2025-2026学年人教版八年级数学下学期期末压轴题训练
2026-06-14
|
108页
|
365人阅读
|
8人下载
资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 数学 |
| 教材版本 | 初中数学人教版八年级下册 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期末 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | DOCX |
| 文件大小 | 5.05 MB |
| 发布时间 | 2026-06-14 |
| 更新时间 | 2026-06-14 |
| 作者 | 简二分之一 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-06-14 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58339145.html |
| 价格 | 1.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
聚焦八年级下册数学期末压轴题,以动点问题为核心,通过分类题型构建"坐标表达-几何转化-动态分析"的解题体系,强化数形结合与分类讨论思想。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|动点三角形|5题|坐标参数法、k型全等模型、分类讨论等腰直角存在性|一次函数与三角形性质结合,从静态计算到动态存在性判定|
|动点四边形|5题|平行四边形顶点坐标关系、旋转全等|四边形性质与动点轨迹分析,渗透变换思想|
|角度/面积/最值|15题|面积割补法、对称求最值、参数方程|从几何度量到动态优化,构建"几何直观-代数表达"转化链条|
|线段关系|10题|构造全等三角形、建系法|通过代数推理验证几何关系,体现数学表达素养|
内容正文:
2025-2026学年八年级数学(下)期末压轴题训练
目录
题型一 动点三角形问题 2
题型二 动点四边形问题 5
题型三 动点角度问题 7
题型四 动点面积问题 9
题型五 线段最小值问题 12
题型六 三角形周长最值问题 14
题型七 线段数量关系问题 16
参考答案与试题解析................................................................................................19
题型一 动点三角形问题
1.如图1,在平面直角坐标系中,直线AB分别交x轴,y轴于A(3,0),B(0,6)两点.
(1)求直线AB的函数解析式;
(2)P是直线AB上一动点,且△BOP的面积是△AOP的面积的2倍,求点P坐标;
(3)如图2,在直线l:y=3上是否存在点Q,使得△ABQ是等腰直角三角形?若存在,请求出所有符合条件的点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
2.如图,在平面直角坐标系中,直线y1=x+1与x轴、y轴分别交A、B两点,与直线相交于点C(2,m).
(1)求m和b的值;
(2)若直线与x轴相交于点D,动点P从点D开始,以每秒1个单位的速度向x轴负方向运动,设点P的运动时间为t秒.
①若点P在线段DA上,且△BCP的面积为6,求t的值;
②是否存在t的值,使△ACP为等腰三角形?若存在,求出t的值;若不存在,请说明理由.
3.如图,直线AB交x轴于点A(﹣4,0),交y轴于点B(0,2),点E(﹣2,a)在直线AB的上方.
(1)若S△ABE=4,求a的值;
(2)是否存在点E,使得△ABE是直角三角形?若存在,求出点E的坐标;若不存在,请说明理由.
4.如图,在平面直角坐标系中,直线l1与x轴、y轴分别交于点A(4,0),B(0,﹣2),直线l2:y=﹣4x+m经过点C(1,0),且交y轴于点D,直线l2与直线l1交于点E.
(1)求直线l1的解析式;
(2)求△BDE的面积;
(3)过点A,D作直线AD,并将直线AD向上平移3个单位后交l1于点F,连接OF,若点P是y轴上一动点,连结PF,当△POF为等腰三角形时,请直接写出点P的坐标.
5.【探索发现】如图1,等腰直角三角形ABC中,∠ACB=90°,CB=CA,直线DE经过点C,过A作AD⊥DE于点D.过B作BE⊥DE于点E,则△BEC≌△CDA,我们称这种全等模型为“k型全等”(不需要证明).
【迁移应用】已知:直线y=kx+6(k≠0)的图象与x轴、y轴分别交于A、B两点.
(1)如图2,当时,在第一象限构造等腰直角△ABE,∠ABE=90°;
①直接写出OA= ,OB= ;
②点E的坐标 ;
(2)如图3,当k的取值变化,点A随之在x轴负半轴上运动时,在y轴左侧过点B作BN⊥AB,并且BN=AB,连接ON,问△OBN的面积是否发生变化?若不变,求出其面积值;若变,请说明理由;
(3)【拓展应用】如图4,当时,Q是直线AB上的动点,点C在x轴上的坐标为(10,0),动点P的坐标为(n,﹣4),当△PQC是以CQ为斜边的等腰直角三角形时,点Q的坐标是 .(直接写出答案即可)
题型二 动点四边形问题
6.如图,已知直线y=kx+b经过A(6,0)、B(0,3)两点.
(1)求直线y=kx+b的解析式;
(2)若C是线段OA上一点,将线段CB绕点C顺时针旋转90°得到CD,此时点D恰好落在直线AB上.
①求点C和点D的坐标;
②若点P在y轴上,Q在直线AB上,是否存在以C、D、P、Q为顶点的四边形是平行四边形?若存在,直接写出所有满足条件的点Q坐标,否则说明理由.
7.如图,在平面直角坐标系中,直线y=2x+10与x轴交于点A,与y轴交于点B,过点B的另一直线交x轴正半轴于点C,且△ABC面积为60.
(1)求点C的坐标及直线BC的表达式;
(2)若M为线段BC上一点,直线AM把△ABC的面积分成两部分,这两部分的面积之比为1:2,求M的坐标;
(3)在(2)的条件下,当△ABM的面积为20时,点E为直线AM上一动点,在x轴上是否存在点D,使以点D、E、B、C为顶点的四边形为平行四边形?若存在,直接写出点D的坐标;若不存在,请说明理由.
8.如图,在平面直角坐标系中,直线y=﹣x+4分别交x轴、y轴于A、B两点,直线BC与x轴交于点C(﹣2,0),点P是线段AB上的一个动点(点P与点A、点B不重合).
(1)求直线BC的函数解析式;
(2)若△AOP是等腰三角形,求点P的坐标;
(3)在线段BC上存在一点Q,使得四边形COPQ是平行四边形,求此时点Q的坐标.
9.如图1,直线分别交x轴,y轴于点B和点A,直线l2:y=kx+b分别交x轴,y轴于点D和点C,l1和l2交于点E(﹣2,a),已知.
(1)求直线l2的解析式;
(2)如图2,连接AD,将△DAB绕点D顺时针旋转90°得到△DA′B',边A'B'所在直线交y轴于点H,求出点H的坐标;
(3)在(2)的条件下,将直线l2平移经过点B,得直线l3,将△AOB沿直线l3平移得到△A1O1B1,其中边A1B1所在直线与x轴交于点F,点G是直线l2上的一个动点,当以H、B1、F、G为顶点的四边形是以FG为边的平行四边形时,求出此时点O1的坐标.
10.如图,在平面直角坐标系中,一次函数l1:y=2x+4的图象分别交x轴,y轴于A,B两点,l2:y=kx+b的图象分别交x轴,y轴于D,C两点,直线l1,l2相交于点E,OA=OC,OB=OD.
(1)求A,B两点的坐标;
(2)连接OE,求线段AE,OE,CE三者之间的数量关系;
(3)设线段AB的中点为M,点N为直线l2上一点,点P为坐标系内一点,且以O,M,N,P为顶点的四边形为矩形,求出所有符合条件的点N的坐标.
题型三 动点角度问题
11.如图,在平面直角坐标系中,点B(1,0),过点B的直线与y轴交于A点,直线y=x+4与x轴交于点D,与y轴交于点C,且两条直线相交于点E,直线m过点B且平行于y轴,点P是直线m上的一个动点.
(1)求点E的坐标;
(2)若S△PAE=4,求点P的坐标;
(3)连接DP,当∠DBE+2∠PDB=180°时,求点P的坐标.
12.如图,已知直线l1:y=kx﹣4与x轴交于点A,直线l2:y=2x+8与x轴,y轴分别交于点D和点B,且两直线交于点C,C点坐标为(﹣8,m).
(1)求k的值.
(2)在y轴上是否存在一点P,使得△BCP与△ABC面积相等?若存在,请求出p的坐标;若不存在,请说明理由.
(3)直线AB上是否存在点Q,使得∠BDQ=45°,若存在,求出Q的坐标;若不存在,请说明理由.
13.在平面直角坐标系中,已知直线l1:y=kx+b(k≠0)分别与x轴和y轴分别交于A、B两点,直线l2:y=﹣x+2与x轴和y轴分别交于C,D两点,与l1交于点G,其中A(﹣9,0)且.
(1)求直线l1的解析式;
(2)点P为直线l2上一个动点,连接PA,PB,当S△PAB=9时,求点P的坐标;
(3)已知点K为直线上的一个动点,若∠ABO﹣∠KGC=45°,请直接写出所有符合条件的点K的坐标,并写出求解点K的坐标的其中一种情况的过程.
14.如图1,已知一次函数的图象与x轴交于点C,与y轴交于点B,点C与点A关于y轴对称.
(1)求直线AB对应的函数表达式.
(2)M是x轴上的动点,过点M作y轴的平行线,交直线AB于点P,交直线BC于点Q.
①若△PQB的面积为,求点M的坐标;
②如图2,连接BM,若∠BMP=∠BAC,求点P的坐标.
15.如图,在平面直角坐标系xOy中,直线l1:y=kx+b的图象与x轴交于点A,与y轴交于点B(0,4),与直线交于点.
(1)求m的值及一次函数解析式;
(2)在直线l2上有一动点D,S△BCD=3S△BCO,求点D的坐标;
(3)点P是直线l2上有一动点,当∠PBA=∠BAO时,请求出点P的坐标.
题型四 动点面积问题
16.如图1,平面直角坐标系中,一次函数yx+2的图象分别交x轴、y轴于点A,B,一次函数y=﹣x+b的图象经过点B,并与x轴交于点C.
(1)直线BC的表达式为 ,并直接写出点A的坐标 ,点C的坐标 ;
(2)若点F为直线BC上的动点,当∠FAB=∠ABO时,请求出点F的坐标;
(3)如图2,已知点D(1,0),点F在直线BC上运动,连接DF,直线DF与直线AB交于点E,当△CDF与△BEF面积相等时,求出点E的坐标.
17.如图,在平面直角坐标系中,直线交x轴、y轴于A、B两点,直线y=kx+5交x轴、y轴的正半轴于D、C两点,OC=OD,两直线相交于点E.
(1)求k的值与线段AB的长;
(2)若F为线段AE上的动点,G为线段DE上的动点,当△ODG≌△GFO时,求点G的坐标;
(3)若F为直线AB上一动点,连接FC、FD,当S△CDF=10时,试求点F的坐标.
18.如图,直线y=﹣2x+7与x轴、y轴分别相交于点C、B.与直线yx相交于点A.
(1)求A点坐标;
(2)如果在y轴上存在一点P,使△OAP是以OA为底边的等腰三角形,求P点坐标;
(3)在直线y=﹣2x+7上是否存在点Q,使△OAQ的面积等于6?若存在,请求出Q点的坐标,若不存在,请说明理由.
19.如图,在平面直角坐标系xOy中,一次函数的图象与x轴相交于点A,与y轴相交于点B,与正比例函数相交于点C.点D在线段OC上(不与点O,C重合),▱DEBF的顶点E,F分别在线段BC,OB上.设点D的横坐标为m.
(1)求BF的长(用含m的代数式表示);
(2)求▱DEBF面积的最大值.
20.如图(1),在平面直角坐标系中,直线yx+4交坐标轴于A、B两点,过点C(﹣4,0)作CD交AB于D,交y轴于点E.且△COE≌△BOA.
(1)求B点坐标为 ;线段OA的长为 ;
(2)确定直线CD解析式,求出点D坐标;
(3)如图2,点M是线段CE上一动点(不与点C、E重合),ON⊥OM交AB于点N,连接MN.
①点M移动过程中,线段OM与ON数量关系是否不变,并证明;
②当△OMN面积最小时,求点M的坐标和△OMN面积.
题型五 线段最小值问题
21.如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,BC=3,AC=4,M为斜边AB上一动点,过M分别作MD⊥AC于点D,作ME⊥CB于点E.
(1)求证:四边形DMEC是矩形.
(2)求线段DE的最小值.
22.如图,在平面直角坐标系xOy中,四边形OABC的顶点是O(0,0),A(2,2),B(4,2),C(4,0),点P是x轴上一动点,连接OB,AP.
(1)求直线OB的解析式;
(2)若∠PAO=∠AOB,求点P的坐标;
(3)当点P在线段OC(点P不与点C重合)上运动时,设PA与线段OB相交于点D,以DA,DC为边作平行四边形ADCE,连接BE,求BE的最小值.
23.已知:如图,已知直线AB的函数解析式为y=2x+10,与y轴交于点A,与x轴交于点B.
(1)求A、B两点的坐标;
(2)若点P(a,b)为线段AB上的一个动点,作PE⊥y轴于点E,PF⊥x轴于点F,连接EF,问:
①若△PBO的面积为S,求S关于a的函数关系式;
②是否存在点P,使EF的值最小?若存在,求出EF的最小值;若不存在,请说明理由.
24.如图,直线y=﹣2x+4交x轴于点A,交y轴于点B,点P为线段OB上一个动点,连接AP.
(1)如图1,若点P为线段OB中点,求△PAB的面积.
(2)如图2,经过点P的直线l:y=kx﹣k+2(k≠﹣2)交x轴于点C,交直线y=﹣2x+4于点D.当P为线段CD的中点时,求k的值.
(3)如图3,以AP为边在AP的下方作等边三角形APQ,连接OQ.当OQ取最小值时,求点P的坐标.
25.如图,直线l:yx+4分别与x轴,y轴交于A,B两点,在OB上取一点C(0,1),以线段BC为边向右作正方形BCDE,正方形BCDE沿CD的方向以每秒1个单位长度的速度向右做匀速运动,设运动时间为t秒(t>0).
(1)求A,B两点的坐标;
(2)在正方形BCDE向右运动的过程中,若正方形BCDE的顶点落在直线l上,求t的值;
(3)设正方形BCDE两条对角线交于点P,在正方形向右运动的过程中,是否存在实数t,使得OP+PA有最小值?若存在,求出t的值;若不存在,请说明理由.
题型六 三角形周长最值问题
26.在平面直角坐标系xOy中,点A在y轴的正半轴上,点B在x轴的正半轴上,OA=OB=10,点P是x轴上的动点.
(1)求直线AB的解析式;
(2)当S△OAP时,求点P的坐标;
(3)若点P为线段OB的中点,点M是线段OA上的动点,点N是线段AB上的动点,当△PMN的周长取得最小值时,求点M和点N的坐标.
27.如图,在平面直角坐标系xOy中,已知△AOB是等边三角形,OA=OB=AB=10,点,动点P从点O出发,以每秒2个单位长度的速度沿OA匀速运动,动点Q同时从点B出发以同样的速度沿BO匀速运动,当点P到达点A时,点P,Q同时停止运动.
(1)当t= 时,△OPQ为等腰三角形;
(2)如图2,当t=1秒时,连接AQ,过点A作∠CAB=∠AQO,且AC=AQ,连接OC交AB于点D,求的值;
(3)如图3,点E是OB的中点,连接PE,△OPE沿直线PE翻折,得△O′PE,连接AO′,直接写出△AO′P的周长的最小值.
28.如图,在平面直角坐标系xOy中,矩形OABC的边OA在x轴上,且OC=2,过点A的直线y=﹣x+3交边BC于点P.
(1)求点A,点P的坐标;
(2)已知点D在x轴上,且△APD为等腰直角三角形,求出点D坐标;
(3)如图2,在x轴上另有一点G的坐标为(2,0),请在直线AP和y轴上分别找一点M、N,使△GMN的周长最小,并求出此时点M的坐标和△GMN周长的最小值.
29.如图,在平面直角坐标系中,已知一次函数的图象与x轴,y轴分别交于A,B两点,以AB为边在第二象限内作正方形ABCD.
(1)求正方形ABCD的面积;
(2)求点C和点D的坐标;
(3)在x轴上是否存在点M,使△MDB的周长最小?若存在,请求出点M的坐标;若不存在,请说明理由.
30.如图,在平面直角坐标系xOy中,直线l1:y=x+2分别与x轴,y轴相交于A,B两点,直线l2:y=kx+4分别与x轴正半轴,y轴相交于C,D两点,与直线l1相交于点E.
(1)求点D的坐标及∠BAO的度数;
(2)当△ACE是以CE为腰的等腰三角形时,求点E的坐标;
(3)在(2)的条件下,将线段AE进行平移得到线段FG,其中点A,E的对应点分别为点F,G,且点F在△ACE的内部,连接AF,CF,CG,EG,EF,当S四边形CFEG=3S△ACF时,求△ACF的周长的最小值.
题型七 线段数量关系问题
31.定义:我们把称为y=ax+b(a≠0,b,c为常数)的互倒一次函数.
(1)请你写出y=2x﹣3的其中一个互倒一次函数 ;
(2)如图1,y=3x与是一对互倒一次函数,点A是y=3x在第一象限图象上的任意一点,过点A作AB⊥x轴于点B,交于点C.求证:△AOB∽△OCB;
(3)如图2,与(d≠0)相交于点Q,与y轴相交于点P,请判断是否为定值.若是,请求出这个定值;若不是,请说明理由.
32.如图1,在平面直角坐标系xOyxOy中,点A在y轴的正半轴上,点B在第一象限内,连接AB,OB,OA=OB,过点A作AC∥OB交x轴负半轴于点C,∠BOC=150°.
(1)求证:△OAB是等边三角形.
(2)若OB所在的直线方程为,且点B的纵坐标为2,求直线AC的表达式.
(3)过点B作BD⊥BO,且BD=BO,连接OD,BE是OD边上的中线,连接AD交BE于点F(如图2),请探究AF,BF与DF之间的数量关系,并证明你的结论.
33.已知在平面直角坐标系中,A(2,0),点B是直线y=x上的动点,以AB为边作正方形ABCD,点A,B,C,D按顺时针方向排序.
(1)如图,若点D在x轴上,求点C的坐标;
(2)当点B不与原点重合时,
①连接AC,猜想∠OAC与∠ABO的数量关系,直接写出结论;
②过点C作CH⊥y轴,垂足为H,是否为定值?若是,求出该定值;若不是,请说明理由.
34.如图1,直线y=x+4与x轴、y轴分别交于A,B两点,C是OA的中点.
(1)求直线BC的函数表达式;
(2)若P是x轴正半轴上一点,过点P作PD⊥BC于点D,且PD=BC,依题意补全图1,并求点P的坐标;
(3)如图2,若Q是AB上一点,且∠QCA=∠BCO,连接OQ,CQ,用等式表示线段OQ,CQ,BC之间的数量关系,并证明.
35.【阅读材料】建系法:我们通常可以通过构建平面直角坐标系,借助点坐标、函数等方法,把几何关系转化成代数关系解决数学问题.
【初步运用】如图1,将边长分别为6,4,2的三个正方形拼接在一起,它们的底边在同一直线上,则图中阴影部分的面积为多少?
解决这道题目方法很多,其中一种就是“建系法”,请补全以下解题思路.(直接写出答案)
解题思路:
①如图2,以直线BC为x轴,直线AB为y轴,点B为原点建立平面直角坐标系;
②由题意得,点A坐标为(0,6),点G坐标为(6,4),点F坐标为 ,点H坐标为(12,0);
③由点A和点H的坐标求出直线AH的表达式为 .
④因为点M的横坐标为6,且点M在直线AH上,所以代入横坐标即可求出纵坐标.
⑤同理求出点N坐标,得到线段GM和线段FN的长,从而求出阴影部分直角梯形的面积为 .
【迁移探究】如图3,长方形ABCD中,∠ABC=∠BCD=∠CDA=∠DAB=90°,AB=CD=4,AD=BC=6,AD∥BC,AB∥CD,点E是边AD上的一点,AE=AB,BE交AC于点F.
(1)请用“建系法”求四边形EFCD的面积;(要求:建立直角坐标系时,把长方形的边放在坐标轴上,并把长方形置于第一象限.)
(2)如图4,若过点F的直线与x轴、y轴分别交于点M、N,当△MBN面积最小时,求出直线MN的表达式;
(3)在(2)的条件下,G为线段BM上的一个动点,H点在y轴的负半轴上,若GM+BH=GH,则∠GFH的大小是否发生变化,若不变,请求出度数,若变化,请说明理由.
参考答案与试题解析
1.如图1,在平面直角坐标系中,直线AB分别交x轴,y轴于A(3,0),B(0,6)两点.
(1)求直线AB的函数解析式;
(2)P是直线AB上一动点,且△BOP的面积是△AOP的面积的2倍,求点P坐标;
(3)如图2,在直线l:y=3上是否存在点Q,使得△ABQ是等腰直角三角形?若存在,请求出所有符合条件的点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
【分析】(1)用待定系数法可得直线AB的函数解析式为y=﹣2x+6;
(2)设P(t,﹣2t+6),当P在第一象限时,求出S△BOPOB•xP6t=3t,S△AOPOA•yP3(﹣2t+6)=﹣3t+9,故3t=2(﹣3t+9),可得P(2,2);当P在第四象限时,S△BOPOB•xP6t=3t,S△AOPOA•(﹣yP)3(2t﹣6)=3t﹣9,故3t=2(3t﹣9),可得P(6,﹣6);
(3)设Q(m,3),求出AB2=45,AQ2=(m﹣3)2+9,BQ2=m2+9,①当AB=AQ时,45=(m﹣3)2+9,解得m=﹣3或m=9,再根据勾股定理得m=9符合条件,此时Q(9,3);②当AB=BQ时,45=m2+9,解得m=6或m=﹣6,由勾股定理知m=﹣6符合条件,此时Q﹣69,3),③当AQ=BQ时,(m﹣3)2+9=m2+9,解得m,此时BQ2+AQ2≠AB2,故△ABQ不是等腰直角三角形,这种情况舍去.
【解答】解:(1)设直线AB的函数解析式为y=kx+b,
把A(3,0),B(0,6)代入得:,
解得,
∴直线AB的函数解析式为y=﹣2x+6;
(2)设P(t,﹣2t+6),
当P在第一象限时,如图:
∵S△BOPOB•xP6t=3t,S△AOPOA•yP3(﹣2t+6)=﹣3t+9,
∴3t=2(﹣3t+9),
解得t=2,
∴P(2,2);
当P在第四象限时,如图:
∵S△BOPOB•xP6t=3t,S△AOPOA•(﹣yP)3(2t﹣6)=3t﹣9,
∴3t=2(3t﹣9),
解得t=6,
∴P(6,﹣6);
综上所述,P的坐标为(2,2)或(6,﹣6);
(3)设Q(m,3),
∵A(3,0),B(0,6),
∴AB2=45,AQ2=(m﹣3)2+9,BQ2=m2+9,
①当AB=AQ时,45=(m﹣3)2+9,
解得m=﹣3或m=9,
若m=﹣3,则AB2=45=AQ2,BQ2=(﹣3)2+9=18,
∴AB2+AQ2≠BQ2,△ABQ是等腰三角形,但不是等腰直角三角形,这种情况舍去;
若m=9,则AB2=45=AQ2,BQ2=92+9=90,
∴AB2+AQ2=BQ2,△ABQ是等腰直角三角形,此时Q(9,3);
②当AB=BQ时,45=m2+9,
解得m=6或m=﹣6,
当m=6时,AB2=45=BQ2,AQ2=(6﹣3)2+9=18,
∴AB2+BQ2≠AQ2,△ABQ是等腰三角形,但不是等腰直角三角形,这种情况舍去;
当m=﹣6时,AB2=45=BQ2,AQ2=(﹣6﹣3)2+9=90,
∴AB2+BQ2=AQ2,△ABQ是等腰直角三角形,此时Q(﹣6,3);
③当AQ=BQ时,(m﹣3)2+9=m2+9,
解得m,
∴BQ2+AQ2=(9)+(3)2+9,
而AB2=45,
∴BQ2+AQ2≠AB2,
∴△ABQ不是等腰直角三角形,这种情况舍去;
综上所述,Q的坐标为(9,3)或(﹣6,3).
【点评】本题考查一次函数综合应用,涉及待定系数法,三角形面积,等腰直角三角形的判定等,解题的关键是分类讨论思想的应用.
2.如图,在平面直角坐标系中,直线y1=x+1与x轴、y轴分别交A、B两点,与直线相交于点C(2,m).
(1)求m和b的值;
(2)若直线与x轴相交于点D,动点P从点D开始,以每秒1个单位的速度向x轴负方向运动,设点P的运动时间为t秒.
①若点P在线段DA上,且△BCP的面积为6,求t的值;
②是否存在t的值,使△ACP为等腰三角形?若存在,求出t的值;若不存在,请说明理由.
【分析】(1)把C(2,m)代入y1=x+1得:m=2+1=3,故C(2,3),把C(2,3)代入y2=﹣x+b得:3=﹣1+b,解得:b=4;
(2)①过P作PK∥AB交y轴于K,连接CK,求出B(0,1),C(2,3),由PK∥AB,知S△BCK=S△BCP=6,设K(0,k),即可得(1﹣k)×2=6,解得k=﹣5,K(0,﹣5),故直线PK解析式为y=x﹣5,可得P(5,0),而D(8,0),从而可求t的值为3;
②求出A(﹣1,0),P(8﹣t,0),故AC2=18,AP2=(8﹣t+1)2=(9﹣t)2,CP2=(8﹣t﹣2)2+9=(6﹣t)2+9,分三种情况列方程即可解得答案.
【解答】解:(1)把C(2,m)代入y1=x+1得:m=2+1=3,
∴m的值为3;
∴C(2,3),
把C(2,3)代入y2x+b得:3=﹣1+b,
解得:b=4,
∴b的值为4;
(2)①过P作PK∥AB交y轴于K,连接CK,如图:
在y1=x+1中,令x=0得y=1,
∴B(0,1),
联立,解得,
∴C(2,3),
∵PK∥AB,
∴S△BCK=S△BCP=6,
∴BK•xC=6,
设K(0,k),
∴BK=1﹣k,
∴(1﹣k)×2=6,
解得k=﹣5,
∴K(0,﹣5),
∴直线PK解析式为y=x﹣5,
令y=0得x=5,
∴P(5,0),
在yx+4中,令y=0得x=8,
∴D(8,0),
∴PD=8﹣5=3,
∵动点P从点D开始,以每秒1个单位的速度向x轴负方向运动,
∴t=PD÷1=3÷1=3,
∴t的值为3;
②存在t的值,使△ACP为等腰三角形,理由如下:
在y=x+1中,令y=0得x=﹣1,
∴A(﹣1,0),
∵动点P从点D开始,以每秒1个单位的速度向x轴负方向运动,D(8,0),
∴P(8﹣t,0),
∵C(2,3),
∴AC2=18,AP2=(8﹣t+1)2=(9﹣t)2,CP2=(8﹣t﹣2)2+9=(6﹣t)2+9,
当AC=AP时,18=(9﹣t)2,
解得t=9﹣3或t=9+3;
当AC=CP时,18=(6﹣t)2+9,
解得t=3或t=9(此时P,A重合,舍去),
当AP=CP时,(9﹣t)2=(6﹣t)2+9,
解得t=6;
综上所述,t的值为9﹣3或9+3或3或6.
【点评】本题考查一次函数综合应用,涉及待定系数法,三角形面积,等腰三角形判定等知识,解题的关键是分类讨论思想的应用.
3.如图,直线AB交x轴于点A(﹣4,0),交y轴于点B(0,2),点E(﹣2,a)在直线AB的上方.
(1)若S△ABE=4,求a的值;
(2)是否存在点E,使得△ABE是直角三角形?若存在,求出点E的坐标;若不存在,请说明理由.
【分析】(1)过E作EM∥y轴交AB于M,用待定系数法求出直线AB解析式为yx+2,可得M(﹣2,1),EM=a﹣1,根据S△ABE=4,有(a﹣1)×4=4,即可解得a的值为3;
(2)求出AB2=20,AE2=4+a2,BE2=4+(a﹣2)2,①当AB为斜边时,20=4+a2+4+(a﹣2)2,②当AE为斜边时,20+4+(a﹣2)2=4+a2,③BE为斜边时,20+4+a2=4+(a﹣2)2,分别解方程可得答案.
【解答】解:(1)过E作EM∥y轴交AB于M,如图:
设直线AB解析式为y=kx+b,
把A(﹣4,0),B(0,2)代入得:,
解得,
∴直线AB解析式为yx+2,
令x=﹣2得y=﹣1+2=1,
∴M(﹣2,1),
∵E(﹣2,a),
∴EM=a﹣1,
∵S△ABE=4,
∴EM•|xA﹣xB|=4,即(a﹣1)×4=4,
解得a=3,
∴a的值为3;
(2)存在点E,使得△ABE是直角三角形,理由如下:
∵A(﹣4,0),B(0,2),E(﹣2,a),
∴AB2=20,AE2=4+a2,BE2=4+(a﹣2)2,
①当AB为斜边时,20=4+a2+4+(a﹣2)2,
解得a1或a1,
∵点E在直线AB的上方,
∴E(﹣2,1);
②当AE为斜边时,20+4+(a﹣2)2=4+a2,
解得a=6,
∴E(﹣2,6);
③BE为斜边时,20+4+a2=4+(a﹣2)2,
解得a=﹣4(舍去),
综上所述,E的坐标为(﹣2,1)或(﹣2,6).
【点评】本题考查一次函数综合应用,涉及待定系数法,三角形面积,勾股定理的逆定理等,解题的关键是分类讨论思想的应用.
4.如图,在平面直角坐标系中,直线l1与x轴、y轴分别交于点A(4,0),B(0,﹣2),直线l2:y=﹣4x+m经过点C(1,0),且交y轴于点D,直线l2与直线l1交于点E.
(1)求直线l1的解析式;
(2)求△BDE的面积;
(3)过点A,D作直线AD,并将直线AD向上平移3个单位后交l1于点F,连接OF,若点P是y轴上一动点,连结PF,当△POF为等腰三角形时,请直接写出点P的坐标.
【分析】(1)设待定系数法可得直线l1的解析式为yx﹣2;
(2)把C(1,0)代入y=﹣4x+m得:0=﹣4+m,可得直线l2解析式为y=﹣4x+4,求出点,D(0,4),用三角形面积公式可得△BDE的面积为4;
(3)由A(4,0),D(0,4)得yAD=﹣x+4,将直线AD向上平移3个单位得y=﹣x+7,可得F(6,1),设P(0,m),则OP2=m2,OF2=37,PF=36+(m﹣1)2,分三种情况列方程可解得答案.
【解答】解:(1)设直线l1:y=kx+b(k≠0),
把点A(4,0),B(0,﹣2)代入y=kx+b(k≠0)得:
∴,
解得:,
∴直线l1的解析式为yx﹣2;
(2)∵y=﹣4x+m的图象经过点C(1,0),
∴把C(1,0)代入y=﹣4x+m得:0=﹣4+m,
解得:m=4,
∴直线l2解析式为y=﹣4x+4,
联立,
解得:,
∴点,
在y=﹣4x+4中,当x=0时y=4,
∴D(0,4),
∴,
∴△BDE的面积为4;
(3)由A(4,0),D(0,4)得yAD=﹣x+4,
将直线AD向上平移3个单位得y=﹣x+7,
联立,
解得:,
∴F(6,1),
设P(0,m),
∴OP2=m2,OF2=37,PF=36+(m﹣1)2,
①当OP=OF时,m2=37,
解得m=±,
∴P(0,)或(0,);
②当OP=PF时,m2=36+(m﹣1)2,
解得m,
∴P(0,);
③当OF=PF时,37=36+(m﹣1)2,
解得m=0(舍去)或m=2,
∴P(0,2);
综上所述,P的坐标为(0,)或(0,)或(0,)或(0,2).
【点评】本题考查一次函数的综合应用,涉及待定系数法,三角形面积,等腰三角形判定等,解题的关键是分类讨论思想的应用.
5.【探索发现】如图1,等腰直角三角形ABC中,∠ACB=90°,CB=CA,直线DE经过点C,过A作AD⊥DE于点D.过B作BE⊥DE于点E,则△BEC≌△CDA,我们称这种全等模型为“k型全等”(不需要证明).
【迁移应用】已知:直线y=kx+6(k≠0)的图象与x轴、y轴分别交于A、B两点.
(1)如图2,当时,在第一象限构造等腰直角△ABE,∠ABE=90°;
①直接写出OA= 8 ,OB= 6 ;
②点E的坐标 (6,14) ;
(2)如图3,当k的取值变化,点A随之在x轴负半轴上运动时,在y轴左侧过点B作BN⊥AB,并且BN=AB,连接ON,问△OBN的面积是否发生变化?若不变,求出其面积值;若变,请说明理由;
(3)【拓展应用】如图4,当时,Q是直线AB上的动点,点C在x轴上的坐标为(10,0),动点P的坐标为(n,﹣4),当△PQC是以CQ为斜边的等腰直角三角形时,点Q的坐标是 或(8,﹣6) .(直接写出答案即可)
【分析】(1)①若,则直线与x轴,y轴分别交于A(8,0),B(0,6)两点,即可求解;②过点E作EF⊥y轴,垂足为F,证明△AOB≌△BFE,由全等三角形的性质可得BF=AO=8,EF=BO=6,即可求解;
(2)当k的取值变化,点A随之在x轴负半轴上运动时,过点N作NK⊥y轴,垂足为K,证明△AOB≌△BKN,由全等三角形的性质得NK=BO=6,根据三角形的面积公式即可求解;
(3)过点P作PS⊥x轴于S,过点Q作QT⊥PS于T,证明△PCS≌△QPT,可分两种情况讨论,由全等三角形的性质得QT=PS,PT=SC,进而可得点Q的坐标,然后将点Q的坐标代入求得n的值,即可求解.
【解答】解:(1)①OA=8,OB=6;理由如下:
当时,直线AB解析式为,
令x=0,则y=6,即B(0,6),
令y=0,则有,
解得x=8,即A(8,0),
OA=8,OB=6.
故答案为:8,6;
②过点E作EF⊥y轴,垂足为F,如图2,
∵△ABE为等腰直角三角形,∠ABE=90°,
∴AB=BE,∠ABO+∠EBF=90°,
又∵∠EBF+∠BEF=90°,
∴∠ABO=∠BEF,
在△AOB和△BFE中,
,
∴△AOB≌△BFE(AAS),
∴BF=AO=8,EF=BO=6,
∴OF=OB+BF=8+6=14,
∴E(6,14).
故答案为:(6,14);
(2)△OBN的面积不发生变化;理由如下:
如图,过点N作NK⊥y轴,垂足为K,
则∠AOB=∠BKN=90°,
∵BN⊥AB,BN=AB,
∴∠ABO+∠NBK=90°,
又∵∠NBK+∠BNK=90°,
∴∠ABO=∠BNK,
在△AOB和△BKN中,
,
∴△AOB≌△BKN(AAS),
∴NK=BO=6,
∴,
∴当k的取值变化时,△OBN的面积是定值,S△OBN=18;
(3)点Q的坐标是或(8,﹣6);理由如下:
当n<10时,如图4,过点P作PS⊥x轴于S,过点Q作QT⊥PS于T,
∴∠CSP=∠PTQ=90°,
∵∠2+∠3=90°,
又∵∠CPQ=90°,
∴∠1+∠2=90°,
∴∠1=∠3,
又∵PC=PQ,∠CAP=∠PTQ=90°,
∴△PCS≌△QPT(AAS).
∴QT=PS=4,PT=SC=10﹣n,
∴ST=14﹣n,
∴点Q的坐标为(4+n,n﹣14),
∵,
∴直线,将点Q的坐标代入,
可得,,
解得,
∴,,
∴点Q的坐标为;
当n>10时,过点P作PS⊥x轴于S,过点Q作QT⊥PS于T,
∴∠CSP=∠PTQ=90°,
∵∠CPS+∠3=90°,
∵∠CPQ=90°,
∴∠CPS+∠PQT=90°,
∴∠PQT=∠PCS,
又∵PC=PQ,∠CAP=∠PTQ=90°,
∴△PCS≌△QPT(AAS),
∴QT=PS=4,PT=SC=n﹣10,
∴ST=n﹣6,
∴点Q的坐标为(n﹣4,6﹣n),
∵,
∴直线,将点Q的坐标代入,
可得,
解得n=12,
∴n﹣4=8,6﹣n=﹣6,
∴点Q的坐标为(8,﹣6).
综上所述,点Q的坐标为或(8,﹣6),
故答案为:或(8,﹣6).
【点评】本题是一次函数综合题,主要考查了一次函数的图象及性质、坐标与图形、等腰直角三角形的性质、全等三角形的判定与性质等知识,熟练掌握一次函数的图象及性质,正确作出辅助线构造全等三角形解题是关键.
6.如图,已知直线y=kx+b经过A(6,0)、B(0,3)两点.
(1)求直线y=kx+b的解析式;
(2)若C是线段OA上一点,将线段CB绕点C顺时针旋转90°得到CD,此时点D恰好落在直线AB上.
①求点C和点D的坐标;
②若点P在y轴上,Q在直线AB上,是否存在以C、D、P、Q为顶点的四边形是平行四边形?若存在,直接写出所有满足条件的点Q坐标,否则说明理由.
【分析】(1)根据点A,B的坐标,利用待定系数可求出直线AB的表达式;
(2)①证明△BOC≌△CED,利用全等三角形的性质可求出DE、OC的长,进而可得出点C、D的坐标;
②设点Q的坐标为(n,n+3),分CD为边和CD为对角线两种情况考虑:当CD为边时,由C,D的坐标及点P的横坐标可求出n值,进而可得出点Q的坐标;当CD为对角线时,由C,D的坐标及点P的横坐标,利用平行四边形的对角线互相平分可求出n值,进而可得出点Q的值.综上,此题得解.
【解答】解:(1)将A(6,0),B(0,3)代入y=kx+b得:
,解得:,
∴直线AB的表达式为yx+3;
(2)①∵∠BOC=∠BCD=∠CED=90°,
∴∠OCB+∠DCE=90°,∠DCE+∠CDE=90°,
∴∠BCO=∠CDE.
在△BOC和△CED中,
,
∴△BOC≌△CED(AAS),
∴OC=DE,BO=CE=3.
设OC=DE=m,则点D的坐标为(m+3,m),
∵点D在直线AB上,
∴m(m+3)+3,
∴m=1,
∴点C的坐标为(1,0),点D的坐标为(4,1);
②存在,设点Q的坐标为(n,n+3).
分两种情况考虑,
当CD为边时,
∵点C的坐标为(1,0),点D的坐标为(4,1),点P的横坐标为0,
∴0﹣n=4﹣1或n﹣0=4﹣1,
∴n=﹣3或n=3,
∴点Q的坐标为(3,)或(﹣3,);
当CD为对角线时,
∵点C的坐标为(1,0),点D的坐标为(4,1),点P的横坐标为0,
∴n+0=1+4,
∴n=5,
∴点Q″的坐标为(5,).
综上所述:存在以C、D、P、Q为顶点的四边形是平行四边形,点Q的坐标为(3,)或(﹣3,)或(5,).
【点评】本题是一次函数综合题,考查了待定系数法求一次函数解析式、一次函数图象上点的坐标特征、全等三角形的判定与性质以及平行四边形的性质,解题的关键是:(1)根据点的坐标,利用待定系数法求出直线AB的表达式;(2)利用全等三角形的判定和性质求解;(3)分CD为边和CD为对角线两种情况,利用平行四边形的性质求出点Q的坐标.
7.如图,在平面直角坐标系中,直线y=2x+10与x轴交于点A,与y轴交于点B,过点B的另一直线交x轴正半轴于点C,且△ABC面积为60.
(1)求点C的坐标及直线BC的表达式;
(2)若M为线段BC上一点,直线AM把△ABC的面积分成两部分,这两部分的面积之比为1:2,求M的坐标;
(3)在(2)的条件下,当△ABM的面积为20时,点E为直线AM上一动点,在x轴上是否存在点D,使以点D、E、B、C为顶点的四边形为平行四边形?若存在,直接写出点D的坐标;若不存在,请说明理由.
【分析】(1)根据题意求出A、B点的坐标,再根据△ABC的面积即可求出C点坐标,最后根据B、C点的坐标用待定系数法求的直线BC函数解析式即可;
(2)分两种情况,利用三角形的面积公式即可求解;
(3)求出直线AM的表达式,分三种情形:①当BC为平行四边形的边,四边形BCDE为平行四边形时,②当BC为平行四边形的边,四边形BDEC为平行四边形时,③当BC为平行四边形的对角线时,利用平行四边形的性质即可解决问题.
【解答】解:(1)直线y=2x+10与x轴交于点A,与y轴交于点B,
∴A(﹣5,0),B(0,10),
即OA=5,OB=10,
∵△ABC面积为60,
∴,
∴OC=7,
∴C(7,0),
设直线BC的表达式为y=kx+b,
将点B、C的坐标代入一次函数表达式得:,
解得:,
∴直线BC的表达式为:;
(2)令,
∵A(﹣5,0),C(7,0),
∴AC=12,
①当时,即,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴;
②若当时,即,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴.
综上所述,M的坐标为(,)或(,);
(3)当△ABM的面积为20时,△ABCM的面积为60﹣20=40,
由(2)知,此时M(,),
设直线AM的表达式为y=k′x+b′,
将点A、M的坐标代入一次函数表达式得:,
解得:,
∴直线AM的表达式为:yx.
①当BC为平行四边形的边,四边形BCDE为平行四边形时,如图:
∵B(0,10),BE∥CD,BE=CD,
∴点E的纵坐标是10,
∵点E为直线AM上一动点,直线AM的表达式为:yx.
∴x10,解得:x=6,
∴E (6,10),
∴BE=CD=6,
∵C(7,0),
∴D(13,0);
②当BC为平行四边形的边,四边形BDEC为平行四边形时,如图:过点E作EF⊥x轴于F,
∵四边形BDEC为平行四边形,
∴BC=ED,∠DBC=∠CED,BD=EC,
∴△BDC≌△ECD(SAS),
∴EF=OB,
∵B(0,10),
∴EF=OB=10,
∴点E的纵坐标是﹣10,
∵点E为直线AM上一动点,直线AM的表达式为:yx.
∴x10,解得:x=﹣16,
∴OF=16,
在Rt△BOC和Rt△EFD中,
,
∴Rt△BOC≌Rt△EFD(HL),
∴DF=OC,
∵C(7,0),
∴DF=7,
∴OD=7+16=23,
∴D(﹣23,0);
③当BC为平行四边形的对角线时,
∵B(0,10),BE∥CD,BE=CD,
∴点E的纵坐标是10,
∵点E为直线AM上一动点,直线AM的表达式为:yx.
∴x10,解得:x=6,
∴E (6,10),
∴BE=CD=6,
∵C(7,0),
∴D(1,0).
综上,存在,满足条件的点D的坐标为(13,0)或(﹣23,0)或(1,0).
【点评】本题属于一次函数综合题,考查了待定系数法求函数解析式,三角形的面积,全等三角形的判定和性质,平行四边形的判定和性质等知识,解题的关键是学会用分类讨论的思想思考问题,学会添加常用辅助线,构造全等三角形解决问题.
8.如图,在平面直角坐标系中,直线y=﹣x+4分别交x轴、y轴于A、B两点,直线BC与x轴交于点C(﹣2,0),点P是线段AB上的一个动点(点P与点A、点B不重合).
(1)求直线BC的函数解析式;
(2)若△AOP是等腰三角形,求点P的坐标;
(3)在线段BC上存在一点Q,使得四边形COPQ是平行四边形,求此时点Q的坐标.
【分析】(1)求出B(0,4),再用待定系数法法可得直线BC的函数解析式为y=2x+4;
(2)设P(p,﹣p+4),可得OA2=16,AP2=(p﹣4)2+(﹣p+4)2=2p2﹣16p+32,OP2=p2+(﹣p+4)2=2p2﹣8p+16,分三种情况列方程即可解得答案;
(3)由四边形COPQ是平行四边形,知BC∥OP,可得直线OP解析式为y=2x,联立,即可解得P(,),在y=2x+4中,令y中得Q(,).
【解答】解:(1)在y=﹣x+4中,令x=0得y=4,令y=0得x=4,
∴A(4,0),B(0,4),
设直线BC的函数解析式为y=kx+b,
把B(0,4),C(﹣2,0)代入得:,
解得,
∴直线BC的函数解析式为y=2x+4;
(2)设P(p,﹣p+4),其中0<p<4,
∵A(4,0),O(0,0),
∴OA2=16,AP2=(p﹣4)2+(﹣p+4)2=2p2﹣16p+32,OP2=p2+(﹣p+4)2=2p2﹣8p+16,
若AP=OA,则2p2﹣16p+32=16,
解得p=4+2(舍去)或p=4﹣2,
∴P(4﹣2,2);
若OP=OA,则2p2﹣8p+16=16,
解得p=0(舍去)或p=4(舍去);
若OP=AP,则2p2﹣16p+32=2p2﹣8p+16,
解得p=2,
∴P(2,2);
综上所述,P的坐标为(4﹣2,2)或(2,2);
(3)如图:
∵四边形COPQ是平行四边形,
∴BC∥OP,
由直线BC的函数解析式为y=2x+4可知,直线OP解析式为y=2x,
联立,
解得,
∴P(,),
在y=2x+4中,令y中得:2x+4,
解得x,
∴Q(,).
【点评】本题考查一次函数综合应用,涉及待定系数法,等腰三角形判定与性质,平行四边形判定与性质,解题的关键是分类讨论思想的应用.
9.如图1,直线分别交x轴,y轴于点B和点A,直线l2:y=kx+b分别交x轴,y轴于点D和点C,l1和l2交于点E(﹣2,a),已知.
(1)求直线l2的解析式;
(2)如图2,连接AD,将△DAB绕点D顺时针旋转90°得到△DA′B',边A'B'所在直线交y轴于点H,求出点H的坐标;
(3)在(2)的条件下,将直线l2平移经过点B,得直线l3,将△AOB沿直线l3平移得到△A1O1B1,其中边A1B1所在直线与x轴交于点F,点G是直线l2上的一个动点,当以H、B1、F、G为顶点的四边形是以FG为边的平行四边形时,求出此时点O1的坐标.
【分析】(1)用待定系数法求函数的解析式即可;
(2)作A'K⊥x轴交于K点,字母△AOD≌△DKA'(AAS),求出B'(2,5),即可求直线A'B'的解析式,则H点可求;
(3)求出直线l3的解析式,设B1(m,m﹣1),求出直线A1B1的解析式为yxm﹣1,可知,设,根据题意分两种情况讨论:当BF与HG分别为对角线时,当B1G与HF分别为对角线时,分别求出O1点坐标为(22,)或(﹣14,).
【解答】解:(1)令y=0,则 x=﹣3,即B(﹣3,0),
∴,
∴OD=2,
∴D(2,0),
令x=0,则y=4,即A(0,4),
∵E(﹣2,a)在直线上,
∴,
直线l:y=k+b分别过点E和点D,
∴;
(2)作A'K⊥x轴交于K点,
∴△AOD≌△DKA'(AAS),
∴DK=OA=4,AK=OD=2,
∴A(6,2),
∵BD=DB'=5,∠BDB'=90°,
∴B'(2,5),
∴直线,
∴;
(3)∵直线l2平移得直线l3,
设l3的解析式为yx+b,
将点B(﹣3,0)代入,可得1+b=0,
解得b=﹣1,
∴yx﹣1,
设B1(m,m﹣1),直线A1B1与直线AB平行,
∴直线A1B1的解析式为yxm﹣1,
∴,
设,
当BF与HG分别为对角线时,
,
∴m=19,
∴B1(19,),
∴O1(22,);
当B1G与HF分别为对角线时,
,
∴m=﹣17,
∴B1(﹣17,),
∴O1(﹣14,);
综上所述:O1点坐标为(22,)或(﹣14,).
【点评】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,三角形全等的判定及性质,旋转图形的性质,平行四边形的性质是解题的关键.
10.如图,在平面直角坐标系中,一次函数l1:y=2x+4的图象分别交x轴,y轴于A,B两点,l2:y=kx+b的图象分别交x轴,y轴于D,C两点,直线l1,l2相交于点E,OA=OC,OB=OD.
(1)求A,B两点的坐标;
(2)连接OE,求线段AE,OE,CE三者之间的数量关系;
(3)设线段AB的中点为M,点N为直线l2上一点,点P为坐标系内一点,且以O,M,N,P为顶点的四边形为矩形,求出所有符合条件的点N的坐标.
【分析】(1)x=0时,y=4,y=0时,x=﹣2,即可求A、B点坐标;
(2)求出直线CD的解析式,再求出E点坐标,分别求出AE、OE、CE的长,即可求解;
(3)设N(m,m+2),分三种情况:当OM⊥ON时,当OM⊥MN时,当MN⊥ON时,利用勾股定理分别求出m的值即可.
【解答】解:(1)y=2x+4中,x=0时,y=4,y=0时,x=﹣2,
∴A(﹣2,0),B(0,4);
(2)∵A(﹣2,0),B(0,4),
∴AO=2,OB=4,
∵OA=OC,OB=OD,
∴C(0,2),D(4,0),
∴直线CD的解析式为yx+2,
当x+2=2x+4时,解得x,
∴E(,),
∴AE,OE,CE,
∴AE2=OE2+CE2;
(3)∵A(﹣2,0),B(0,4),M是AB的中点,
∴M(﹣1,2),
设N(m,m+2),
∴OM2=5,ON2m2﹣2m+4,MN2m2+2m+1,
当OM⊥ON时,m2+2m+1m2﹣2m+4+5,
解得m=2,
∴N(2,1);
当OM⊥MN时,m2﹣2m+4m2+2m+1+5,
解得m,
∴N(,);
当MN⊥ON时,m2﹣2m+4m2+2m+1=5,
解得m=0,
∴N(0,2);
综上所述:N点坐标为(2,1)或(,)或(0,2).
【点评】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,矩形的性质,勾股定理是解题的关键.
11.如图,在平面直角坐标系中,点B(1,0),过点B的直线与y轴交于A点,直线y=x+4与x轴交于点D,与y轴交于点C,且两条直线相交于点E,直线m过点B且平行于y轴,点P是直线m上的一个动点.
(1)求点E的坐标;
(2)若S△PAE=4,求点P的坐标;
(3)连接DP,当∠DBE+2∠PDB=180°时,求点P的坐标.
【分析】(1)将点B代入函数解析式求出n的值,确定直线AB的解析式后再求E点坐标即可;
(2)根据S△PAE=S△PBE﹣S△PAB求出BP的长,从而求出P点坐标即可;
(3)作∠DBE的平分线交DP于点F,根据题意求得∠DFB=90°,设DP交直线于点G,证明△DBF≌△GBF(ASA),求得BD=BG,再利用勾股定理求得点G的坐标,利用待定系数法求得直线DG的解析式,可求得点P的坐标,再利用对称性即可求解.
【解答】解:(1)如图,
当x=1时,n=0,
解得n,
∴yx,
当x+4x时,解得x=﹣1,
∴E(﹣1,3);
(2)S△PAE=S△PBE﹣S△PABBP×1=4,
解得BP=8,
∴P(1,8)或(1,﹣8).
(3)作∠DBE的平分线交DP于点F,
∵∠DBE+2∠PDB=180°,
∴,
∴∠DBF+∠PDB=90°,
∴∠DFB=90°,
设DP交直线于点G,
∴BF⊥DG,
∵∠DBF=∠GBF,∠DFB=∠GFB=90°,BF=BF,
∴△DBF≌△GBF(ASA),
∴BD=BG,
在直线y=x+4中,
当y=0时,x+4=0,解得x=﹣4,
∴D(﹣4,0),
∴BD=1﹣(﹣4)=5,
∴BG=BD=5,
设,
又∵B(1,0),
∴,
整理得,
解得(舍去)或,
时,,
∴,
设直线DG的解析式为y=kx+b,
∴,
解得,
∴直线DG的解析式为,
当x=1时,,
∴点P的坐标为,
由对称性知点也符合题意,
综上,点P的坐标为或.
【点评】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,割补法求三角形面积是解题的关键.
12.如图,已知直线l1:y=kx﹣4与x轴交于点A,直线l2:y=2x+8与x轴,y轴分别交于点D和点B,且两直线交于点C,C点坐标为(﹣8,m).
(1)求k的值.
(2)在y轴上是否存在一点P,使得△BCP与△ABC面积相等?若存在,请求出p的坐标;若不存在,请说明理由.
(3)直线AB上是否存在点Q,使得∠BDQ=45°,若存在,求出Q的坐标;若不存在,请说明理由.
【分析】(1)求出C点坐标,再将C(﹣8,﹣8)代入y=kx﹣4,即可求k的值;
(2)分别求出各点坐标,再由△ABC面积(8+8)=△BCP的面积BP×8,求出BP的长,即可求P点坐标;
(3)将BD绕点B逆时针旋转90°得到BG,连接DG,过点B作EF∥x轴,过点D作DF⊥EF交于F点,过点G作GE⊥EF交于E,通过证明△BDF≌△GBE(AAS),
求出G(8,4),直线DG与直线AB的交点为Q;G点关于B点的对称点G'(﹣8,12),则直线DG'与直线AB的交点为另一个Q.
【解答】解:(1)当x=﹣8时,m=﹣8,
∴C(﹣8,﹣8),
将C(﹣8,﹣8)代入y=kx﹣4,
∴﹣8k﹣4=﹣8,
解得k;
(2)存在点P,使得△BCP与△ABC面积相等,理由如下:
∵k,
∴yx﹣4,
当y=0时,x=8,
∴A(8,0),
直线y=2x+8与x轴的交点D(﹣4,0),与y轴交点B(0,8),
∴AD=12,
∴△ABC面积(8+8)=96,
∵△BCP与△ABC面积相等,
∴△BCP的面积=96BP×8,
解得BP=24,
∴P(0,﹣16)或(0,32);
(3)存在点Q,使得∠BDQ=45°,理由如下;
将BD绕点B逆时针旋转90°得到BG,连接DG,过点B作EF∥x轴,过点D作DF⊥EF交于F点,过点G作GE⊥EF交于E,
∴∠FBD+∠EBG=90°,
∵∠FBD+∠FDB=90°,
∴∠EBG=∠FDB,
∵BD=BG,
∴△BDF≌△GBE(AAS),
∴BF=EG=4,FD=BE=8,
∴G(8,4),
∴直线DG的解析式为yx,直线AB的解析式为y=﹣x+8,
当xx+8时,解得x=5,
解得Q(5,3),
∵G点关于B点的对称点G'(﹣8,12),
∴直线DG'的解析式为y=﹣3x﹣12,
当﹣x+8=﹣3x﹣12时,解得x=﹣10,
解得Q(﹣10,18);
综上所述:Q点坐标为(5,3)或(﹣10,18).
【点评】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,三角形全等的判定及性质是解题的关键.
13.在平面直角坐标系中,已知直线l1:y=kx+b(k≠0)分别与x轴和y轴分别交于A、B两点,直线l2:y=﹣x+2与x轴和y轴分别交于C,D两点,与l1交于点G,其中A(﹣9,0)且.
(1)求直线l1的解析式;
(2)点P为直线l2上一个动点,连接PA,PB,当S△PAB=9时,求点P的坐标;
(3)已知点K为直线上的一个动点,若∠ABO﹣∠KGC=45°,请直接写出所有符合条件的点K的坐标,并写出求解点K的坐标的其中一种情况的过程.
【分析】(1)求出B点坐标,再将A、B代入y=kx+b中,求函数的解析式即可;
(2)求出S△OAB9,再由S△PAB=9,P到AB的距离是O到AB距离的,可知P点在直线yx+1或yx+5上,直线l2与直线yx+1和yx+5的交点即为P;
(3)设GK与y轴的交点为M,推导出∠KMD=∠ABO,GB=GM,则△GBM是等腰三角形,求出点G(,),利用中点求出M(0,),则直线GM的解析式为yx,直线与y的交点为K(3,).
【解答】解:(1)y=﹣x+2与x轴交于C(2,0),与y轴交于D(0,2),
∴OD=2,
∵,
∴BO=3,
∴B(0,3),
将点A、B代入y=kx+b中,﹣9k+3=0,
解得k,
∴yx+3;
(2)∵OA=9,BO=3,
∴S△OAB9,
∵S△PAB=9,
∴P到AB的距离是O到AB距离的,
∴P点在直线yx+1或yx+5上,
当x+1=﹣x+2时,解得x,
当x+5=﹣x+2时,解得x,
∴P(,)或(,);
(3)设GK与y轴的交点为M,
∵OC=OD,
∴∠ODC=45°=∠GDB,
∵∠KMD=∠KGC+∠GDM=∠KGC+45°,∠ABO=∠KGC+45°,
∴∠KMD=∠ABO,
∴GB=GM,
∴△GBM是等腰三角形,
当﹣x+2x+3时,解得x,
∴G(,),
∴M(0,),
∴直线GM的解析式为yx,
∴K(3,).
【点评】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,平行线间距离的关系是解题的关键.
14.如图1,已知一次函数的图象与x轴交于点C,与y轴交于点B,点C与点A关于y轴对称.
(1)求直线AB对应的函数表达式.
(2)M是x轴上的动点,过点M作y轴的平行线,交直线AB于点P,交直线BC于点Q.
①若△PQB的面积为,求点M的坐标;
②如图2,连接BM,若∠BMP=∠BAC,求点P的坐标.
【分析】(1)先由求得B(0,3),C(6,0).由点C与点A关于y轴对称可得A(﹣6,0),再利用待定系数法求出直线AB的函数解析式即可;
(2)①设M(m,0),则、,过点B作BD⊥PQ于点D,利用,进行求解即可;
②分点M在y轴的左侧和点M在y轴的右侧,两种情况进行讨论求解即可,正确的求出函数解析式,利用数形结合和分类讨论的思想进行求解,是解题的关键.
【解答】解:(1)对于yx+3,由x=0,得y=3,
∴B(0,3).
由y=0,得0x+3,
解得x=6,
∴C(6,0).
∵点C与点A关于y轴对称,
∴A(﹣6,0).
设直线AB对应的函数表达式是y=kx+b,
将A(﹣6,0),B(0,3)代入,得,
解得,
∴直线AB对应的函数表达式是yx+3;
(2)①设M(m,0),
则P(m,m+3),Q(m,m+3),
∴PQ=|m+3﹣(m+3)|=|m|,
如图1,过点B作BD⊥PQ于点D,则BD=|m|,
∴,
解得,
∴点M的坐标为或;
②如图2,当点M在y轴的左侧时.
∵点C与点A关于y轴对称,
∴AB=BC,
∴∠BAC=∠BCA.
∵∠BMP=∠BAC,
∴∠BMP=∠BCA.
∵∠BMP+∠BMC=90°,
∴∠BCA+∠BMC=90°,
∴∠MBC=180°﹣(∠BCA+∠BMC)=90°.
设M(x,0),则,
∴BM2=OM2+OB2=x2+9,MC2=(6﹣x)2,BC2=OC2+OB2=62+32=45,
在Rt△MBC中,由勾股定理,得BM2+BC2=MC2.
∴x2+9+45=(6﹣x)2,
解得x,此时y,
∴P(,);
如图3,当点M在y轴的右侧时,
同理可得P(,);
综上,点P的坐标为或.
【点评】本题主要考查了一次函数的解析式、一次函数与坐标轴交点问题、勾股定理、坐标与图形性质等内容,熟练掌握相关知识是解题的关键.
15.如图,在平面直角坐标系xOy中,直线l1:y=kx+b的图象与x轴交于点A,与y轴交于点B(0,4),与直线交于点.
(1)求m的值及一次函数解析式;
(2)在直线l2上有一动点D,S△BCD=3S△BCO,求点D的坐标;
(3)点P是直线l2上有一动点,当∠PBA=∠BAO时,请求出点P的坐标.
【分析】(1)用待定系数法求函数的解析式即可;
(2)由面积可知D点在y=2x﹣8和y=2x+16的直线上,两条直线与直线yx的交点即为所求;
(3)过点P作PB∥x轴交直线CO于点P,作P关于直线AB的对称点P',则P、P'为所求.
【解答】解:(1)当x时,m,
∴C(,),
将B(0,4),C(,)代入y=kx+b,
∴,
解得,
∴y=2x+4;
(2)∵S△BCD=3S△BCO,
∴D点在y=2x﹣8和y=2x+16的直线上,
当2x﹣8x时,解得x,
∴D(,);
当2x+16时,解得x,
∴D(,);
综上所述:D点坐标为(,)或(,);
(3)过点P作PB∥x轴交直线CO于点P,
∴∠PBA=∠BAO,
∴P(﹣8,4);
作P关于直线AB的对称点P',则C点是PP'的中点,
∴P'(,);
综上所述:P点坐标为(﹣8,4)或(,).
【点评】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,平行线的性质是解题的关键.
16.如图1,平面直角坐标系中,一次函数yx+2的图象分别交x轴、y轴于点A,B,一次函数y=﹣x+b的图象经过点B,并与x轴交于点C.
(1)直线BC的表达式为y=﹣x+2 ,并直接写出点A的坐标 (﹣4,0) ,点C的坐标 (2,0) ;
(2)若点F为直线BC上的动点,当∠FAB=∠ABO时,请求出点F的坐标;
(3)如图2,已知点D(1,0),点F在直线BC上运动,连接DF,直线DF与直线AB交于点E,当△CDF与△BEF面积相等时,求出点E的坐标.
【分析】(1)求出点B坐标为(0,2),代入y=﹣x+b得b=2,故直线BC的解析式为y=﹣x+2;在yx+2中,令y=0得点A坐标为(﹣4,0);在y=﹣x+2中,令y=0点C坐标为(2,0),
(2)当F在AB上方时,AF∥y轴,在y=﹣x+2中,令x=﹣4得F(﹣4,6);当F在AB下方时,设AF交y轴于K,设K(0,t),可得AK=BK,即16+t2=(2﹣t)2,解得t=﹣3,故K(0,﹣3),求出直线AF解析式为yx﹣3,联立,得F(20,﹣18);
(3)由S△CDF=S△BEF可得S△ABC=S△ADE,求出S△ABCAC•OB(2+4)×2=6,设E(m,m+2),故(1+4)•(m+2)=6,解得点E的坐标为(,).
【解答】解:(1)在yx+2中,令x=0得y=2,
∴点B坐标为(0,2),
将点B坐标代入y=﹣x+b得:b=2,
∴直线BC的解析式为y=﹣x+2;
在yx+2中,令y=0得x=﹣4
∴点A坐标为(﹣4,0);
y=﹣x+2中,令y=0得x=2,
∴点C坐标为(2,0),
故答案为:y=﹣x+2,(﹣4,0),(2,0);
(2)当F在AB上方时,如图:
∵∠FAB=∠ABO,
∴AF∥y轴,
在y=﹣x+2中,令x=﹣4得y=6,
∴F(﹣4,6);
当F在AB下方时,设AF交y轴于K,如图:
设K(0,t),
∵∠FAB=∠ABO,
∴AK=BK,
∴16+t2=(2﹣t)2,
解得t=﹣3,
∴K(0,﹣3),
由A(﹣4,0),K(0,﹣3)得直线AF解析式为yx﹣3,
联立,
解得,
∴F(20,﹣18);
综上所述,F的坐标为(﹣4,6)或(20,﹣18);
(3)如图:
∵S△CDF=S△BEF,
∴S△CDF+S四边形ABFD=S△BEF+S四边形ABFD,即S△ABC=S△ADE,
∵A(﹣4,0),C(2,0),B(0,2),
∴S△ABCAC•OB(2+4)×2=6,
设E(m,m+2),
∵D(1,0),
∴(1+4)•(m+2)=6,
解得m,
∴点E的坐标为(,).
【点评】本题考查一次函数综合应用,涉及待定系数法,等腰三角形判定与性质,三角形面积等知识,解题的关键是用含字母的式子表示相关点坐标和相关线段的长度.
17.如图,在平面直角坐标系中,直线交x轴、y轴于A、B两点,直线y=kx+5交x轴、y轴的正半轴于D、C两点,OC=OD,两直线相交于点E.
(1)求k的值与线段AB的长;
(2)若F为线段AE上的动点,G为线段DE上的动点,当△ODG≌△GFO时,求点G的坐标;
(3)若F为直线AB上一动点,连接FC、FD,当S△CDF=10时,试求点F的坐标.
【分析】(1)根据函数图象与点的坐标特点分别求出A、B、C的坐标,再求AB,用待定系数法求函数的解析式即可;
(2)根据全等可得FG∥OD,FG=OD=5,设F(m,m+8),则G(m﹣3,m+8),再由FGm﹣3﹣m=5,求出m即可求G点坐标;
(3)设F(t,t+8),求出直线DF的解析式为yx,当F点在直线CD的下方时,直线DF与y轴的交点为M(0,),S△CDF(5﹣t)×(5)=10,可求F(﹣3,4);当F点在直线CD的上方时,过点F作FN∥y轴交ED于点N,S△CDF(5﹣t)×(t+8+t﹣5)=10,求出F(,).
【解答】解:(1)直线交x轴于点A(﹣6,0),交y轴于点B(0,8),
∴AB=10,
直线y=kx+5交y轴于点C(0,5),
∴OC=5,
∵OC=OD,
∴OD=5,
∴D(5,0),
∴5k+5=0,
解得k=﹣1;
(2)∵△ODG≌△GFO,
∴∠FGO=∠GOD,FG=OD,
∴FG∥OD,
设F(m,m+8),则G(m﹣3,m+8),
∴FGm﹣3﹣m=5,
解得m,
∴G(,);
(3)设F(t,t+8),
设直线FD的解析式为y=kx+b,
∴,
解得,
∴直线DF的解析式为yx,
当F点在直线CD的下方时,直线DF与y轴的交点为M(0,),
∴S△CDF(5﹣t)×(5)=10,
解得t=﹣3,
∴F(﹣3,4);
当F点在直线CD的上方时,过点F作FN∥y轴交ED于点N,
∴N(t,﹣t+5),
∴S△CDF(5﹣t)×(t+8+t﹣5)=10,
解得t,
∴F(,);
综上所述:F点坐标为(﹣3,4)或(,).
【点评】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,三角形全等的性质,割补法求三角形的面积是解题的关键.
18.如图,直线y=﹣2x+7与x轴、y轴分别相交于点C、B.与直线yx相交于点A.
(1)求A点坐标;
(2)如果在y轴上存在一点P,使△OAP是以OA为底边的等腰三角形,求P点坐标;
(3)在直线y=﹣2x+7上是否存在点Q,使△OAQ的面积等于6?若存在,请求出Q点的坐标,若不存在,请说明理由.
【分析】(1)联立方程组,即可求得;
(2)设P点坐标是(0,y),根据勾股定理列出方程,解方程即可求得;
(3)分两种情况:①当Q点在线段AB上:作QD⊥y轴于点D,则QD=x,根据S△OBQ=S△OAB﹣S△OAQ列出关于x的方程解方程求得即可;②当Q点在AC的延长线上时,作QD⊥x轴于点D,则QD=﹣y,根据S△OCQ=S△OAQ﹣S△OAC列出关于y的方程解方程求得即可.
【解答】解:(1)联立方程组得:,
解得:,
∴A点坐标是(2,3);
(2)设P点坐标是(0,y),
∵△OAP是以OA为底边的等腰三角形,
∴OP=PA,
∴22+(3﹣y)2=y2,
解得y,
∴P点坐标是(0,),
故答案为(0,);
(3)存在;
∵直线y=﹣2x+7与x轴、y轴分别相交于直C、B.
∴C(,0),B(0,7),
∴S△AOC36,S△AOB7×2=7>6,
∴Q点有两个位置:Q在线段AB上和AC的延长线上,
设点Q的坐标是(x,y),
当Q点在线段AB上:作QD⊥y轴于点D,如图①,则QD=x,
∴S△OBQ=S△OAB﹣S△OAQ=7﹣6=1,
∴OB•QD=1,即7x=1,
∴x,
把x代入y=﹣2x+7,得y,
∴Q的坐标是(,),
当Q点在AC的延长线上时,作QD⊥x轴于点D,如图②则QD=﹣y,
∴S△OCQ=S△OAQ﹣S△OAC=6,
∴OC•QD,即(﹣y),
∴y,把y代入y=﹣2x+7,解得x,
∴Q的坐标是(,),
综上所述存在满足条件的点Q,其坐标为(,)或(,).
【点评】本题是一次函数的综合题,考查了两直线交点的求法,等腰三角形的判定与性质,勾股定理的应用,三角形面积的求法等,分类讨论思想的运用是解题的关键.
19.如图,在平面直角坐标系xOy中,一次函数的图象与x轴相交于点A,与y轴相交于点B,与正比例函数相交于点C.点D在线段OC上(不与点O,C重合),▱DEBF的顶点E,F分别在线段BC,OB上.设点D的横坐标为m.
(1)求BF的长(用含m的代数式表示);
(2)求▱DEBF面积的最大值.
【分析】(1)根据平行四边形性质,BF=DE,利用yE﹣yD即可求解.
(2)过点E作EH⊥BF,利用平行四边形面积公式即可解答.
【解答】解:(1)∵四边形BFDE是平行四边形,
∴DE∥BF,DE=BF,
设D(m,m),则点E(m,)
∴DE4﹣m,
∴BF=4﹣m;
(2)过点E作EH⊥BF,垂足为H,如图所示,
∵四边形BFDE是平行四边形,
∴S平行四边形DEBF=BF×EH=(4﹣m)m=﹣m2+4m=﹣(m﹣2)2+4,
当m=2时,平行四边形面积最大值为4.
【点评】本题考查一次函数综合问题以及平行四边形,解题关键是熟记平行四边形性质和函数特征是解题关键.
20.如图(1),在平面直角坐标系中,直线yx+4交坐标轴于A、B两点,过点C(﹣4,0)作CD交AB于D,交y轴于点E.且△COE≌△BOA.
(1)求B点坐标为 (0,4) ;线段OA的长为 3 ;
(2)确定直线CD解析式,求出点D坐标;
(3)如图2,点M是线段CE上一动点(不与点C、E重合),ON⊥OM交AB于点N,连接MN.
①点M移动过程中,线段OM与ON数量关系是否不变,并证明;
②当△OMN面积最小时,求点M的坐标和△OMN面积.
【分析】(1)根据直线yx+4交坐标轴于A、B两点,点A在x轴上,点B在y轴上,可以求得点B的坐标和OA的长;
(2)根据△COE≌△BOA,可以得到OE=OA,再根据点A的坐标可以的大点E的坐标即可求得直线CE的解析式,然后与直线yx+4联立方程组,即可求得点D的坐标;
(3)①根据题目中的条件,可以证明△OME≌△ONA,即可得到OM和ON的数量关系;
②要求△OMN面积最小值,由OM=ON,OM⊥ON,可知当OM取得最小值时即可,当OM⊥CE时,OM取得最小值,然后根据勾股定理和等积法可以求得OM的长,即可求得点M的坐标,本题得以解决.
【解答】解:(1)∵直线yx+4交坐标轴于A、B两点,
∴当y=0时,x=3,当x=0时,y=4,
∴点A的坐标为(3,0),点B的坐标为(0,4),
∴OA=3;
故答案为:(0,4),3;
(2)∵过点C(﹣4,0)作CD交AB于D,交y轴于点E.且△COE≌△BOA,
∴OC=4,OC=OB,OE=OA,
∵点A(3,0),
∴OA=3,
∴OE=3,
∴点E的坐标为(0,3),
设过点C(﹣4,0),点E(0,3)的直线解析式为y=kx+b,
,得,
∴直线CE的解析式为yx+3,
即直线CD的解析式为yx+3,
由,得,
即点D的坐标为(,);
(3)①线段OM与ON数量关系是OM=ON保持不变,
证明:∵△COE≌△BOA,
∴OE=OA,∠OEM=∠OAN,
∵∠BOA=90°,ON⊥OM,
∴∠MON=∠BOA=90°,
∴∠MOE+∠EON=∠EON+∠NOA,
∴∠MOE=∠NOA,
在△MOE和△NOA中,
,
∴△MOE≌△NOA(ASA),
∴OM=ON,
即线段OM与ON数量关系是OM=ON保持不变;
②由①知OM=ON,
∵OM⊥ON,
∴△OMN面积是:,
∴当OM取得最小值时,△OMN面积取得最小值,
∵OC=4,OE=3,∠COE=90°,
∴CE=5,
∵当OM⊥CE时,OM取得最小值,
∴,
∴,
解得,OM,
∴△OMN面积取得最小值是:,
当△OMN取得最小值时,设此时点M的坐标为(a,a+3),
∴,
解得,a,
∴a+3,
∴点M的坐标为(,),
由上可得,当△OMN面积最小时,点M的坐标是(,)和△OMN面积是
【点评】本题是一道一次函数综合题,主要考查一次函数的性质、三角形的面积的最值、勾股定理,解答本题的关键是明确题意,找出所求问题需要的条件,利用一次函数的性质和数形结合的思想解答.
21.如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,BC=3,AC=4,M为斜边AB上一动点,过M分别作MD⊥AC于点D,作ME⊥CB于点E.
(1)求证:四边形DMEC是矩形.
(2)求线段DE的最小值.
【分析】(1)连接CM,即可证明四边形CDME是矩形;
(2)由矩形CDME得出DE=CM,再由三角形的面积关系求出CM的最小值,即可得出结果.
【解答】证明:(1)∵MD⊥AC,ME⊥CB,
∴∠MDC=∠MEC=90°,
又∵∠ACB=90°,
∴四边形CDME是矩形;
(2)连接CM,如图所示:
∵四边形CDME是矩形
∴DE=CM,
∵∠ACB=90°,BC=3,AC=4,
∴AB,
当CM⊥AB时,CM最短,
此时△ABC的面积AB•CMBC•AC,
∴CM的最小值,
∴线段DE的最小值为;
【点评】本题考查了矩形的判定与性质、勾股定理、直角三角形面积的计算方法;熟练掌握矩形的判定与性质,并能进行推理论证与计算是解决问题的关键.
22.如图,在平面直角坐标系xOy中,四边形OABC的顶点是O(0,0),A(2,2),B(4,2),C(4,0),点P是x轴上一动点,连接OB,AP.
(1)求直线OB的解析式;
(2)若∠PAO=∠AOB,求点P的坐标;
(3)当点P在线段OC(点P不与点C重合)上运动时,设PA与线段OB相交于点D,以DA,DC为边作平行四边形ADCE,连接BE,求BE的最小值.
【分析】(1)利用待定系数法即可求解.
(2)作AF⊥OC于点F,交OB于点G,先证明∠PAF=∠GOF,推出△PAF≌△GOF(ASA),得到PF=GF,再求得G(2,1),据此求解即可.
(3)作AF⊥OC于点F,连接DF,连接BF,证明四边形ADCE是平行四边形,推出△FAD≌△BCE(SAS),得到DF=BE,当FG⊥OB 时,DF有最小值,即BE有最小值,利用面积法即可求解.
【解答】解:(1)设直线OB的解析式为y=kx,
∵B(4,2),
∴2=4k,
解得,
∴直线OB的解析式为.
答:直线OB的解析式为.
(2)分两种情况讨论:①当点P位于原点O的右侧时,如图,作AF⊥OC于点F,交OB于点G,
∵A(2,2),
∴FA=FO=2,∠FAO=∠FOA=45°,
∵∠PAO=∠AOB,
∴∠PAF=∠GOF,
又∵∠PFA=∠GFO=90°,
∴△PAF≌△GOF(ASA),
∴PF=GF,
∵点G的横坐标为2.
∴,
∴点G(2,1),
∴PF=GF=1,
∴OP=2﹣1=1,
∴点P的坐标为(1,0);
②当点P位于原点O的左侧时,如图,过点A作OB的平行线,与x轴交于点P,
∵PA∥OB,
∴∠PAO=∠AOB,AB=OP,
∵A(2,2),B(4,2),
∴AB=OP=2,
故点P的坐标为(﹣2,0),
综上,点P的坐标为(1,0)或(﹣2,0).
(3)作AF⊥OC于点F,连接DF,连接BF,
∵A(2,2),B(4,2),
∴AB=CF=AF=BC=2,且∠AFC=90°,
∴四边形ABCF是正方形,
∴∠FAC=∠BCA=45°,
∵四边形ADCE是平行四边形,
∴AD∥CE,AD=CE,
∴∠CAD=∠ACE,
∴∠FAD+45°=∠BCE+45°,即∠FAD=∠BCE,
∴△FAD≌△BCE(SAS),
∴DF=BE,
当FD⊥OB时,DF有最小值,即BE有最小值,
∵OB,OF=2,
∴S△OFB,
即,
∴,
∴BE的最小值为.
答:BE的最小值为.
【点评】本题考查了一次函数的综合应用,主要考查坐标与图形的性质,待定系数法求一次函数的解析,正方形的判定和性质,全等三角形的判定和性质,平行四边形的性质,勾股定理,解答本题的关键是明确题意,找出所求问题需要的条件.
23.已知:如图,已知直线AB的函数解析式为y=2x+10,与y轴交于点A,与x轴交于点B.
(1)求A、B两点的坐标;
(2)若点P(a,b)为线段AB上的一个动点,作PE⊥y轴于点E,PF⊥x轴于点F,连接EF,问:
①若△PBO的面积为S,求S关于a的函数关系式;
②是否存在点P,使EF的值最小?若存在,求出EF的最小值;若不存在,请说明理由.
【分析】(1)由直线AB解析式,令x=0与y=0分别求出y与x的值,即可确定出A与B的坐标;
(2)①把P坐标代入直线AB解析式,得到a与b的关系式,三角形POB面积等于OB为底边,P的纵坐标为高,表示出S与a的解析式即可;②存在,理由为:利用三个角为直角的四边形为矩形,得到四边形PFOE为矩形,利用矩形的对角线相等得到EF=PO,由O为定点,P为动点,得到OP垂直于AB时,OP取得最小值,利用面积法求出OP的长,即为EF的最小值.
【解答】解:(1)对于直线AB解析式y=2x+10,
令x=0,得到y=10;令y=0,得到x=﹣5,
则A(0,10),B(﹣5,0);
(2)连接OP,如图所示,
①∵P(a,b)在线段AB上,
∴b=2a+10,
由0≤2a+10≤10,得到﹣5≤a≤0,
由(1)得:OB=5,
∴S△PBOOB•(2a+10),
则S(2a+10)=5a+25(﹣5<a≤0);
②存在,理由为:
∵∠PFO=∠FOE=∠OEP=90°,
∴四边形PFOE为矩形,
∴EF=PO,
∵O为定点,P在线段AB上运动,
∴当OP⊥AB时,OP取得最小值,
∵AB•OPOB•OA,
∴•OP=50,
∴EF=OP=2,
综上,存在点P使得EF的值最小,最小值为2.
【点评】此题属于一次函数综合题,涉及的知识有:一次函数与坐标轴的交点,坐标与图形性质,矩形的判定与性质,勾股定理,以及三角形面积求法,熟练掌握性质及定理是解本题的关键.
24.如图,直线y=﹣2x+4交x轴于点A,交y轴于点B,点P为线段OB上一个动点,连接AP.
(1)如图1,若点P为线段OB中点,求△PAB的面积.
(2)如图2,经过点P的直线l:y=kx﹣k+2(k≠﹣2)交x轴于点C,交直线y=﹣2x+4于点D.当P为线段CD的中点时,求k的值.
(3)如图3,以AP为边在AP的下方作等边三角形APQ,连接OQ.当OQ取最小值时,求点P的坐标.
【分析】(1)求出B(0,4),A(2,0),由点P为线段OB中点,知P(0,2),即可得S△PAB2×2=2;
(2)求出D(1,2),设C(m,0),P(0,n),由P为CD中点,可得,解得,故P(0,1),C(﹣1,0),把C(﹣1,0)代入y=kx﹣k+2得:0=﹣k﹣k+2,即可解得k的值为1;
(3)以OA为边,在x轴下方作等边三角形OAK,连接QK,证明△PAO≌△QAK(SAS),可得∠POA=∠QKA=90°,OP=QK,故Q在过K且与AK垂直的直线上运动,当OQ⊥QK时,OQ最短,此时∠OKQ=∠QKA﹣∠OKA=90°﹣60°=30°,OK=OA=2,求得OQOK=1,QKOQ,从而OP,即得P(0,).
【解答】解:(1)在y=﹣2x+4中,令x=0得y=4,
∴B(0,4),
在y=﹣2x+4中,令y=0得x=2,
∴A(2,0),
∵点P为线段OB中点,
∴P(0,2),
∴PB=OB﹣OP=4﹣2=2,
∴S△PAB2×2=2,
∴△PAB的面积为2;
(2)联立,解得,
∴D(1,2),
设C(m,0),P(0,n),
∵P为CD中点,
∴,
解得,
∴P(0,1),C(﹣1,0),
把C(﹣1,0)代入y=kx﹣k+2得:0=﹣k﹣k+2,
解得k=1,
∴k的值为1;
(3)以OA为边,在x轴下方作等边三角形OAK,连接QK,如图:
∵△APQ,△OAK是等边三角形,
∴PA=QA,OA=KA,∠PAQ=∠OAK,
∴∠PAO=∠QAK,
∴△PAO≌△QAK(SAS),
∴∠POA=∠QKA=90°,OP=QK,
∴Q在过K且与AK垂直的直线上运动,
当OQ⊥QK时,OQ最短,如图:
此时∠OKQ=∠QKA﹣∠OKA=90°﹣60°=30°,OK=OA=2,
∴OQOK=1,
∴QKOQ,
∴OP,
∴P(0,).
【点评】本题考查一次函数的综合应用,涉及三角形面积,中点坐标公式,等边三角形性质及应用,全等三角形判定与性质等知识,解题的关键是作辅助线,构造全等三角形解决问题.
25.如图,直线l:yx+4分别与x轴,y轴交于A,B两点,在OB上取一点C(0,1),以线段BC为边向右作正方形BCDE,正方形BCDE沿CD的方向以每秒1个单位长度的速度向右做匀速运动,设运动时间为t秒(t>0).
(1)求A,B两点的坐标;
(2)在正方形BCDE向右运动的过程中,若正方形BCDE的顶点落在直线l上,求t的值;
(3)设正方形BCDE两条对角线交于点P,在正方形向右运动的过程中,是否存在实数t,使得OP+PA有最小值?若存在,求出t的值;若不存在,请说明理由.
【分析】(1)利用直线与坐标轴交点性质即可求解;
(2)确定出正方形右移只有C,D两点会落在直线l上,直线CD与AB交于点N,求出DN,CN距离,又已知速度是1,即可求出时间t;
(3)定点O,A到动点P距离和的最小值问题,这是经典的河岸问题,这题找出“河岸“(BC的中垂线FP),然后作出A关于BC的中垂线FP的对称点A',连接OA',与FP交于点P,即存在,只需要求出移动距离就可以求出时间t.
【解答】解:(1)∵直线l:yx+4分别与x轴,y轴交于A,B两点,
当x=0时,y=4,
当y=0时,x=6,
∴A(6.0),B(0,4);
(2)正方形BCDE只有点C,D,在直线AB左侧,
设直线CD与直线AB相交于点N,
∵点C(0,1),∴点N(4.5,1),
∵B(0,4),∴BC=3,
∴D(3,1),
①DN=4.5﹣3=1.5,
点D右移到AB上时,
t1.5(秒),
②CN=4.5﹣0=4.5,
点C右移AB上时,
t4.5(秒),
答:在正方形BCDE向右运动的过程中,若正方形BCDE的顶点落在直线l上,所求的t值为1.5秒和4.5秒.
(3)存在实数t,使得OP+PA有最小值,
理由如下:
由正方形对称性易知,
点M的横坐标与CD的中点的横坐标一样,
点M的纵坐标与BC的中点的纵坐标一样,
∴未移动时的点P的坐标,令为M(1.5,2.5),
∴点P向右移动所在的直线:y=2.5,设为直线FP,
作点A关于直线FP对称点A',则A'(6,5),
连接OA',交于直线EP于点P,
此时OP+PA最小,
∵O(0,0),A'(6,5),
∴直线OA':yx,
与直线FP:y=2.5联立解得点P(3,2.5),即新点P坐标,
如图MP=3﹣1.5=1.5,
t1.5(秒),
答:存在实数t,使得OP+PA有最小值,此时t为1.5秒.
【点评】本题考查一次函数与正方形性质的相结合及运用,难点在于根据“河岸“问题确定出满足OP+PA最小值的点P.
26.在平面直角坐标系xOy中,点A在y轴的正半轴上,点B在x轴的正半轴上,OA=OB=10,点P是x轴上的动点.
(1)求直线AB的解析式;
(2)当S△OAP时,求点P的坐标;
(3)若点P为线段OB的中点,点M是线段OA上的动点,点N是线段AB上的动点,当△PMN的周长取得最小值时,求点M和点N的坐标.
【分析】(1)先求出点A,点B坐标,利用待定系数法可求直线AB解析式;
(2)由面积关系列出方程可求解;
(3)作点P关于y轴的对称点P'',作点P关于直线AB的对称点P',连接P'P'',交AB于N,交y轴于M,此时△PMN的周长有最小值,利用待定系数法可求直线P'P''的解析式,可求点M坐标,联立方程组可求点N坐标.
【解答】解:(1)设直线AB的解析式为y=kx+b,
∵点A在y轴的正半轴上,点B在x轴的正半轴上,OA=OB=10.
∴A(0,10),B(10,0),
∴,
解是k=﹣1,b=10,
∴直线AB的解析式为y=﹣x+10;
(2)设点P(x,0),
∵S△OAP,
∴OP•AOBP•AO,
∴BP=3OP,
∴10﹣x=3|x|,
∴x或x=﹣5,
∴点P(,0)或(﹣5,0);
(3)如图,作点P关于y轴的对称点P'',作点P关于直线AB的对称点P',连接P'P'',交AB于N,交y轴于M,
此时,△PMN的周长=PM+PN+MN=P''M+P'N+MN=P'P'',即△PMN的周长的最小值为P'PP'',
∵点P为线段OB的中点,
∴OP=PB=5,
∴点P(5,0),
∵点P''与点P关于y轴对称,
∴OP=OP''=5,
∴点P''(﹣5,0),
∵点P'与点P关于直线AB对称,
∴BP=BP'=5,∠ABP'=∠ABP=45°,
∴∠PBP'=90°,
∴点P'(10,5),
设直线P'P''的解析式为y=kx+b,
,
解得:,
∴直线P'P''的解析式为yx,
当x=0时,y,
∴点M(0,),
∵点N是直线AB与直线P'P''的交点,
∴,
解得:,
∴点N(,).
【点评】本题是一次函数综合题,考查了待定系数法,一次函数的性质,轴对称的性质,灵活运用这些性质解决问题是解题的关键.
27.如图,在平面直角坐标系xOy中,已知△AOB是等边三角形,OA=OB=AB=10,点,动点P从点O出发,以每秒2个单位长度的速度沿OA匀速运动,动点Q同时从点B出发以同样的速度沿BO匀速运动,当点P到达点A时,点P,Q同时停止运动.
(1)当t= 2.5 时,△OPQ为等腰三角形;
(2)如图2,当t=1秒时,连接AQ,过点A作∠CAB=∠AQO,且AC=AQ,连接OC交AB于点D,求的值;
(3)如图3,点E是OB的中点,连接PE,△OPE沿直线PE翻折,得△O′PE,连接AO′,直接写出△AO′P的周长的最小值.
【分析】(1)△AOB是等边三角形,∠AOB=60°,△OPQ为等腰三角形,则△OPQ为等边三角形,OP=OQ,可得2t=10﹣2t,t=2.5.
(2)作QF⊥AB于点F,CG⊥x轴于G,AH⊥CG于H,证明△AHC≌△AFQ,求点C坐标,得OC的解析式,求AB的解析式,可求OC,AB的交点D坐标,可得AD与BD的比.
(3)△OPE沿直线PE翻折,得△O′PE,连接AO′,EO=EO',O'在以E为圆心,OE为半径的圆上,当O'在AE上时,AO'最小,△AO′P的周长的最小5+5.
【解答】
解:(1)如图1,△AOB是等边三角形,OA=OB=AB=10,OP=2t,BQ=2t,OQ=10﹣2t,
∵∠AOB=60°,△OPQ为等腰三角形,
∴△OPQ为等边三角形,
∴2t=10﹣2t,
∴t=2.5.
故答案为:2.5.
(2)如图2,作QF⊥AB于点F,CG⊥x轴于G,AH⊥CG于H,
∴AH∥OG,
∴∠AQO=∠QAH,
∵∠CAB=∠AQO,
∵∠CAB=∠QAH,
∴∠CAH=∠QAF,
∵∠AHC=∠AFQ,
∵AC=AQ,
∴△AHC≌△AFQ(AAS).
∴AH=AF,CH=QF,
∵t=1,v=2,
∴BQ=vt=2,
∵∠ABO=60°,∠QFB=90°,
∴∠BQF=30°,
∴BF=1,QF,
∴AF=AB﹣BF=10﹣1=9,
∴AH=9,CH,
∴OG=5+9=14,CG56,
∴点C坐标(14,6),
设OC的解析式为y=kx,
∴14k=6,
∴k,
∴yx.
设AB解析式为y=kx+b,
,
解得
yx+10.
解得
∴D坐标为(7,3),
∵A的横坐标为5,D的横坐标为7,B的横坐标为10,
∴.
(3)如图3,△OPE沿直线PE翻折,得△O′PE,
∴EO=EO',
∴O'在以E为圆心,OE为半径的圆上,
当O'在AE上时,AO'最小=5.
△AO′P的周长=AO'+AP+O'P
=AO'+AP+OP
=AO'+OA.
∴△AO′P的周长的最小值为55+10=55.
【点评】本题考查了全等三角形的判定和性质,一次函数的应用,关键是添加辅助线构造全等.
28.如图,在平面直角坐标系xOy中,矩形OABC的边OA在x轴上,且OC=2,过点A的直线y=﹣x+3交边BC于点P.
(1)求点A,点P的坐标;
(2)已知点D在x轴上,且△APD为等腰直角三角形,求出点D坐标;
(3)如图2,在x轴上另有一点G的坐标为(2,0),请在直线AP和y轴上分别找一点M、N,使△GMN的周长最小,并求出此时点M的坐标和△GMN周长的最小值.
【分析】(1)根据点的坐标特点求解即可;
(2)分两种情况讨论:当∠APD=90°时,D(﹣1,0),当∠PDA=90°时,D(1,0);
(3)作G点关于y轴的对称点E,则E(﹣2,0),作G点关于直线AP的对称点F,当E、N、M、F四点共线时,△GMN的周长有最小值为EF.
【解答】解:(1)当y=0时,x=3,
∴直线y=﹣x+3与x轴的交点A(3,0),
∵OC=2,
∴C(0,2),
当﹣x+3=2时,x=1,
∴P(1,2);
(2)当∠APD=90°时,D点与A点关于直线x=1对称,
∴D(﹣1,0),
当∠PDA=90°时,D(1,0);
综上所述:D点坐标为(﹣1,0)或D(1,0);
(3)作G点关于y轴的对称点E,则E(﹣2,0),
作G点关于直线AP的对称点F,
∵PB=AB=2,
∴∠PAB=45°,
∴F点在AB上,
∴F(3,1),
∵GM+GN+MN=MF+EN+MN≥EF,
∴当E、N、M、F四点共线时,△GMN的周长有最小值,
∴EF,
∴△GMN周长的最小值为,
直线EF的解析式为yx,
当﹣x+3x时,解得x,
∴M(,).
【点评】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,利用轴对称求最短距离,等腰直角三角形的性质是解题的关键.
29.如图,在平面直角坐标系中,已知一次函数的图象与x轴,y轴分别交于A,B两点,以AB为边在第二象限内作正方形ABCD.
(1)求正方形ABCD的面积;
(2)求点C和点D的坐标;
(3)在x轴上是否存在点M,使△MDB的周长最小?若存在,请求出点M的坐标;若不存在,请说明理由.
【分析】(1)由题意可以得到A、B的坐标,从而得到线段AB的长度,进一步可以得到正方形ABCD的面积;
(2)由题意和(1)可以得到△BCE≌△DAF≌△ABO,从而得到线段CE、OE、DF、OF的值,然后可以得到点C和点D的坐标;
(3)找出点B关于x轴的对称点 B',连接B′D,与x轴交于点M,此时△BMD周长最小.由待定系数法求出B′D的解析式,然后令y=0,即可得到M的坐标.
【解答】解:(1)对于直线 ,令x=0,得到y=2;令y=0,得到x=﹣4,
∴A(﹣4,0),B(0,2),
∴OA=4,OB=2,
在Rt△AOB中,AB2=OA2+OB2=42+22=20,
∴正方形ABCD面积为20;
(2)如图,过点C作CE⊥y轴于点E,过点D作DF⊥x轴于点F:
∴∠CEB=∠AFD=∠AOB=90°,
∵四边形ABCD是正方形,
∴BC=AB=AD,∠DAB=∠ABC=90°,
∴∠DAF+∠BAO=90°,∠ABO+∠CBE=90°,∠DAF+∠ADF=90°,∠BAO+∠ABO=90°,
∴∠BAO=∠ADF=∠CBE,
∴△BCE≌△DAF≌△ABO(AAS),
∴BE=DF=OA=4,CE=AF=OB=2,
∴OE=OB+BE=2+4=6,OF=OA+AF=4+2=6,
∴C(﹣2,6),D(﹣6,4);
(3)如图,找出点B关于x轴的对称点 B',连接B′D,与x轴交于点M,则此时△BMD周长最小:
∵B(0,2),
∴B′(0,﹣2),
设直线B′D的解析式为:y=kx+b(k≠0),
把B′与D坐标代入得:,
解得:,
∴直线B′D的解析式为y=﹣x﹣2.
对于y=﹣x﹣2,令y=0,得到x=﹣2,
∴M(﹣2,0).
【点评】本题是一次函数综合题,考查了待定系数法,一次函数的图象和性质,勾股定理,正方形的性质,全等三角形的判定和性质,轴对称﹣最短路径等,熟练掌握待定系数法求一次函数解析式的方法、勾股定理的应用、三角形全等的判定与性质、轴对称的性质等是解题关键.
30.如图,在平面直角坐标系xOy中,直线l1:y=x+2分别与x轴,y轴相交于A,B两点,直线l2:y=kx+4分别与x轴正半轴,y轴相交于C,D两点,与直线l1相交于点E.
(1)求点D的坐标及∠BAO的度数;
(2)当△ACE是以CE为腰的等腰三角形时,求点E的坐标;
(3)在(2)的条件下,将线段AE进行平移得到线段FG,其中点A,E的对应点分别为点F,G,且点F在△ACE的内部,连接AF,CF,CG,EG,EF,当S四边形CFEG=3S△ACF时,求△ACF的周长的最小值.
【分析】(1)由题意可知△AOB是等腰直角三角形,即可求∠BAO=45°;
(2)①当CE=AC时,∠ECA=90°,直线l2与x轴轴垂直,不符合题意;②当CE=AE时,∠AEC=90°,则l1⊥l2,可求y=﹣x+4,当﹣x+4=x+2时,可求E(1,3);
(3)设线段AE向上平移m个单位,向右平移n个单位,则F(﹣2+n,m),G(1+n,3+m),过点F作FM⊥x轴交于F点,则FM=m,由S四边形CFEG=3S△ACF,可得CE×FGFM=3,求出m=1,由此可知F点在直线y=1上移动且在△ACE内部,作A点关于y=1的对称点A'(﹣2,2),连接A'C,交y=1于点F,此时△CF的周长最小.
【解答】解:(1)直线l2:y=kx+4中x=0时,y=4,
∴D(0,4),
直线l1:y=x+2与x轴交于A(﹣2,0),B(0,2),
∴OA=BO,
∴△AOB是等腰直角三角形,
∴∠BAO=45°;
(2)①当CE=AC时,∠BAO=∠AEC=45°,
∴∠ECA=90°,
∴直线l2与x轴轴垂直,不符合题意;
②当CE=AE时,∠BAO=∠ECA=45°,
∴∠AEC=90°,
∴l1⊥l2,
∴k=﹣1,
∴y=﹣x+4,
当﹣x+4=x+2时,解得x=1,
∴E(1,3);
(3)由(2)可知A(﹣2,0),C(4,0),E(1,3),
∴AE=FG=3CE,AC=6,
∵F在△ACE内部,
∴线段AE向右上方平移,
设线段AE向上平移m个单位,向右平移n个单位,则F(﹣2+n,m),G(1+n,3+m),
过点F作FM⊥x轴交于F点,则FM=m,
∴S四边形CFEG=3S△ACF,
∴CE×FGFM=3,即96m,
解得m=1,
∴F点在直线y=1上移动且在△ACE内部,
作A点关于y=1的对称点A'(﹣2,2),连接A'C,交y=1于点F,此时△CF的周长最小,
∴AC+AF+CF=AC+A'C=6+2,
∴△ACF的周长最小值为6+2.
【点评】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,等腰直角三角形的性质,等腰三角形的性质,轴对称求最短距离是解题的关键.
31.定义:我们把称为y=ax+b(a≠0,b,c为常数)的互倒一次函数.
(1)请你写出y=2x﹣3的其中一个互倒一次函数yx+1 ;
(2)如图1,y=3x与是一对互倒一次函数,点A是y=3x在第一象限图象上的任意一点,过点A作AB⊥x轴于点B,交于点C.求证:△AOB∽△OCB;
(3)如图2,与(d≠0)相交于点Q,与y轴相交于点P,请判断是否为定值.若是,请求出这个定值;若不是,请说明理由.
【分析】(1)根据“互倒一次函数”定义即可求解;
(2)设OB=3a,求得A(3a,9a),C(3a,a),所以OA=9a,BC=a,则,3,所以,即可得证;
(3)由yd得,当x=0时,y=d,所以与y轴相交于点P(0,d),由,得Q,则PQ,,然后代入即可求解.
【解答】(1)解:由定义可得,y=2x﹣3的一个互倒一次函数为,
故答案为:(答案不唯一);
(2)证明:设OB=3a,
∵AB⊥x轴于点B,
∴∠ABO=90°,
∵点C在图象上,点A在y=3x图象上,
∴C点纵坐标为a,A点纵坐标为9a,
∴A(3a,9a),C(3a,a),
∴AB=9a,BC=a,
∴,,
∴,
∵∠ABO=∠OBC,
∴△AOB∽△OCB;
(3)解:是定值,为,
理由:由得,当x=0时,y=d,
∴与y轴相交于点P(0,d),
由,
解得:,
∴,
∴,OQ,
∴.
【点评】本题考查了一次函数的图象与性质,平面直角坐标系中两点间的距离,相似三角形的判定与性质,掌握这些知识点的应用是解题的关键.
32.如图1,在平面直角坐标系xOyxOy中,点A在y轴的正半轴上,点B在第一象限内,连接AB,OB,OA=OB,过点A作AC∥OB交x轴负半轴于点C,∠BOC=150°.
(1)求证:△OAB是等边三角形.
(2)若OB所在的直线方程为,且点B的纵坐标为2,求直线AC的表达式.
(3)过点B作BD⊥BO,且BD=BO,连接OD,BE是OD边上的中线,连接AD交BE于点F(如图2),请探究AF,BF与DF之间的数量关系,并证明你的结论.
【分析】(1)求出∠AOB=60°,结合OA=OB,即可证明△OAB是等边三角形;
(2)过点B作BM⊥x轴于点M.先求出∠BOM=30°,即可求出OB=4,进入求出A(0,4)设直线AC的表达式为,将A(0,4)代入得b=4,即可得到直线AC的表达式为;
(3)在AD上截取AG=DF,连接BG.求出∠DBE=45°.根据等边三角形性质得到AB=BD,∠BAG=∠BDF,∠ABD=150°.证明△BAG≌△BDF,得到BG=BF.∠ABG=∠DBE=45°,∠GBF=60°,证明△BGF是等边三角形,BG=GF=BF,即可得到AF=DF+BF.
【解答】(1)证明:∵∠BOC=150°,∠AOC=90°,
∴∠AOB=60°.
∵OA=OB,
∴△OAB是等边三角形;
(2)解:如图1,过点B作BM⊥x轴于点M.
∵∠BOC=150°,
∴∠BOM=180﹣∠BOC=30°,
∵点B的纵坐标为2,且点B在第一象限,
∴BM=2,
∵BM⊥x轴于点M,
∴OB=2BM=4,
∵△OAB是等边三角形,
∴OB=OA=4,
∴A(0,4),
∵AC∥OB,OB所在的直线方程为,
∴设直线AC的表达式为,
将A(0,4)代入得b=4,
∴直线AC的表达式为;
(3)AF=BF+DF.
证明如下:如图2,在AD上截取AG=DF,连接BG.
∵BD⊥BO,
∴∠OBD=90°.
∵BD=BO,BE是OD边上的中线,
∴.
∵△OAB是等边三角形,
∴AB=BD=BO,∠AOB=60°,
∴∠BAG=∠BDF,∠ABD=∠ABO+∠OBD=60°+90°=150°.
在△BAG和△BDF中,
,
∴△BAG≌△BDF(SAS),
∴BG=BF.∠ABG=∠DBE=45°.
∴∠GBF=∠ABD﹣∠ABG﹣∠DBE=60°,
∴△BGF是等边三角形,
∴BG=GF=BF,
∴AF=AG+GF=DF+BF.
【点评】本题考查了等边三角形的性质与判定,待定系数法求一次函数解析式,全等三角形的性质与判定,直角三角形的性质等知识,熟知相关知识并灵活应用是解题关键.
33.已知在平面直角坐标系中,A(2,0),点B是直线y=x上的动点,以AB为边作正方形ABCD,点A,B,C,D按顺时针方向排序.
(1)如图,若点D在x轴上,求点C的坐标;
(2)当点B不与原点重合时,
①连接AC,猜想∠OAC与∠ABO的数量关系,直接写出结论;
②过点C作CH⊥y轴,垂足为H,是否为定值?若是,求出该定值;若不是,请说明理由.
【分析】(1)先根据点D在x轴上的条件,AB⊥x轴,确定点B的坐标,再利用正方形的边长相等、对边平行的性质,直接推导出点C的横纵坐标,再根据CD⊥x求出点C的坐标;
(2)①需分两种情况讨论:当点B在第一象限时,由正方形性质得∠BAC=45°,由(1)知△OAB是等腰直角三角形得∠ABO=45°,结合∠OAB=90°,推出∠OAC+∠ABO=180°,当点B在第三象限时,先由三角形内角和求出∠ABO+∠OAB=45°,再由(1)得∠OAB+∠OAC=45°,两式相减得∠ABO=∠OAC;
②同样分两种情况:过B作BE⊥CH于E,过B作BF⊥y轴于F,过A作AG交BG于G,先证四边形AOFG是矩形得AG=OF,再证△ABG≌△CBE(AAS)得AG=CE,由B在y=x上知△OBF是等腰直角三角形得OF=BF=EH,从而CH=CE+EH=2OF,最后用勾股定理得,故为定值;第一象限时同理可证.
【解答】解:(1)∵四边形ABCD是正方形,
∴∠BAD=90°,
∵点D在x轴上,
∴AB⊥x轴,
∵点A(2,0),
∴xB=2,OA=2,
∵点B在 y=x上,
∴当x=2时,y=2,
∴B(2,2),
∵AD=AB=2,
∴OD=OA+AD=4,
∴D点坐标为(4,0),
∵CD⊥x轴,CD=AB=2,
∴点C的坐标为(4,2);
(2)①猜想:∠OAC+∠ABO=180°或∠ABO=∠OAC,
当点B在第一象限时,∠OAC+∠ABO=180°,
证明:∵四边形ABCD是正方形,
∴AB=BC,∠ABC=90°,
∴∠BAC=∠ACB=45°,
由(1)知∠AOB=45°,
在△AOB中,∠ABO+∠AOB+∠OAB=180°,
∴∠ABO+∠BAC+∠OAB=180°,
∵∠BAC+∠OAB=∠OAC,
∴∠OAC+∠ABO=180°,
当点B在第三象限时,∠ABO=∠OAC,
如图,在△AOB 中,∠AOB=45°+90°=135°,
∴∠ABO+∠OAB=180°﹣∠AOB=45°,
Rt△ABC中,由(1)知∠BAC=45°,即∠OAB+∠OAC=45°,
∴∠OAB=45°﹣∠OAC,
∴∠ABO+45°﹣∠OAC=45°,即∠ABO=∠OAC,
②是定值,,理由如下:
过点B作BE⊥CH于点E,过点B作BF⊥y轴于点F,过点A作AG⊥BF交BF于点G,
当点B在第三象限时,
∵∠BEH=∠EHF=∠EFH=90°,
∴四边形EBFH是矩形,
∴BF=EH,∠EBF=90°,
在正方形ABCD中,∠ABC=90°,AB=BC,
∴∠ABC=∠EBF,即∠CBE+∠EBA=∠ABF+∠EBA,
∴∠CBE=∠ABF,
∵AG⊥BF,
∴∠AGB=∠CEB=90°,∠ABG=∠CBE,
∴△BCE≌△BAG(AAS),
∴CE=AG,
∵∠AGB=∠GFO=∠AOF=90°,
∴四边形AOFG是矩形,
∴AG=OF,
在Rt△OBF 中,
∵B在直线y=x上,
∴OF=BF,,
∴AG=BF=EH=CE,
∴CH=CE+EH=2OF,
∴;
当点B在第一象限时,如图,
∵∠BFO=∠FOA=∠AGF=90°,
∴四边形OAFG是矩形,
∴AG=OF,
同理可证,四边形BEHF是矩形,
∴BF=EH,∠FBE=90°,
∵点B在直线y=x上,
∴BF=OH=EH,
∵∠FBE=∠ABC=90°,
∴∠FBE﹣∠ABE=∠ABC﹣∠ABE,即∠ABG=∠CBE,
∵∠AGB=∠BEC=90°,AB=BC,
∴△ABG≌△CBE(AAS),
∴AG=EC,
∴OF=FB=HE=CE,
∴CH=HE+CE=2FB,
在Rt△OBF 中,根据勾股定理,
∴,
综上,为定值,.
【点评】此题重点考查一次函数的图象与性质、正方形的性质、菱形的判定与性质、全等三角形的判定与性质、勾股定理以及根据面积等式列方程求线段长度等知识与方法,解题的关键是正确地作出辅助线,此题难度较大,属于考试压轴题.
34.如图1,直线y=x+4与x轴、y轴分别交于A,B两点,C是OA的中点.
(1)求直线BC的函数表达式;
(2)若P是x轴正半轴上一点,过点P作PD⊥BC于点D,且PD=BC,依题意补全图1,并求点P的坐标;
(3)如图2,若Q是AB上一点,且∠QCA=∠BCO,连接OQ,CQ,用等式表示线段OQ,CQ,BC之间的数量关系,并证明.
【分析】(1)解方程得到A(﹣4,0),B(0,4),C(﹣2,0),设直线BC的函数表达式为 y=kx+b,解方程组得到直线BC的函数表达式为y=2x+4;
(2)如图,PD即为所画的线段,过点D作DH⊥x轴于点H,则∠DHP=∠COB=90°,根据全等三角形 的判定和性质定理得到PH=BO=4,DH=CO=2,解方程得到H(﹣1,0),于是得到P(3,0);
(3)在CB上截取CR=CQ,连接OR.根据全等三角形的性质得到AQ=OR,∠CAQ=∠COR,由(1)得 A(﹣4,0),B(0,4),求得OA=OB,根据全等三角形 的判定和性质定理即可得到结论.
【解答】解:(1)由y=x+4,令y=0,得x=﹣4;令x=0,得y=4,
∴A(﹣4,0),B(0,4),
∵C是OA的中点,
∴C(﹣2,0),
设直线BC的函数表达式为 y=kx+b,
∴,
解得,
∴直线BC的函数表达式为y=2x+4;
(2)如图,PD即为所画的线段,
过点D作DH⊥x轴于点H,则∠DHP=∠COB=90°,
∵PD⊥BC,
∴∠PDC=90°,
∵∠PCD=∠BCO,
∴∠DPC=∠CBO,
∵PD=BC,
∴△PDH≌△BCO(AAS),
∴PH=BO=4,DH=CO=2,
由y=2x+4,令y=2,得x=﹣1;
∴H(﹣1,0),
∴P(3,0);
(3)OQ+CQ=BC,理由如下:
证明:在CB上截取CR=CQ,连接OR.
∵∠QCA=∠BCO,AC=OC,
∴△ACQ≌△OCR(SAS),
∴AQ=OR,∠CAQ=∠COR,
由(1)得 A(﹣4,0),B(0,4),
∴OA=OB,
∴∠OAB=∠OBA=45°,
∴∠COR=∠OAB=45°,
∴∠BOR=90°﹣45°=45°,
在△AOQ与△OBR中,
∵OA=OB,∠OAQ=∠BOR,AQ=OR,
∴△AOQ≌△OBR(SAS),
∴OQ=BR,
∵BR+CR=BC,
∴OQ+CQ=BC.
【点评】本题是一次函数综合题,考查了待定系数法求函数的解析式,全等三角形的判定和性质,正确地作出辅助线是解题的关键.
35.【阅读材料】建系法:我们通常可以通过构建平面直角坐标系,借助点坐标、函数等方法,把几何关系转化成代数关系解决数学问题.
【初步运用】如图1,将边长分别为6,4,2的三个正方形拼接在一起,它们的底边在同一直线上,则图中阴影部分的面积为多少?
解决这道题目方法很多,其中一种就是“建系法”,请补全以下解题思路.(直接写出答案)
解题思路:
①如图2,以直线BC为x轴,直线AB为y轴,点B为原点建立平面直角坐标系;
②由题意得,点A坐标为(0,6),点G坐标为(6,4),点F坐标为 (10,4) ,点H坐标为(12,0);
③由点A和点H的坐标求出直线AH的表达式为yx+6 .
④因为点M的横坐标为6,且点M在直线AH上,所以代入横坐标即可求出纵坐标.
⑤同理求出点N坐标,得到线段GM和线段FN的长,从而求出阴影部分直角梯形的面积为 8 .
【迁移探究】如图3,长方形ABCD中,∠ABC=∠BCD=∠CDA=∠DAB=90°,AB=CD=4,AD=BC=6,AD∥BC,AB∥CD,点E是边AD上的一点,AE=AB,BE交AC于点F.
(1)请用“建系法”求四边形EFCD的面积;(要求:建立直角坐标系时,把长方形的边放在坐标轴上,并把长方形置于第一象限.)
(2)如图4,若过点F的直线与x轴、y轴分别交于点M、N,当△MBN面积最小时,求出直线MN的表达式;
(3)在(2)的条件下,G为线段BM上的一个动点,H点在y轴的负半轴上,若GM+BH=GH,则∠GFH的大小是否发生变化,若不变,请求出度数,若变化,请说明理由.
【分析】【初步运用】按照阅读材料解答即可;
【迁移探究】
(1)过点F作FK⊥AD于K,以BC为x轴,BA为y轴建立平面直角坐标系,运用待定系数法求得直线AC,OE的解析式,再联立方程组求解即可求得点F的坐标,再利用S四边形EFCD=S△ACD﹣S△AEF,即可求得答案;
(2)设直线MN解析式为y=kx+b,将点F的坐标代入可得直线MN解析式为y=kx(1﹣k),进而得出点M,N的坐标,则S△MBNBM•BN(﹣k),利用完全平方公式和非负数的性质求得k的值,再利用待定系数法即可求得答案;
(3)在BN上截取BE=GM,连接EF,FG,GH,FH,可证得△FMG≌△FBE(SAS),△FEH≌△FGH(SSS),再结合等腰直角三角形性质即可求得答案.
【解答】解:【初步运用】
解题思路:①如图2,以直线BC为x轴,直线AB为y轴,点B为原点建立平面直角坐标系;
②由题意得,点A坐标为(0,6),点G坐标为(6,4),点F坐标为(10,4),点H坐标为(12,0);
③设直线AH的表达式为y=kx+b,把H(12,0),A(0,6)代入,得,
解得:,
∴由点A和点H的坐标求出直线AH的表达式为yx+6.
④∵点M的横坐标为6,且点M在直线AH上,
∴y6+6=3,
∴点M的纵坐标为3.
⑤∵点N的横坐标为10,
∴y10+6=1,
∴点N坐标为(10,1),
∵G(6,4),F(10,4),
∴GM=4﹣3=1,FN=4﹣1=3,FG=10﹣6=4,
∴S阴影FG•(GM+FN)4×(1+3)=8,
故答案为:②(10,4),③yx+6,⑤8;
【迁移探究】
(1)如图,过点F作FK⊥AD于K,以BC为x轴,BA为y轴建立平面直角坐标系,
则A(0,4),B(0,0),C(6,0),D(6,4),E(4,4),
设直线AC的解析式为y=k1x+b1,则,
解得:,
∴直线AC的解析式为yx+4,
同理可得直线OE的解析式为y=x,
联立得,
解得:,
∴F(,),
∴FK=4,
∴S四边形EFCD=S△ACD﹣S△AEF
AD•CDAE•FK
6×44
;
(2)由(1)知F(,),
设直线MN解析式为y=kx+b,则k+b,
解得b(1﹣k),
∴y=kx(1﹣k),
当x=0时,y(1﹣k),
当y=0时,kx(1﹣k)=0,
∴x(1),
∴M((1),0),N(0,(1﹣k)),
∴BM(1),BN(1﹣k),
∴S△MBNBM•BN(1)(1﹣k)(1k+1)(﹣k),
∵﹣k>0,0,
∴﹣k()2+2,
∵()2≥0,
∴﹣k2,当且仅当﹣k时﹣k2为最小值,
∴﹣k=1,即k=﹣1,
∴直线MN的表达式为y=﹣x;
(3)∠GFH=45°,大小不变,理由如下:
如图,在BN上截取BE=GM,连接EF,FG,GH,FH,
由(2)知BM=BN,∠MBN=90°,
∴△MBN是等腰直角三角形,
∴∠FMG=∠FBE=45°,FM=FB,∠BFM=90°,
在△FMG和△FBE中,
,
∴△FMG≌△FBE(SAS),
∴FG=FE,∠MFG=∠BFE,
∵∠MFG+∠BFG=90°,
∴∠BFE+∠BFG=90°,即∠EFG=90°,
∵GM+BH=GH,
∴BE+BH=GH,即EH=GH,
在△FEH和△FGH中,
,
∴△FEH≌△FGH(SSS),
∴∠EFH=∠GFH∠EFG=45°,
∴∠GFH的大小不变,∠GFH=45°.
【点评】本题是一次函数综合题,考查了待定系数法,正方形的性质,等腰直角三角形的判定和性质,全等三角形的判定和性质,建立平面直角坐标系将几何问题转化为代数问题是解题关键.
(
1
)
学科网(北京)股份有限公司
$
相关资源
由于学科网是一个信息分享及获取的平台,不确保部分用户上传资料的 来源及知识产权归属。如您发现相关资料侵犯您的合法权益,请联系学科网,我们核实后将及时进行处理。