经过第2026次旋转后,顶点的坐标为___________.
【答案】
【分析】本题主要考查了正六边形的性质、平面直角坐标系中图形规律问题、全等三角形的判定与性质等知识点,正确分析出点D坐标的规律是解题的关键.
如图:连接,由勾股定理可得,求出,得到的值,进而求得的值,得到点D的坐标,由题意可得8次一个循环,即顶点D的坐标与旋转2次得到的点的坐标相同;如图:连接,将绕O旋转得到,过作轴于G,过D作于H,则,,,易证,再根据全等三角形的性质以及坐标与图形求得的坐标即可解答.
【详解】解:如图,连接,
在正六边形中,,
∴,
在中,,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵将正六边形绕坐标原点O顺时针旋转,每次旋转,
∴8次一个循环,
∵,
∴经过第2026次旋转后,顶点D的坐标与旋转2次得到的点的坐标相同,
如图:连接,将绕O旋转得到,过作轴于G,过D作于H,则,,,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴.
故答案为:.
【变式1】(25-26九年级上·广西来宾·期末)在平面直角坐标系中,等边如图放置,点A的坐标为.每一次将绕着点O逆时针方向旋转,同时每边扩大为原来的2倍,第一次旋转后得到,第二次旋转后得到,…,以此类推,则点的坐标为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【分析】根据题意得到每旋转6次是一个循环,点落在x轴负半轴,且,即可得到答案.
【详解】解:第一次旋转后,在第一象限,,
第二次旋转后,在第二象限,,
第三次旋转后,在x轴负半轴,,
第四次旋转后,在第三象限,,
第五次旋转后,在第四象限,,
第六次旋转后,在x轴正半轴,,
……,
每旋转6次,A的对应点回到x轴正半轴,
而,
在x轴负半轴上,且,
∴点的坐标为.
【变式2】(25-26八年级上·河北邢台·期末)如图,在平面直角坐标系中,对进行循环往复的轴对称变换,若原来点A的坐标是,经过2026次变换后所得的点A的坐标是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】观察图形可知每四次对称为一个循环组依次循环,用2026除以4,然后根据商和余数的情况确定出变换后的点A所在的象限,然后解答即可.
【详解】解:点A第一次关于y轴对称后在第一象限,所得A点的坐标是;
点A第二次关于x轴对称后在第四象限,所得A点的坐标是;
点A第三次关于y轴对称后在第三象限,所得A点的坐标是;
点A第四次关于x轴对称后在第二象限,即点A回到原始位置,所得A点的坐标是;
所以,每四次对称为一个循环组依次循环,
∵,
∴经过第2026次变换后所得的A点与第二次变换的位置相同,在第四象限,坐标为.
【变式3】(24-25八年级上·安徽马鞍山·期末)如图,在平面直角坐标系中,直线l与x轴交于点,与y轴交点于D,且,,以为边长作等边三角形,过点作平行于x轴,交直线l于点,以为边长作等边三角形,过点作平行于x轴,交直线l于点,以为边长作等边三角形,.…,按此规律进行下去,则点的横坐标是______.
【答案】
【分析】过作于A,过作于B,过作于C,根据等边三角形的性质以及含30度角的直角三角形的性质,可得的横坐标为,的横坐标为,的横坐标为,进而可得的横坐标为,由此可解.
【详解】解:如图所示,过作于A,
∵,为等边三角形,
∴,,
即的横坐标为,
∵,
∴,
∵ 轴,
∴,,
∴,
∴,
过作于B,
同理可得,
即的横坐标为,
过作于C,
同理可得,,,
即的横坐标为,
同理可得,的横坐标为,
由此可得的横坐标为,
∴点的横坐标是.
期中基础通关练(测试时间:10分钟)
1.已知点与,下列说法不正确的是( )
A.、都在第二象限 B.轴
C. D.轴
【答案】D
【分析】根据坐标系中,各象限内点的坐标特征,平行于坐标轴的直线的点的坐标特点,逐一判断即可得到结论.
【详解】解:∵点,,两点横坐标均为负,纵坐标均为正,
∴,都在第二象限,A选项说法正确,
∵和的横坐标相等,
∴轴,故B选项说法正确,D选项说法错误,
,故C选项说法正确,
∴D选项符合题意.
2.如图,已知棋子“车”的坐标为,棋子“马”的坐标为,则棋子“炮”的坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】解:由棋子“车”的坐标为,棋子“马”的坐标为,可建立平面直角坐标系如下:
∴棋子“炮”的坐标为.
3.在平面直角坐标系中,点与点关于轴对称,则的值是_____.
【答案】
【分析】关于轴对称的两个点,横坐标相同,纵坐标互为相反数.
【详解】解:∵点与点关于轴对称,
∴,,
∴.
4.在平面直角坐标系中,点与点关于原点对称,且点在第三象限,则的取值范围是_______.
【答案】
【分析】本题考查平面直角坐标系中关于原点对称的点的坐标特征,以及第三象限内点的坐标符号特征,根据关于原点对称的点横纵坐标互为相反数得到点的坐标,再结合第三象限内点的坐标符号列出不等式,求解即可得到的取值范围.
【详解】解: 点 与点关于原点对称,
点的坐标为,
点在第三象限,第三象限内点的横坐标小于,纵坐标小于,
,
解得:.
5.已知平面直角坐标系内有一点.
(1)若点的横、纵坐标之和为,请通过计算确定点所在的象限.
(2)点的坐标为,若轴,求的长.
【答案】(1)第四象限
(2)
【分析】(1)根据已知条件求解出的值,得到点的坐标,由此判断象限即可.
(2)根据垂直关系得到点与点的横坐标相同,从而求解点的坐标,由此求解的长即可.
【详解】(1)解:由题意,得,解得,
点的坐标为,
点在第四象限.
(2)解:轴,
点与点的横坐标相同,
,解得,
,
点的坐标为,
.
期中重难突破练(测试时间:10分钟)
1.在平面直角坐标系中,若点在第二象限,则点所在象限是( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
【答案】B
【分析】根据象限内点的坐标符号特征,先由点A的位置得到m和n的符号,再判断点B横纵坐标的符号,即可确定点B所在象限.
【详解】解:∵点在第二象限,
∴根据第二象限点的坐标特征可得 ,,
∵,∴与同号,
又∵,∴,,
对于点,
∵,,∴ ,
∵,∴;
∴点的横坐标为负,纵坐标为正,符合第二象限点的符号特征,因此点在第二象限.
2.盐城是长三角地区首个“千万千瓦级”新能源基地,广袤的黄海滩涂上遍布着巨大的风力发电机.某风力发电机有三个底端重合、两两成角的叶片.如图以三个叶片的重合点为原点,水平方向为x轴建立平面直角坐标系,点A的坐标为,在一段时间内,叶片每秒绕原点O顺时针转动,则第2026秒时,点A的对应点的坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据旋转的性质画出图形,找到规律,进而得出第2026秒时,点的对应点的坐标即可.
【详解】解:如图,
叶片每秒绕原点顺时针转动,
,
∴,
在第一象限的角平分线上,
,,,,,,,
叶片每秒绕原点顺时针转动,
点的坐标以每8秒为一个周期依次循环,
,
第2026秒时,点A的对应点的坐标与相同,为.
3.如图,点A、C的坐标分别为、,将沿x轴向右平移,得到,点O的对应点D在线段上,若,则点A的对应点B的坐标为 ________.
【答案】
【分析】由题意可得,从而得出,即,进而得出平移方式,由此即可得出结果.
【详解】解:∵点的坐标为,
∴,
∵点O的对应点D在线段上,且,
∴,
∴,
∴将沿x轴向右平移个单位长度,得到,
∵点A的坐标为,
∴点B的坐标为,即.
4.如图是棋盘中的3枚棋子,若两枚黑棋的坐标分别是,,则白棋的坐标为___________.
【答案】
【分析】根据,的位置,得到平面直角坐标系,再根据白棋的位置解答.
【详解】解:如图,
∴白棋的坐标为.
5.如图是某游乐园部分区域的平面示意图,以1个单位长度代表,建立平面直角坐标系.
(1)如果用表示跳跳床的坐标,那么跷跷板的坐标是______,碰碰车的坐标是______,摩天轮的坐标是______;
(2)在图中标出秋千的位置,秋千在大门以东,再往北处;
(3)跷跷板与摩天轮相距______.
【答案】(1);;
(2)见解析
(3)300
【分析】(1)根据图象读出点的坐标即可;
(2)根据题意得:秋千的坐标为,在图中标出即可;
(3)结合题意及网格即可求解.
【详解】(1)解:根据题意得跷跷板的坐标是,碰碰车的坐标是,摩天轮的坐标是;
(2)根据题意得:秋千的坐标为,与跳跳床在同一位置,
如图所示:
(3)根据图象得:跷跷板与摩天轮相距.
期中综合拓展练(测试时间:15分钟)
1.对于平面直角坐标系中的任意线段,给出如下定义:线段上各点到x轴距离的最大值,叫做线段的“x轴距”,记作.如图,点,点,则线段的“x轴距”为4,记作,已知点,点,若,则m的值为( )
A.1 B.或1 C.或1 D.或
【答案】C
【分析】分情况讨论:时,;时,或,再分别验证即可.
【详解】解:∵,且点,点,
∴当时,,
时,点,点,符合题意;
时,点,点,符合题意;
当时,或,
时,点,点,符合题意;
时,点,点,不符合题意,
综上所述,的值为或.
2.如图,动点P在平面直角坐标系中按图中所示方向运动,第一次从原点O运动到点,第二次运动到点,第三次运动到点,第四次运动到点,第五次运动到点,第六次运动到点,按这样的运动规律,点的坐标是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】观察图形中点的坐标变化规律,发现横坐标等于点的下标,纵坐标每7次运动为一个循环周期,根据除以的余数确定的纵坐标即可得到答案.
【详解】解:由图及题意可知,,,,,,; ,,;
点的横坐标等于运动次数,纵坐标每次循环一次,循环序列为;
,
点的纵坐标与点的纵坐标相同,为,
点的坐标是.
3.如图,把正方形铁片置于平面直角坐标系中,顶点的坐标为,点在正方形铁片上,将正方形铁片绕其右下角的顶点按顺时针方向依次旋转,第一次旋转至图①位置,第二次旋转至图②位置,⋯,则正方形铁片连续旋转20次后,点的坐标为______
【答案】
【分析】首先求出~的坐标,探究总结规律后,利用规律求解.
【详解】解:如图,作轴于,作轴于,
由题意,得,,,,,
∴,
∵,,,
∴,
∴,,
∴,
同理:第二次,第三次,第四次,第五次,
…
发现点P的位置4次一个循环,
∵,
的纵坐标与相同为3,横坐标为,
∴正方形铁片连续旋转20次后,点的坐标为.
4.如图,在平面直角坐标系中,四边形是正方形,点的坐标是,为边上一点,沿折叠正方形,点的对应点为,若,则点的坐标是______.
【答案】
【分析】连接、,过点作轴于点,交于点,根据正方形性质及点坐标得出边长,利用等腰三角形三线合一的性质确定点横坐标,由折叠性质得,在中利用勾股定理求,进而求得及点坐标.
【详解】解:连接、,过点作轴于点,交于点,
∵四边形是正方形, ,
,轴,
,,
,
,
,,
,,
∵沿折叠正方形,点的对应点为,
,
在中,,
,
.
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专题02 图形与坐标(期末复习讲义)
内 容 导 航
明·期中考情 把握命题趋势,明确备考路径
记·必备知识 梳理核心脉络,扫除知识盲区
破·重难题型 题型分类突破,方法技巧精讲
题型01 根据点到坐标轴的距离求坐标(含多解问题)
题型02 轴对称与平移的坐标变化(含折叠问题)
题型03 特殊四边形与坐标的综合(存在性问题)
题型04 图形变换与坐标规律探究(新定义/压轴倾向)
过·分层验收 阶梯实战演练,验收复习成效
核心考点
复习目标
考情规律
平面直角坐标系
知识掌握:准确记忆平面直角坐标系的构成要素(横轴、纵轴、原点、正方向),深刻理解“平面上的点与有序实数对一一对应”这一核心思想。
技能应用:能熟练根据点的位置求其坐标,反之亦然。掌握建立恰当平面直角坐标系的三种常用方法(以特殊线段所在直线为轴、以对称轴为轴、以已知点为原点),并能根据问题背景选择最简方案,使点的坐标表达简明。
思想渗透:初步体会数形结合思想,通过坐标建立几何图形与代数表达式之间的联系。
命题点: 常考“根据距离求坐标”(易漏解)、“建立坐标系求点坐标”。陷阱: 忽略“距离”是绝对值,导致符号错误;未分类讨论导致漏解。趋势: 结合网格图,考察点的坐标特征。
简单图形的坐标表示
知识体系:熟练掌握平行四边形、矩形、菱形、正方形的定义、性质定理与判定定理,清晰理解它们之间的包含与递进关系(如正方形兼具矩形和菱形的所有性质)。
坐标关联:能将特殊四边形的几何性质(如对边平行且相等、对角线互相平分等)转化为其顶点坐标之间的数量关系(如利用中点坐标公式、向量相等)。
综合能力:能够处理“特殊四边形的判定与性质综合题”,运用坐标法结合几何推理进行证明或计算。
命题点: “三定一动” 构成平行四边形。难点: 分类讨论(以哪条边为对角线/边)。技巧: 利用“中点坐标公式”或“向量相等”来简化计算,避免繁琐的几何证明。
轴对称和平移的坐标表示
规律记忆:准确记忆点关于x轴、y轴对称的坐标变化规律,以及点沿坐标轴方向平移后的坐标变化规律。
图形应用:能描述一个简单图形经过轴对称或平移变换后,其各顶点坐标的变化情况。能将坐标变化与几何变换的直观理解相结合。
综合联系:在“四边形中的折叠问题”中,能识别折叠本质是轴对称,并利用坐标变化规律(或全等性质)寻找等量关系。
命题点: 纯坐标变换计算、矩形/三角形折叠问题(求折痕或落点坐标)。易错: 混淆“关于x轴对称”与“关于y轴对称”的变号规则。压轴: 折叠问题中,利用勾股定理列方程求解线段
知识点01 求平面直角坐标系内点的坐标
(1)平面直角坐标系的定义:在平面内画两条互相垂直的数轴,其中一条叫横轴(x轴),另一条叫纵轴(y轴),它们的交点O是这两条数轴的原点.通常,横轴向右为正方向,纵轴向上为正方向,这样建立的两条数轴构成了平面直角坐标系.
(2)建立了平面直角坐标系后,平面上的点与有序实数对一一对应.
示例:
在平面直角坐标系中,已知点A在第二象限,且到x轴的距离为3,到y轴的距离为4,则点A的坐标为 (-4, 3)。
解析:第二象限内点的横坐标为负,纵坐标为正。“到x轴的距离”等于纵坐标的绝对值,“到y轴的距离”等于横坐标的绝对值。故由题意得 |x|=4, |y|=3,结合第二象限符号特征,得 x=-4, y=3。
易错点:
1. 忽略象限符号:最容易将第二象限的点错误写成(4,3)或(4,-3)等。必须牢记各象限内点的坐标符号特征(一象限(+,+);二象限(-,+);三象限(-,-);四象限(+,-))。
2. 距离与坐标关系混淆:“到x轴的距离”对应|纵坐标|,“到y轴的距离”对应|横坐标|,两者切勿颠倒。
3. 漏解:如果题目未明确指定象限,仅给出点到坐标轴的距离,则可能存在多个解(四个象限各一个)。例如,到x轴距离为2,到y轴距离为3的点有四个:(3,2), (-3,2), (-3,-2), (3,-2)。
知识点02 建立恰当的平面直角坐标系确定点的坐标
构建的平面直角坐标系不同,则点的坐标也不同,在建立平面直角坐标系时,应使点的坐标简明.
方法技巧:建立平面直角坐标系的常见方法
(1)以某些特殊的线段所在的直线为x轴或y轴(如高线、中线等).
(2)把对称图形的对称轴作为工轴或y轴.
(3)以某个已知点为原点建立平面直角坐标系。
易错点:
坐标系建立不当导致计算复杂:例如在上述示例中,若以点A为原点,AB为x轴建立坐标系,则B点坐标简单为(, 0),但C点坐标需要通过勾股定理和几何关系求解,表达式复杂(如(, )),增加了后续运算的难度和出错概率。应养成优先选择“让最多点落在坐标轴上或使图形关于坐标轴对称”的建系习惯。
忽略单位长度或方向:在建立坐标系时,必须明确标注x轴、y轴及正方向。在网格题或无网格题中,需根据已知线段长度合理确定单位长度,否则坐标数值会出错。
几何关系转化错误:在建系后,将几何条件(如等腰、直角、中点等)转化为坐标间的等量关系时出错。
知识点03 轴对称与坐标变化
一般地,在平面直角坐标系中,点(a,b)关于x轴的对称点的坐标为(a.-b),关于y轴的对称点的坐标为(-a,b).
示例:
已知点P(2, -3)关于x轴的对称点是点P₁,关于y轴的对称点是点P₂,则点P₁的坐标是 (2, 3),点P₂的坐标是 (-2, -3)。线段PP₂的长度为 4。
解析:直接套用规律:关于x轴对称,横坐标不变,纵坐标变号;关于y轴对称,纵坐标不变,横坐标变号。P(2,-3) → P₁(2,3);P(2,-3) → P₂(-2,-3)。线段PP₂的长度即横坐标之差的绝对值 |2 - (-2)| = 4。
易错点:
坐标变化规律记忆混淆:最常见的错误是将“关于y轴对称,横坐标变号”记成“纵坐标变号”。可以借助直观想象:关于y轴(竖直的线)对称,左右(横坐标)相反;关于x轴(水平的线)对称,上下(纵坐标)相反。
与平移规律混淆:轴对称是“关于某条线翻折”,坐标是“某不变,某变号”;平移是“沿着某个方向移动”,坐标是“某加减一个数”。两者原理不同,切勿混淆。
在折叠(轴对称)问题中找错对应点:在复杂的图形折叠问题中,必须仔细识别哪两个点折叠后重合,错误的对应对会导致后续列出的等量关系全部错误。
知识点04 平移与坐标变化
一般地,在平面直角坐标系中,将点(a,b)向右(或向左)平移k个单位长度,其像的坐标为(a+k,b)(或(a-k,b));将点(a,6)向上(或向下)平移k个单位长度,其像的坐标为(a,b+k)(或(a,b-k)).
示例:
将点A(-1, 5)先向左平移3个单位长度,再向下平移2个单位长度,得到点A‘;将点B(4, -2)先向上平移1个单位长度,再向右平移5个单位长度,得到点B‘。则点A‘的坐标为 (-4, 3),点B‘的坐标为 (9, -1),线段A‘B‘的中点坐标为 (2.5, 1)。
解析:左右平移改变横坐标,左减右加;上下平移改变纵坐标,下减上加。
A(-1,5) → 左移3:(-1-3,5)=(-4,5) → 下移2:(-4,5-2)=(-4,3)。
B(4,-2) → 上移1:(4,-2+1)=(4,-1) → 右移5:(4+5,-1)=(9,-1)。
中点坐标公式:((x₁+x₂)/2, (y₁+y₂)/2) = ((-4+9)/2, (3+(-1))/2) = (5/2, 1)。
易错点:
1. 平移方向与坐标运算对应错误:“左移”是横坐标“减”,“右移”是“加”;“下移”是纵坐标“减”,“上移”是“加”。口诀:“左减右加,下减上加”。
2. 连续平移时顺序出错:点的连续平移与顺序无关,结果相同。但图形(或函数)的平移有时与顺序有关,需注意题目语境。对于点的平移,可以分步计算,也可以合成一步:A(x,y) 向左平移a个单位,再向下平移b个单位,则 A‘(x-a, y-b)。
3. 与轴对称变化混淆:同知识点03易错点2。平移是整体移动,所有点按相同规则变化;轴对称是每个点单独关于对称轴作对称变换。
题型一 根据点到坐标轴的距离求坐标(含多解问题)
解|题|技|巧
题型特征:已知点P到x轴、y轴的距离,求点P的坐标。常因忽略象限符号或漏解而失分。
· 怎么想(破题思路):
1. 核心转化:牢记“距离”是绝对值。到x轴的距离 = |纵坐标|;到y轴的距离 = |横坐标|。
2. 分类讨论:题目未明确象限时,必须根据横、纵坐标的正负性,考虑四个象限的所有可能。
· 怎么做(步骤技巧):
1. 设坐标:设点P的坐标为 (x, y)。
2. 列方程:根据题意列出 |x| = a, |y| = b。
3. 求所有解:解出 x = ±a, y = ±b。
4. 组合配对:将所有可能的x、y值进行组合,得到 (±a, ±b) 共四组解。
5. 结合限制:若题目限定了象限(如“第二象限”),则根据象限符号特征(一(+,+)、二(-,+)、三(-,-)、四(+,-))筛选出唯一解。
易|错|点|拨
1. 坑1(符号错误):直接将距离当作坐标,忽略象限符号。对策:距离是绝对值,坐标有正负,必须结合象限判断符号。
2. 坑2(漏解):当题目只说“到x轴距离为m,到y轴距离为n”而未指定象限时,只写出一个解。对策:养成“距离→绝对值→分类讨论”的思维习惯,系统写出四组解。
3. 坑3(关系混淆):将“到x轴的距离”错误对应为横坐标。口诀:“到谁轴的距离,看谁坐标的绝对值”。
【典例1】(25-26八年级上·浙江绍兴·期末)在平面直角坐标系中,给出如下定义:点到轴,轴距离的较小值称为点的“短距”,点到轴,轴的距离相等时,称点为“等距点”.
(1)求点的“短距”.
(2)若点是“等距点”,求的值.
【变式1】(25-26七年级上·山东烟台·期末)在平面直角坐标系中,已知点P的坐标为.
(1)若点P在x轴上,求点P的坐标;
(2)若点P到两坐标轴的距离相等,求点P的坐标.
【变式2】(25-26八年级上·浙江绍兴·期末)已知在平面直角坐标系中,点的坐标为.
(1)若点在轴上,求点的坐标.
(2)若点到轴,轴的距离相等,求的值.
【变式3】(25-26八年级上·江苏盐城·期末)已知在平面直角坐标系中,点的坐标为.
(1)若点的坐标为且轴,求点的坐标;
(2)若点到两坐标轴的距离相等,求点的坐标.
题型二 轴对称与平移的坐标变化(含折叠问题)
解|题|技|巧
题型特征:求点关于坐标轴对称或平移后的坐标;在矩形折叠问题中,利用轴对称性质求长度。常因记忆混淆或找错对应点而失分。
怎么想(破题思路):
本质理解:轴对称是翻折,对应点连线被对称轴垂直平分;平移是整体移动,所有点变化规则一致。
折叠核心:图形折叠本质是轴对称变换。折叠前后对应部分全等(对应边相等、对应角相等)。
怎么做(步骤技巧):
轴对称:关于x轴对称:(x, y) → (x, -y)(横不变,纵变号)。关于y轴对称:(x, y) → (-x, y)(纵不变,横变号)。口诀:“关于谁对称,谁不变,另一个变号”。
平移:左减右加(横坐标),下减上加(纵坐标)。口诀:“左减右加,下减上加”。
折叠问题解题三步法:
标等量:在图上标出所有由折叠产生的等边、等角。
设未知:将所求线段长度设为x。
构勾股:寻找或构造一个包含x的直角三角形,利用勾股定理列方程求解。
易|错|点|拨
坑1(规律混淆):将轴对称与平移规律记混,或将关于x轴、y轴的规律记反。对策:结合图形直观记忆口诀,并理解其几何意义。
坑2(折叠对应点找错):这是折叠题最致命的错误。对策:在折叠前的图形和折叠后的图形上,用相同的符号(如A和A‘)明确标出相互重合的点。
坑3(忽略隐藏等腰):在矩形折叠中,由折叠等角结合平行线内错角相等,常形成等腰三角形。对策:有平行线背景时,多观察角的关系,发现等腰三角形能极大简化计算。
【典例1】(24-25八年级上·四川绵阳·期末)如图,点,,若点关于y轴的对称点的坐标为
(1)求的面积.
(2)如图,点C在线段上(不与A、B重合)移动,,且,试探究线段、、之间的数量关系,并给出证明.
【变式1】(24-25八年级上·湖北襄阳·期末)平面直角坐标系中,点,,且a,b满足:,点A,C关于y轴对称,点F为x轴上的一个动点.
(1)求点A,B两点的坐标;
(2)如图1,若,,且,连接交x轴于点M,求证:;
(3)如图2,若,且,直线上存在某点,使为等腰直角三角形(点D,F,G按逆时针方向的顺序排列),请直接写出点F的坐标______.
【变式2】(25-26八年级上·陕西西安·期末)劳动课上同学们制作传统玩具——风筝,小宇利用计算机网格绘制风筝骨架(四边形)的左半部分(如图),点A,B,C的坐标分别为,,,风筝骨架整体关于轴对称.
(1)补全四边形,并写出点的对称点的坐标.
(2)如图,为的中点,在轴上找一点,沿着和安装支撑木条,当支撑木条最短时,求的值.
题型三 特殊四边形与坐标的综合(存在性问题)
解|题|技|巧
题型特征:在平面直角坐标系中,给定部分点,探究能否构成平行四边形、矩形、菱形、正方形,并求未知点坐标。综合性强,是典型拉分题。
· 怎么想(破题思路):
1. 代数化思想:将几何图形的判定条件(如平行四边形对边平行且相等、对角线互相平分)转化为点坐标之间的方程。
2. 分类讨论思想:关键是确定分类标准。通常以已知线段作为平行四边形的“边”或“对角线”来分类,确保不重不漏。
· 怎么做(步骤技巧):
· 平行四边形存在性(已知三点A、B、C):
· 设元:设未知点D坐标为 (x, y)。
· 分类列方程:
· 以AB为边:则向量AB = 向量DC 或 向量AB = 向量CD。(利用对边平行且相等)
· 以AB为对角线:则线段AB的中点坐标 = 线段CD的中点坐标。(利用对角线互相平分)
· 同理,需考虑以AC、BC为边或对角线的情况。通常有三种可能。
· 特殊四边形判定:在平行四边形基础上,增加条件。
· 矩形:在平行四边形基础上,增加“一个角为直角”(邻边垂直,斜率乘积为-1)或“对角线相等”(距离公式)。
· 菱形:在平行四边形基础上,增加“一组邻边相等”(距离公式)或“对角线垂直”(斜率乘积为-1)。
· 正方形:同时满足矩形和菱形的条件。
易|错|点|拨
· 坑1(漏解):未考虑所有分类情况。对策:系统讨论以每一条已知线段为边或对角线的所有情形。
· 坑2(代数转化错误):在利用向量相等或中点公式时,点坐标的对应关系写错。对策:画出示意图,按平行四边形顶点的顺序(如ABCD)对应列式。
· 坑3(计算与检验:此类题计算复杂,且求出坐标后需检验是否满足构成四边形的条件(如四点不共线)。对策:草稿清晰,步步为营,最后务必代入验证。
【典例1】(23-24八年级下·天津南开·期末)在平面直角坐标系中,为原点,平行四边形的顶点,,,矩形的顶点.
(1)如图1,与,交于点,.
①直接写出直线的解析式和点的坐标;
②求证:四边形为菱形;
(2)如图2,将矩形沿水平方向向右平移,得到矩形.点,,,的对应点分别为,,,.设,矩形与平行四边形重合部分图形的周长为.
①在平移过程中,当矩形与平行四边形重合部分为四边形时,直接用含有的式子表示,并直接写出的取值范围;
②如图3,若的中点为,矩形对角线的交点为,连接,.在平移过程中,当最小时,直接写出此时的值.
【变式1】(23-24八年级下·广西玉林·期末)如图(1),点F从菱形的顶点A出发,沿以的速度匀速运动到点B,点F运动时,的面积随时间的变化关系图象如图(2),则菱形的面积为________.
(1) (2)
【变式2】(24-25七年级下·黑龙江哈尔滨·期末)在直角坐标系中摆成如图所示的图案,5个大小形状完全相同的长方形纸片,已知,则点的坐标是______.
【变式3】(24-25七年级下·湖北襄阳·期末)如图1,在平面直角坐标系中,,且,将线段向右平移5个单位长度得到线段,动点P以每秒1个单位长度的速度匀速从点C出发,沿着的路线向终点B运动,设运动时间为t秒.
(1)直接写出A,B,C,D的坐标;
(2)是否存在点P使得三角形的面积是四边形面积的,若存在,求出此时点P的坐标;若不存在,试说明理由;
(3)如图2,当点P运动到上,且时,判断与的数量关系,并说明理由.
题型四 图形变换与坐标规律探究(新定义/压轴倾向)
解|题|技|巧
题型特征:涉及图形的连续平移、对称、旋转,或在坐标系中寻找点、图形的变化规律。要求有较强的观察、归纳和代数推理能力。
· 怎么想(破题思路):
1. 化动为静:对于动点、连续变换问题,先写出前几步变换后的具体坐标,寻找循环周期或变化规律。
2. 从特殊到一般:通过计算前几个点(图形)的坐标,归纳出第n个点(图形)的坐标通项公式。
· 怎么做(步骤技巧):
· 周期变换:计算点经过数次变换后的坐标,观察是否回到原点或出现循环。用总变换次数除以周期,看余数,余数对应周期内的第几个位置。
· 规律探究:仔细分析横坐标、纵坐标分别与序号n之间的数量关系。可能是等差数列、等比数列,或与n的奇偶性有关。
易|错|点|拨
坑1(规律找错):未计算足够多的项就匆忙下结论。对策:至少计算并验证3-4项,确保规律可靠。
坑2(忽略起始项:规律公式中的n是从0还是1开始?对策:明确序号n的实际意义,代入初始值进行检验。
坑3(新定义理解偏差):对新公式一知半解就套用。对策:回归题目给出的素材和示例,理解公式的推导过程和应用场景。
【典例1】(25-26九年级上·江西宜春·期末)如图,边长为2的正六边形放置于平面直角坐标系中,边在轴正半轴上,顶点在轴正半轴上,将正六边形绕坐标原点顺时针旋转,每次旋转,那么经过第2026次旋转后,顶点的坐标为___________.
【变式1】(25-26九年级上·广西来宾·期末)在平面直角坐标系中,等边如图放置,点A的坐标为.每一次将绕着点O逆时针方向旋转,同时每边扩大为原来的2倍,第一次旋转后得到,第二次旋转后得到,…,以此类推,则点的坐标为( )
A.
B.
C.
D.
【变式2】(25-26八年级上·河北邢台·期末)如图,在平面直角坐标系中,对进行循环往复的轴对称变换,若原来点A的坐标是,经过2026次变换后所得的点A的坐标是( )
A. B. C. D.
【变式3】(24-25八年级上·安徽马鞍山·期末)如图,在平面直角坐标系中,直线l与x轴交于点,与y轴交点于D,且,,以为边长作等边三角形,过点作平行于x轴,交直线l于点,以为边长作等边三角形,过点作平行于x轴,交直线l于点,以为边长作等边三角形,.…,按此规律进行下去,则点的横坐标是______.
期中基础通关练(测试时间:10分钟)
1.已知点与,下列说法不正确的是( )
A.、都在第二象限 B.轴
C. D.轴
2.如图,已知棋子“车”的坐标为,棋子“马”的坐标为,则棋子“炮”的坐标为( )
A. B. C. D.
3.在平面直角坐标系中,点与点关于轴对称,则的值是_____.
4.在平面直角坐标系中,点与点关于原点对称,且点在第三象限,则的取值范围是_______.
5.已知平面直角坐标系内有一点.
(1)若点的横、纵坐标之和为,请通过计算确定点所在的象限.
(2)点的坐标为,若轴,求的长.
期中重难突破练(测试时间:10分钟)
1.在平面直角坐标系中,若点在第二象限,则点所在象限是( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
2.盐城是长三角地区首个“千万千瓦级”新能源基地,广袤的黄海滩涂上遍布着巨大的风力发电机.某风力发电机有三个底端重合、两两成角的叶片.如图以三个叶片的重合点为原点,水平方向为x轴建立平面直角坐标系,点A的坐标为,在一段时间内,叶片每秒绕原点O顺时针转动,则第2026秒时,点A的对应点的坐标为( )
A. B. C. D.
3.如图,点A、C的坐标分别为、,将沿x轴向右平移,得到,点O的对应点D在线段上,若,则点A的对应点B的坐标为 ________.
4.如图是棋盘中的3枚棋子,若两枚黑棋的坐标分别是,,则白棋的坐标为___________.
5.如图是某游乐园部分区域的平面示意图,以1个单位长度代表,建立平面直角坐标系.
(1)如果用表示跳跳床的坐标,那么跷跷板的坐标是______,碰碰车的坐标是______,摩天轮的坐标是______;
(2)在图中标出秋千的位置,秋千在大门以东,再往北处;
(3)跷跷板与摩天轮相距______.
期中综合拓展练(测试时间:15分钟)
1.对于平面直角坐标系中的任意线段,给出如下定义:线段上各点到x轴距离的最大值,叫做线段的“x轴距”,记作.如图,点,点,则线段的“x轴距”为4,记作,已知点,点,若,则m的值为( )
A.1 B.或1 C.或1 D.或
2.如图,动点P在平面直角坐标系中按图中所示方向运动,第一次从原点O运动到点,第二次运动到点,第三次运动到点,第四次运动到点,第五次运动到点,第六次运动到点,按这样的运动规律,点的坐标是( )
A. B. C. D.
3.如图,把正方形铁片置于平面直角坐标系中,顶点的坐标为,点在正方形铁片上,将正方形铁片绕其右下角的顶点按顺时针方向依次旋转,第一次旋转至图①位置,第二次旋转至图②位置,⋯,则正方形铁片连续旋转20次后,点的坐标为______
4.如图,在平面直角坐标系中,四边形是正方形,点的坐标是,为边上一点,沿折叠正方形,点的对应点为,若,则点的坐标是______.
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