内容正文:
四川省成都市八年级数学上学期单元整合作业
北师大版(2024年版)八年级上册 第三章 位置与坐标 A 卷
应用场景:单元整合作业,用于《位置与坐标》全章复习巩固,预计 60 分钟。
出题人
马瑞繁
适用地区
四川成都
教材版本
北京师范大学出版社 八年级上册( 2024 年版)
考查范围
第三章 位置与坐标(含有序数对、平面直角坐标系、点的坐标与象限、点到坐标轴的距离、对称点的坐标规律、平移与坐标变化)
作业类型
单元整合作业( 21 题,满分 100 分;另附附加题 5 题,共 20 分)
建议用时
约 60 分钟
一、作业目标
(一)课标依据
《义务教育数学课程标准(2022年版)》要求:理解有序数对与平面直角坐标系,会用坐标表示点的位置,能根据坐标描出点的位置;理解各象限内点的坐标的符号特征,会求点到坐标轴的距离;掌握关于坐标轴、关于原点对称的点的坐标规律;探索图形平移与坐标变化的关系。
(二)分层目标
基础目标(全体学生)能说出点在第几象限,能判断坐标轴上的点,会求点到 x 轴、y 轴的距离,会写对称点的坐标,会按"左右改横、上下改纵"写平移后的点。
提高目标(大部分学生)能在坐标系中由顶点坐标算水平线段的长度与三角形面积,能由坐标特征确定字母的取值范围,能按新的原点重建坐标系。
拓展目标(学有余力的学生)能在坐标轴上用分类讨论的方法求满足面积条件的点,能用含字母的式子表示平移后的重叠面积,能从点阵排列中找出坐标规律。
(三)素养落点
以几何直观与推理能力为主线:第 1—8 题管坐标的概念与基本判断,第 9—15 题管性质辨析与填空题,第 16—21 题管作图计算与实际应用,第 22—26 题管诊断、讨论与探究。
二、作业内容
开学一个月,学校要重画一张平面示意图。校门在哪、教学楼在哪、图书馆在哪,光说"东边""北边"讲不清,得先定一个原点和两条方向,再把每处地方换成一对数。这一章学的就是这件事:先用有序数对把位置定死,再用坐标系把位置变成可以加减的数。位置变成数之后,麻烦事就好办了——要算两栋楼之间的距离,化成坐标来算;要知道一栋楼在另一栋楼的哪一边,看横纵坐标的符号;要把整张图整体挪一挪,只需要把每个坐标按同一个方向改一改。坐标是这一章唯一的语言,读懂它、写准它,后面的一次函数才接得上。
第一部分 基础巩固(第 1—8 题,每题 3 分,共 24 分,约 18 分钟)
1. (原创)有序数对。若把电影院里的"3 排 5 号"记作 (3, 5),则 (8, 6) 表示( )
A. 6 排 8 号 B. 8 排 6 号 C. 8 排 8 号 D. 6 排 6 号
答:
2. (原创)象限的判断。如图 1,在平面直角坐标系中描出了 A、B、C、D 四个点。其中位于第二象限的是( )
A. 点 A B. 点 B C. 点 C D. 点 D
图 1 坐标系中的四个点
答:
3. (原创)坐标轴上的点。在平面直角坐标系中,点 M(0, −4) 的位置是( )
A. x 轴的正半轴上 B. x 轴的负半轴上 C. y 轴的正半轴上 D. y 轴的负半轴上
答:
4. (原创)点到坐标轴的距离。点 A(3, −4) 到 x 轴的距离是( )
A. 3 B. 4 C. 5 D. −4
答:
5. (原创)关于坐标轴对称。如图 3,点 A 的坐标是 (2, 1)。在这四个点中,与点 A 关于 x 轴对称的是( )
A. 点 B B. 点 C C. 点 D D. 四个点都不是
图 3 坐标系中的四个点
答:
6. (原创)平移与坐标变化。把点 P(−3, 2) 先向右平移 4 个单位长度,再向下平移 5 个单位长度,所得点的坐标是( )
A. (1, −3) B. (−7, −3) C. (1, 7) D. (−7, 7)
答:
7. (原创)点到原点的距离。点 Q(3, 4) 到原点的距离是( )
A. 3 B. 4 C. 5 D. 7
答:
8. (原创)由坐标特征求字母。若点 P(a + 2, a − 3) 在 x 轴上,则 a 的值是( )
A. −3 B. 3 C. 2 D. −2
答:
第二部分 能力提升(第 9—15 题,共 28 分,约 22 分钟)
9. (原创)坐标与象限。下列说法正确的有( )(多选)
A. 原点 (0, 0) 既在 x 轴上,又在 y 轴上
B. 第一象限内的点,横坐标与纵坐标都是正数
C. 点 (−3, 2) 关于 y 轴对称的点是 (3, 2)
D. 点 (5, 0) 在 y 轴上
答:
10. (原创)平移与坐标变化。关于点的平移,下列说法正确的有( )(多选)
A. 点左右平移时,纵坐标不变
B. 点上下平移时,横坐标不变
C. 点向右平移 3 个单位长度,横坐标减 3
D. 点 (−2, 5) 向上平移 2 个单位长度,得到点 (−2, 7)
答:
11. (原创)对称点的坐标规律。下列说法正确的有( )(多选)
A. 关于 x 轴对称的两点,横坐标相同,纵坐标互为相反数
B. 关于 y 轴对称的两点,纵坐标相同,横坐标互为相反数
C. 关于原点对称的两点,横坐标、纵坐标都互为相反数
D. 点 (1, 2) 关于原点对称的点是 (2, 1)
答:
12. (原创)横坐标与纵坐标。点 P(−5, 7) 的横坐标是 ,纵坐标是 。
答:
13. (原创)点到坐标轴的距离。点 A(4, −3) 到 x 轴的距离是 ,到 y 轴的距离是 。
答:
14. (原创)由象限定坐标。已知点 M(a, b) 在第二象限,且 |a| = 3,|b| = 2,则点 M 的坐标是 。
答:
15. (原创)关于 x 轴对称。若点 M(m + 1, 3) 与点 N(−2, n − 1) 关于 x 轴对称,则 m + n = 。
答:
第三部分 综合应用(第 16—21 题,每题 8 分,共 48 分,约 20 分钟)
16. (原创)坐标系中的三角形。如图 2,在平面直角坐标系中,△ABC 的三个顶点都在格点上。
(1)写出点 A、B、C 的坐标;
(2)求边 AB 的长;
(3)求 △ABC 的面积;
(4)把 △ABC 向下平移 2 个单位长度,写出点 A、B、C 的对应点 A′、B′、C′ 的坐标,并求平移后三角形的面积。
图 2 坐标系中的三角形 ABC
答:
17. (原创)四点与坐标。如图 1,A、B、C、D 是平面直角坐标系中的四个点。
(1)写出这四个点的坐标,并分别指出它们在第几象限;
(2)求这四个点到 x 轴的距离之和;
(3)这四个点中有没有关于 x 轴对称的两点?若没有,请写出点 A 关于 x 轴的对称点 A₁ 的坐标;
(4)判断这四个点中有没有关于原点对称的两点,并说明理由。
答:
18. (原创)距离与对称。已知点 A(−3, 4)。
(1)求点 A 到 x 轴的距离和到 y 轴的距离;
(2)求点 A 到原点的距离;
(3)已知点 B(3, −4),判断点 A 与点 B 关于什么对称,并求线段 AB 的长。
答:
19. (原创)平移与坐标变化。△ABC 的三个顶点分别是 A(−2, 1)、B(1, 1)、C(0, 3)。
(1)把 △ABC 向右平移 3 个单位长度、再向上平移 2 个单位长度,写出对应点 A′、B′、C′ 的坐标;
(2)求 △ABC 的面积,并说明平移后三角形的面积是否改变;
(3)若点 P(a, b) 是 △ABC 边上的一点,写出它平移后对应点 P′ 的坐标。
答:
20. (原创)用坐标表示地理位置。学校要重画一张平面示意图。以校门为原点,正东方向为 x 轴正方向,正北方向为 y 轴正方向,1 个单位长度表示 10 米。已知:教学楼在校门正东 60 米处,图书馆在校门正北 80 米处,实验楼在教学楼正北 30 米处。
(1)按上述规定建立平面直角坐标系,写出校门、教学楼、图书馆、实验楼四个位置的坐标;
(2)求教学楼到图书馆的实际距离;
(3)求实验楼到校门的实际距离(结果保留根号,并估计到米);
(4)若改以图书馆为原点、正东方向为 x 轴正方向、正北方向为 y 轴正方向重新建立坐标系,写出校门与教学楼的新坐标。
答:
21. (原创)三点与面积。在平面直角坐标系中,已知 A(−3, 0)、B(5, 0)、C(1, 4)。
(1)在 x 轴上求一点 P,使 PA = PB,写出点 P 的坐标;
(2)求线段 PC 的长;
(3)求 △ABC 的面积;
(4)若点 Q 在 y 轴上,且 △ABQ 的面积等于 △ABC 的面积,求点 Q 的坐标。
答:
第四部分 附加题(第 22—26 题,每题 4 分,共 20 分,约 20 分钟)
22. (原创)错解诊断。小颖在作业里写下四句话:①"点 (−2, 3) 在第一象限";②"点 (4, 0) 在 y 轴上";③"点 (3, −5) 到 x 轴的距离是 3";④"点 (1, 2) 关于 y 轴对称的点是 (−1, −2)"。
(1)四句话分别错在哪里?请逐句指出;
(2)把第③句改成正确的说法,并说明"到 x 轴的距离"与"到 y 轴的距离"分别由哪个坐标决定;
(3)举一个反例,说明"到 x 轴的距离"与"到 y 轴的距离"不能混用。
答:
23. (原创)面积相等时的点。在平面直角坐标系中,已知 A(−2, 0)、B(4, 0)、C(0, 3)。
(1)求 △ABC 的面积;
(2)若点 P 在 y 轴上,且 △ABP 的面积等于 △ABC 的面积,求点 P 的坐标;
(3)若点 Q 在 x 轴上,且 △ACQ 的面积等于 6,求点 Q 的坐标。
答:
24. (原创)平移与重叠。在平面直角坐标系中,长方形 ABCD 的四个顶点分别是 A(−2, 1)、B(2, 1)、C(2, −2)、D(−2, −2)。
(1)求这个长方形的长、宽、周长和面积;
(2)把长方形 ABCD 向右平移 3 个单位长度,写出四个顶点的对应点 A′、B′、C′、D′ 的坐标;
(3)求平移后所得长方形与原长方形重叠部分的面积;
(4)若把长方形 ABCD 向右平移 a 个单位长度(0 < a < 4),用含 a 的式子表示重叠部分的面积。
答:
25. (原创)含字母的点。已知点 P(2a − 1, a + 3)。
(1)若点 P 在 x 轴上,求 a 的值及点 P 的坐标;
(2)若点 P 在第二象限,求 a 的取值范围;
(3)若点 P 到 x 轴的距离是 4,求 a 的值及点 P 的坐标。
答:
26. (原创)点阵中的规律。在平面直角坐标系中,按如下方式排列点:
第 1 行:(1, 1);
第 2 行:(2, 1)、(2, 2);
第 3 行:(3, 1)、(3, 2)、(3, 3);
……
(1)第 4 行有几个点?请把它们写出来;
(2)用含 n 的式子表示前 n 行一共有多少个点;
(3)点 (7, 5) 在第几行、是这一行的第几个点?
(4)前 10 行一共有多少个点?第 10 行最后一个点的坐标是什么?
答:
三、参考答案与解析
1. B。有序数对 (3, 5) 对应"3 排 5 号",说明前一个数是排号、后一个数是号数,顺序固定不能颠倒。所以 (8, 6) 表示 8 排 6 号,选 B。A 项把两个数换了位置,是把有序数对当成了无序的两个数;C、D 两项则只取了其中一个数重复一遍。这一类题的关键是"先说明约定",读题时找准第一个数代表什么,后面的判断就不会错。
2. A。第二象限内点的横坐标为负、纵坐标为正。看图:点 A 在 y 轴左侧、x 轴上方,读得 A(−2, 3),符合"负、正",所以在第二象限,选 A。B(3, 2) 在第一象限;C(−3, −1) 在第三象限;D(2, −3) 在第四象限。判断象限只看两个符号,不必量距离:左上为二、左下为三、右下为四,从右上角起逆时针数一圈就是一二三四。
3. D。点 M 的横坐标是 0,说明它在 y 轴上;纵坐标是 −4,小于 0,说明在原点的下方,即 y 轴的负半轴,选 D。判断要点只有一句:横坐标为 0 在 y 轴上,纵坐标为 0 在 x 轴上;再看另一个坐标的正负定方向。A、B 两项把"横坐标为 0"误读成"在 x 轴上",正好反了。
4. B。点 A(3, −4) 到 x 轴的距离等于纵坐标的绝对值,|−4| = 4,选 B。A 项的 3 是它到 y 轴的距离,把两条轴记反了;C 项的 5 是它到原点的距离 √(3² + 4²);D 项把距离写成了负数,而距离是长度,一定非负。记法只有一句:到哪条轴的距离,就看另一个坐标。到 x 轴看纵坐标,到 y 轴看横坐标。
5. A。关于 x 轴对称的两点,横坐标相同、纵坐标互为相反数,所以点 A(2, 1) 的对称点是 (2, −1)。看图,点 B 的坐标正是 (2, −1),选 A。C(−2, 1) 是点 A 关于 y 轴对称的点;D(−2, −1) 是点 A 关于原点对称的点。这一题把三种对称一次摆齐了,可以对照着记:关于谁对称,谁就不变;关于原点对称,两个都变号。
6. A。分两步走:向右平移 4 个单位,横坐标加 4,−3 + 4 = 1;向下平移 5 个单位,纵坐标减 5,2 − 5 = −3。所以所得点的坐标是 (1, −3),选 A。C 项把"向下"做成了"向上";B 项把"向右"做成了"向左";D 项两处都反了。平移的规则要背成一句话:右加左减改横坐标,上加下减改纵坐标,两次平移各管一个坐标,互不干扰。
7. C。过点 Q 分别向两条轴作垂线,两条垂线与坐标轴围成一个直角三角形,两条直角边分别是 |3| = 3 和 |4| = 4,斜边就是 Q 到原点的距离,由勾股定理得 √(3² + 4²) = √25 = 5,选 C。A、B 两项只取了一条直角边;D 项把两条直角边直接相加,那是折线长度,不是直线距离。一般地,点 (x, y) 到原点的距离是 √(x² + y²),这个式子在下一章学一次函数时还会反复用到。
8. B。点在 x 轴上,意味着它的纵坐标等于 0,即 a − 3 = 0,解得 a = 3,选 B。把 a = 3 代回检验:横坐标 a + 2 = 5,点 P 是 (5, 0),确实在 x 轴上(且不是原点)。A 项的 −3 是把这个式子的符号看错了;C 项的 2 来自 a + 2 中的 2,属于看错式子。做这类题只需记住:在 x 轴上纵坐标为 0,在 y 轴上横坐标为 0,列一个方程就完事。
9. ABC。A 正确,原点的横坐标与纵坐标都是 0,所以它同时属于两条轴;B 正确,第一象限内点的横纵坐标都为正;C 正确,关于 y 轴对称只变横坐标,(−3, 2) 变成 (3, 2);D 错,(5, 0) 的纵坐标是 0,它在 x 轴上,不在 y 轴上。D 这一项是本卷最高频的错误形式,凡是看到形如"点 (a, 0) 在 y 轴上"的说法,先看第二个数是不是 0。
10. ABD。A 正确,左右平移只改变横坐标,纵坐标不动;B 正确,上下平移只改变纵坐标,横坐标不动;C 错,向右平移是"向右走",横坐标应该加 3 而不是减 3;D 正确,向上平移 2 个单位,纵坐标 5 + 2 = 7,得 (−2, 7)。C 与 D 正好是一错一对:把"方向"与"加减"对应起来记——右和上都是加,左和下都是减,方向词就是符号。
11. ABC。A、B、C 三条都是本章的对称规律原话,全部正确。D 错,点 (1, 2) 关于原点对称的点是 (−1, −2),两个坐标都要变号,而不是把横纵坐标交换位置变成 (2, 1)。交换坐标这件事在图形上对应的是关于直线 y = x 对称,不属于本章讨论的三种对称,别混进来。记法:关于谁对称谁不变,关于原点对称两个都变。
12. −5;7。点的坐标写成 (x, y),前一个数叫横坐标,后一个数叫纵坐标。所以 P(−5, 7) 的横坐标是 −5,纵坐标是 7。这一空看着简单,却是后面所有判断的基础:读错顺序,象限、距离、对称全部跟着错。建议每次读坐标时都在草稿上念一遍"先横后纵",养成习惯。
13. 3;4。点 A(4, −3) 到 x 轴的距离等于纵坐标的绝对值 |−3| = 3;到 y 轴的距离等于横坐标的绝对值 |4| = 4。注意两空的顺序:先问的是到 x 轴,答 3;后问的是到 y 轴,答 4。很多同学把两个数写反,就是因为用了同一个顺序去套。检验办法很直接:画一个点,用眼睛量一量哪条距离更长,答案就一目了然。
14. (−3, 2)。第二象限内的点横坐标为负、纵坐标为正,所以 a < 0,b > 0。又 |a| = 3,得 a = −3(取负的那个);|b| = 2,得 b = 2(取正的那个)。所以点 M 的坐标是 (−3, 2)。这里有两层筛选:先由绝对值得到两个候选数,再由象限的符号要求挑出唯一符合的那个。若把象限换成第三象限,答案就变成 (−3, −2);换成第一象限则是 (3, 2)。
15. −5。关于 x 轴对称的两点,横坐标相同、纵坐标互为相反数。所以横坐标相等:m + 1 = −2,得 m = −3;纵坐标互为相反数:n − 1 = −3,得 n = −2。于是 m + n = −3 + (−2) = −5。易错处在纵坐标这一步:3 的相反数是 −3,所以 n − 1 要等于 −3,而不是等于 3;若写成 n − 1 = 3,会得 n = 4,结果变成 1。做完把两点的坐标写出来对一遍:(−2, 3) 与 (−2, −3),确实关于 x 轴对称。
16.(1)A(−1, 1)、B(3, 1)、C(1, 4)。读法是先看横轴上的投影,再看纵轴上的投影。
(2)点 A 与点 B 的纵坐标都是 1,说明 AB 与 x 轴平行,是一条水平线段,它的长等于两点横坐标之差的绝对值:AB = |3 − (−1)| = 4。
(3)以 AB 为底,底长 4;顶点 C 到 AB 所在直线(即直线 y = 1)的距离就是高,等于 C 的纵坐标与 1 之差的绝对值:4 − 1 = 3。所以 S△ABC = 4 × 3 ÷ 2 = 6。
(4)向下平移 2 个单位,每个点的横坐标不变、纵坐标减 2:A′(−1, −1)、B′(3, −1)、C′(1, 2)。此时 A′B′ 仍与 x 轴平行,长仍为 4;C′ 到 A′B′ 所在直线的距离为 2 − (−1) = 3。面积仍是 4 × 3 ÷ 2 = 6,与平移前相同。
本题的核心是"坐标 → 长度 → 面积"这条链:两点纵坐标相同就能读出水平长度,两点横坐标相同就能读出竖直长度,两者都没有时(斜边)才要用勾股定理。第(4)问说明平移是"整体搬家",图形的形状与大小一概不变,所以面积不变——这个结论后面学函数图象平移时还要再用一次。
17.(1)A(−2, 3),在第二象限;B(3, 2),在第一象限;C(−3, −1),在第三象限;D(2, −3),在第四象限。
(2)一个点到 x 轴的距离等于它的纵坐标的绝对值,所以四点到 x 轴的距离分别是 |3| = 3、|2| = 2、|−1| = 1、|−3| = 3,加起来是 3 + 2 + 1 + 3 = 9。
(3)关于 x 轴对称要求横坐标相同、纵坐标互为相反数。四个点的横坐标分别是 −2、3、−3、2,两两都不相同,所以不可能有关于 x 轴对称的两点。点 A(−2, 3) 关于 x 轴的对称点是 A₁(−2, −3)。
(4)有。关于原点对称要求两个坐标都互为相反数。点 A(−2, 3) 的两个坐标都变号得 (2, −3),正好是点 D,所以点 A 与点 D 关于原点对称。其余各点的对称点都不在这四个点之中:B(3, 2) 的对称点是 (−3, −2),C(−3, −1) 的对称点是 (3, 1),都与给出的点不符。
这一题考查的是"用坐标而不是用眼睛"做判断。图上看,A 与 D 一左上一右下,连线穿过原点,正好被原点平分,这就是中心对称的直观样子;但判断要靠坐标:只有两个坐标都互为相反数,才叫关于原点对称。第(3)问的"没有"同样要说明理由,不能只写一个"没有"就完事。
18.(1)点 A(−3, 4) 到 x 轴的距离等于纵坐标的绝对值,|4| = 4;到 y 轴的距离等于横坐标的绝对值,|−3| = 3。
(2)过 A 分别向两条轴作垂线,与坐标轴围成直角三角形,两条直角边分别是 3 与 4,所以 A 到原点的距离是 √(3² + 4²) = √25 = 5。
(3)点 A(−3, 4) 与点 B(3, −4) 的横坐标互为相反数、纵坐标也互为相反数,所以它们关于原点对称。AB 的长等于 A 到原点距离的 2 倍:AB = √[(3 + 3)² + (−4 − 4)²] = √(36 + 64) = √100 = 10,也可以直接由 5 × 2 = 10 得出。
关于原点对称的两点,原点恰好是它们连线的中点,所以两点到原点的距离相等,线段长是单点距离的两倍——这个关系在图上很直观,在计算上可以省一步。
19.(1)向右平移 3 个单位,横坐标加 3;向上平移 2 个单位,纵坐标加 2。所以 A(−2, 1) → A′(1, 3),B(1, 1) → B′(4, 3),C(0, 3) → C′(3, 5)。
(2)点 A 与点 B 的纵坐标都是 1,AB 与 x 轴平行,AB = |1 − (−1)| = 3;顶点 C 到 AB 所在直线的距离为 3 − 1 = 2。所以 S△ABC = 3 × 2 ÷ 2 = 3。平移后三角形的位置变了,但三条边的长度、三个角的大小都没有变,面积仍是 3,没有改变。
(3)平移是按同一个规则同时作用于图形上的每一个点,所以边上的点 P(a, b) 与顶点走同样的路:P′(a + 3, b + 2)。
第(3)问是本题的关键一步:把"具体点的平移"上升为"所有点的平移",这正是用坐标研究图形变换的基本思想。掌握了这一步,再遇到"平移后落在某条轴上的点"这类问题,只需要让 P′ 的某个坐标为 0 解方程即可。
20.(1)1 个单位长度表示 10 米,所以 60 米是 6 个单位,80 米是 8 个单位,30 米是 3 个单位。以校门为原点:校门 (0, 0);教学楼在校门正东 6 个单位,为 (6, 0);图书馆在校门正北 8 个单位,为 (0, 8);实验楼在教学楼正北 3 个单位,横坐标与教学楼相同,为 (6, 3)。
(2)教学楼 (6, 0) 与图书馆 (0, 8):两点的横坐标、纵坐标都不相同,是一条斜线段。作辅助直角三角形,两条直角边分别是 6 与 8,所以距离为 √(6² + 8²) = √100 = 10(个单位),即 10 × 10 = 100(米)。
(3)实验楼 (6, 3) 到校门 (0, 0):√(6² + 3²) = √45 = 3√5(个单位),即 30√5 米。因为 6.7² = 44.89 < 45 < 45.02 ≈ 6.71²,所以 √45 ≈ 6.71,实际距离约 67 米。
(4)换以图书馆为原点,则每个点的新坐标等于原坐标减去图书馆的原坐标 (0, 8),即横坐标不变、纵坐标减 8。所以校门的新坐标是 (0, −8),教学楼的新坐标是 (6, −8)。
第(4)问是本题最值得琢磨的一问:位置本身没有变,变的只是"以谁为原点"。原点往北移了 8 个单位,所有点的纵坐标就都减 8,校门一下子从原点跑到了 x 轴下方。这说明坐标是相对的,说"某地在哪"之前必须先说清"以哪里为原点、正方向朝哪边",这也正是本章开头强调的"先定原点与方向,再写坐标"。
21.(1)设 P(x, 0)。由 PA = PB 得 |x − (−3)| = |x − 5|,即 x + 3 = 5 − x(因为 P 在 A、B 之间时两式一正一负,绝对值去掉后就是这个式子),解得 x = 1,所以 P(1, 0)。也可以直接看出:P 是线段 AB 的中点,横坐标为 (−3 + 5) ÷ 2 = 1。
(2)P(1, 0),C(1, 4) 的横坐标相同,PC 与 y 轴平行,长度等于纵坐标之差的绝对值:PC = 4 − 0 = 4。
(3)A(−3, 0)、B(5, 0) 都在 x 轴上,AB = 5 − (−3) = 8;顶点 C(1, 4) 到 x 轴的距离为 4,这就是 AB 边上的高。所以 S△ABC = 8 × 4 ÷ 2 = 16。
(4)设 Q(0, y)。△ABQ 以 AB 为底,底长仍是 8;高是 Q 到 x 轴的距离,即 |y|。由面积相等得 8 × |y| ÷ 2 = 16,即 4|y| = 16,|y| = 4,所以 y = 4 或 y = −4,点 Q 的坐标为 (0, 4) 或 (0, −4)。
第(4)问必须写两个答案:Q 在 y 轴上,可能在 x 轴上方,也可能在下方,两种情况下三角形形状不同、面积却相同。这类题的检验办法很简单:把答案代回面积公式算一遍,两个都成立才算完整。只写一个答案,说明还停留在"看图找点"的层面,没有真正把面积公式当作方程来用。
22.(1)第①句错在象限:点 (−2, 3) 横坐标为负、纵坐标为正,在第二象限,不在第一象限。第②句错在坐标轴:(4, 0) 的纵坐标是 0,在 x 轴上,不在 y 轴上。第③句错在把两条轴记反了:到 x 轴的距离由纵坐标决定,|−5| = 5,不是 3。第④句错在对称的种类:关于 y 轴对称只变横坐标,正确结果是 (−1, 2);(−1, −2) 是它关于原点对称的点。
(2)正确说法是:"点 (3, −5) 到 x 轴的距离是 5,到 y 轴的距离是 3。"规律是:到 x 轴的距离由纵坐标的绝对值决定,到 y 轴的距离由横坐标的绝对值决定,口诀是"到哪条轴的距离,就看另一个坐标"。
(3)反例:点 (3, −5) 到 x 轴的距离是 5、到 y 轴的距离是 3,两个数正好是 5 和 3,混用一下就会说成"到 x 轴 3、到 y 轴 5",结论完全颠倒。再如点 (2, 7):到 x 轴的距离是 7、到 y 轴的距离是 2,若用横坐标去算到 x 轴的距离,会得出 2,而它在图上离 x 轴明显比离 y 轴远得多。
这四句话覆盖了本章四个高频错误:象限符号、坐标轴上的点、点到坐标轴的距离、对称的种类。第④句最容易被忽略,因为"关于 y 轴对称"这半句是对的,错只错在结果上,读题稍快就会认同。判断对称题的通法是把两个点的坐标都写出来对一遍,而不是凭印象。
23.(1)A(−2, 0)、B(4, 0) 都在 x 轴上,AB = 4 − (−2) = 6;顶点 C(0, 3) 到 x 轴的距离为 3,这就是 AB 边上的高。所以 S△ABC = 6 × 3 ÷ 2 = 9。
(2)设 P(0, y)。△ABP 以 AB 为底,底长 6;高为 |y|。由面积相等得 6 × |y| ÷ 2 = 9,即 3|y| = 9,|y| = 3,所以 y = 3 或 y = −3,点 P 的坐标为 (0, 3) 或 (0, −3)。其中 (0, 3) 恰好就是点 C,题目并未排除,它同样满足条件——这一点常让学生犹豫,其实只要代回公式验证即可。
(3)设 Q(q, 0)。△ACQ 以 AQ 为底,底长 |q − (−2)| = |q + 2|;顶点 C(0, 3) 到 x 轴的高为 3。由面积为 6 得 |q + 2| × 3 ÷ 2 = 6,即 |q + 2| = 4,所以 q + 2 = 4 或 q + 2 = −4,得 q = 2 或 q = −6,点 Q 的坐标为 (2, 0) 或 (−6, 0)。
这一题的共同套路是"设坐标 → 用面积公式列方程 → 解含绝对值的方程 → 两个解都要保留"。要注意第(3)问里 Q 不能在点 A 处,否则三角形退化成一条线段;本题的两个解 q = 2 与 q = −6 都远离 A(−2, 0),没有问题。
24.(1)A(−2, 1) 与 B(2, 1) 的纵坐标相同,AB 水平,长 = 2 − (−2) = 4,这就是长方形的长;B(2, 1) 与 C(2, −2) 的横坐标相同,BC 竖直,长 = 1 − (−2) = 3,这就是长方形的宽。周长 = 2 × (4 + 3) = 14,面积 = 4 × 3 = 12。
(2)向右平移 3 个单位,每个顶点的横坐标加 3、纵坐标不变:A′(1, 1)、B′(5, 1)、C′(5, −2)、D′(1, −2)。
(3)原长方形的横坐标范围是 −2 ≤ x ≤ 2,平移后是 1 ≤ x ≤ 5;两者重叠的部分是 1 ≤ x ≤ 2,宽为 2 − 1 = 1。纵向范围 1 ≥ y ≥ −2 没有变化,高仍为 3。所以重叠部分的面积是 1 × 3 = 3。
(4)向右平移 a 个单位后,新长方形的横坐标范围是 −2 + a ≤ x ≤ 2 + a。因为 0 < a < 4,所以 −2 + a < 2,两个长方形一定有重叠,重叠部分为 −2 + a ≤ x ≤ 2,宽为 2 − (−2 + a) = 4 − a,高仍为 3。所以重叠部分的面积是 3(4 − a)。
第(4)问把具体的 3 换成了字母 a,思路完全没有变化,只是把"5 − 2"换成了"2 − (−2 + a)"。这类题的失分点多在写范围:一定要把两个长方形的横坐标范围都写出来,再取公共部分,凭直觉猜"宽是 4 − a"容易猜对,但遇到纵向也平移的情形就会出错。
25.(1)点在 x 轴上,纵坐标等于 0,即 a + 3 = 0,解得 a = −3。此时横坐标 2a − 1 = 2 × (−3) − 1 = −7,所以点 P 的坐标是 (−7, 0)。
(2)点在第二象限,要求横坐标为负、纵坐标为正:2a − 1 < 0 且 a + 3 > 0。前者解得 a < 1/2,后者解得 a > −3,合起来是 −3 < a < 1/2。
(3)点到 x 轴的距离等于纵坐标的绝对值,所以 |a + 3| = 4,即 a + 3 = 4 或 a + 3 = −4,解得 a = 1 或 a = −7。当 a = 1 时,横坐标 2a − 1 = 1,点 P 为 (1, 4);当 a = −7 时,横坐标 2a − 1 = −15,点 P 为 (−15, −4)。两个都满足条件。
本题的层次很清楚:第(1)问只用一个坐标列方程,第(2)问要用两个坐标列不等式组,第(3)问要用绝对值分成两种情况。第(3)问最容易被漏掉一半,因为很多学生只想到"在 x 轴上方"的情形。凡是题目里出现"距离",都要立刻想到绝对值,想到绝对值就要想到两个解。
26.(1)观察给出的三行可以归纳出两条规律:第 n 行的所有点横坐标都是 n;第 n 行共有 n 个点,纵坐标依次是 1、2、3、…、n。所以第 4 行有 4 个点,它们是 (4, 1)、(4, 2)、(4, 3)、(4, 4)。
(2)前 n 行的点数就是 1 + 2 + 3 + … + n,等于 n(n + 1)/2。
(3)点 (7, 5) 的横坐标是 7,所以它在第 7 行;这一行各点的纵坐标依次是 1、2、3、…,纵坐标是 5 说明它是这一行的第 5 个点。
(4)前 10 行共有 10 × 11 ÷ 2 = 55 个点。第 10 行有 10 个点,纵坐标从 1 排到 10,所以最后一个点是 (10, 10)。
这道题的关键是先把"行"与"坐标"的对应关系读出来:横坐标管行号,纵坐标管这一行里的序号。读出这一层,第(1)(3)问都是直接读;第(2)(4)问则要用到 1 + 2 + … + n 的求和公式——这个公式在小学见过,本章再用一次,正好为后面学整式与数列求和打底。可以再追问一句:点 (5, 7) 在不在这个点阵里?答案是"不在",因为第 5 行只有 5 个点,纵坐标最大是 5,这一问能检验学生是否真正理解了"第 n 行有 n 个点"这个限制。
四、作业实施建议
1. 使用时机。第三章新授课全部结束、单元复习课开课前一天发放,建议限时 60 分钟独立完成。本章是初中阶段第一次把"位置"变成"数",学生的困难不在计算,而在三处观念:一是原点的意义——同一个点,换了原点坐标就全变;二是横纵坐标的顺序——(3, 2) 与 (2, 3) 是两个完全不同的点;三是符号与方位的关系——横坐标管左右、纵坐标管上下,负数往西往南。这三处不通,后面的一次函数图象、二次函数图象都无从谈起。建议把本卷当作"绘图与读图诊断卷"使用,重点看两件事:点画得对不对、坐标读得准不准。第 20 题可以改成实践作业,让学生量一量自己的校园,画一张真正的平面示意图。
2. 分层布置。基础薄弱的学生做第 1—15 题(52 分),第 16 题第(1)(2)问必做;中等学生做第 1—21 题(100 分);学有余力的学生全做,并把第 23、24、26 三题作为小组交流内容,要求说清"为什么要分两种情况""重叠部分的宽为什么是 4 − a""点阵的规律是怎样从行号读出来的"。分层不等于放弃难题,前面 15 题是本章的底线,人人过关;后 6 题是拉分题,允许有差异,但讲评时全班都要听。
3. 讲评重点。第 4、13、17 题要放在一起讲:到 x 轴的距离由纵坐标的绝对值决定,到 y 轴的距离由横坐标的绝对值决定,两条千万别记反,记法是"到哪条轴的距离,就看另一个坐标";第 5、11、15 题要把三种对称的规律排成一张表——关于 x 轴对称纵坐标变号、关于 y 轴对称横坐标变号、关于原点对称两个都变号,口诀是"关于谁对称谁不变";第 6、10、19 题要把平移的规则固定成一句话:"左右平移改横坐标,右加左减;上下平移改纵坐标,上加下减";第 16 题要让学生看清"坐标 → 长度 → 面积"这条链:AB 两点纵坐标相同,所以 AB 是一条水平线段,长就是横坐标之差的绝对值,底有了、高就是顶点纵坐标与底所在直线纵坐标之差的绝对值;第 23 题与第 24 题第(4)问都要讲清分类讨论的来由——面积公式里带绝对值,去掉绝对值就要分正负两种情况。
4. 典型错误归因。本卷失分集中在五处:一是把象限顺序记错,以为第二象限在右上方(第 2、17 题);二是把 (a, b) 的横纵坐标写反,读图时先读纵轴再读横轴(第 16、17 题);三是点到坐标轴的距离带上了符号,写成"到 x 轴的距离是 −4"(第 4、13 题);四是平移方向与加减弄反,把"向右平移"做成横坐标减(第 6、10 题);五是求面积相等时的点时只写一个解,漏掉另一侧(第 21、23 题)。第一处与第二处靠"多画几遍、边画边念"解决;第三处强调距离是长度、一定非负;第四处要求每次平移先在草稿上画一个小箭头;第五处要求写完答案后回问一句"另一侧有没有点"。
5. 评价建议。本作业按 100 分计,60 分以上为达标,85 分以上为优秀。除分数外建议记录三项过程性表现:一是"作图是否规范"(先画两条轴、标出原点和单位长度、再描点写坐标);二是"是否每题都写出了必要的依据"(如"因为 AB 平行于 x 轴,所以 AB = 3 − (−1) = 4");三是"分类讨论是否写全"(第 21、23、25 题都要有两个解)。第三项尤其重要,本章的评分标准里"漏解"扣分很重。可以让学生互相批改一次,专门找"只写一个答案"的地方,比老师指出来印象深。
6. 与 B、C 两卷的配合使用。三份卷子同章同结构,数据与情境全部不同:A 卷图 1 的四点是 A(−2, 3)、B(3, 2)、C(−3, −1)、D(2, −3),图 2 的三角形是 A(−1, 1)、B(3, 1)、C(1, 4),图 3 的对称点是 (2, 1) 与 (2, −1);B 卷换成 (1, 4)、(−4, 2)、(−1, −3)、(3, −2),三角形换成 (−2, −1)、(2, −1)、(0, 3);C 卷再换成 (2, 5)、(−5, 3)、(−2, −4)、(4, −1),三角形换成 (−3, 0)、(1, 0)、(−1, 4)。可以分三组平行使用,也可以三份都做、横向对比。对比时重点看三处:一是同一道"求面积"的题,三卷的底与高都不同,但方法一个字都不变——先找水平边、再量高;二是第 20 题三类建筑的位置关系不同,A 卷的教学楼与图书馆构成直角三角形两直角边为 6 与 8,斜边正好是整数 10,B、C 两卷就不是,正好用来讨论"什么时候结果干净、什么时候要留根号";三是第 26 题的点阵,三卷的行列规律不同,但"第 n 行有 n 个点、前 n 行共 n(n+1)/2 个点"这个结构是一样的,放在一起看,学生才能明白规律题要抓的是"行号与个数的关系",而不是去背某一组数。
五、附录 本章知识结构与易错清单
本附录供教师在讲评课与单元复习课使用,也可印发给学生作自查表。整理的是本章的概念层级与高频错误,与本卷题目一一对应,括号内标出了对应的题号。
(一)知识结构
1. 有序数对。把两个有顺序的数 a 与 b 组成一对,记作 (a, b),叫有序数对。顺序不能颠倒:(3, 5) 与 (5, 3) 表示两个不同的位置(第 1 题)。
2. 平面直角坐标系。在平面内画两条互相垂直、原点重合的数轴,水平的叫 x 轴(横轴),竖直的叫 y 轴(纵轴),公共原点叫 O。两条轴把平面分成四个象限,从右上角开始按逆时针方向依次叫第一、二、三、四象限,坐标轴上的点不属于任何象限(第 2、3、9 题)。
3. 点的坐标与符号特征。过点 P 分别向两条轴作垂线,垂足对应的数就是横坐标与纵坐标,记作 P(x, y)。第一象限 (+, +),第二象限 (−, +),第三象限 (−, −),第四象限 (+, −)。x 轴上的点纵坐标为 0,y 轴上的点横坐标为 0(第 8、14 题)。
4. 点到坐标轴的距离。点 P(x, y) 到 x 轴的距离是 |y|,到 y 轴的距离是 |x|,到原点的距离是 √(x² + y²)。距离一定是非负数(第 4、7、13、18 题)。
5. 对称点的坐标。关于 x 轴对称:(x, y) → (x, −y);关于 y 轴对称:(x, y) → (−x, y);关于原点对称:(x, y) → (−x, −y)。规律是"关于谁对称谁不变,另一个变号;关于原点对称两个都变号"(第 5、11、15、17 题)。
6. 平移与坐标变化。点 (x, y) 向右平移 a 个单位得 (x + a, y),向左平移 a 个单位得 (x − a, y);向上平移 b 个单位得 (x, y + b),向下平移 b 个单位得 (x, y − b)。图形平移时,所有点的坐标按同一规则变化,图形的形状与大小都不变(第 6、10、19、24 题)。
7. 用坐标表示地理位置。先选定原点与两条轴的正方向,再确定单位长度,然后把每个位置换成坐标。原点或方向一变,同一位置的坐标就随之改变(第 20 题)。
(二)高频易错清单
错误表现
正确做法
把象限顺序记错,认为第二象限在右上方
从右上角起逆时针数:一、二、三、四
读坐标时先看纵轴再看横轴
先横后纵, P(x, y) 的 x 是横坐标
把 (3, 2) 与 (2, 3) 当成同一个点
有序数对,顺序颠倒就是另一个点
认为坐标轴上的点属于某个象限
坐标轴上的点不属于任何象限
写成 " 到 x 轴的距离是 −4"
距离是长度,一定非负, |−4| = 4
点到 x 轴的距离用横坐标去算
到 x 轴看纵坐标,到 y 轴看横坐标
关于 y 轴对称时把两个坐标都变号
关于 y 轴对称只变横坐标: (−1, 2)
把关于原点对称写成 (y, x)
关于原点对称是 (−x, −y) ,不是交换
向右平移把横坐标减了
右加左减,向右平移横坐标加
平移时把横纵坐标一起加减
左右只动横坐标,上下只动纵坐标
求面积相等的点时只写一个解
面积公式含绝对值,通常有正负两个解
换原点后仍写原来的坐标
原点变了,所有坐标都要按新原点重算
六、命题双向细目表
本表供教师备课与命题分析使用,逐题列出考查内容、能力层级与预估难度。能力层级按"了解—理解—掌握—应用—综合—探究"六级划分,难度分为易、中、难三档。
题号
题型
分值
考查内容
能力层级
难度
1
单选
3
有序数对的意义
了解
易
2
单选
3
由图形判断象限
理解
易
3
单选
3
坐标轴上的点的特征
理解
易
4
单选
3
点到 x 轴的距离
理解
中
5
单选
3
关于 x 轴对称的点
理解
易
6
单选
3
两次平移后的坐标
掌握
中
7
单选
3
点到原点的距离
掌握
中
8
单选
3
由 x 轴上的点求字母
掌握
中
9
多选
4
坐标、象限与对称
理解
中
10
多选
4
平移与坐标变化规律
理解
中
11
多选
4
三种对称的坐标规律
理解
中
12
填空
4
横坐标与纵坐标的识别
了解
易
13
填空
4
点到两条轴的距离
掌握
中
14
填空
4
由象限与绝对值定坐标
掌握
中
15
填空
4
关于 x 轴对称求字母
掌握
难
16
解答
8
读坐标、求水平边长与面积、平移
应用
中
17
解答
8
四点象限、距离和、对称判断
综合
中
18
解答
8
距离、原点距离与中心对称
应用
中
19
解答
8
图形平移与面积不变
掌握
中
20
解答
8
用坐标表示位置、换原点
应用
难
21
解答
8
三点距离与面积、轴上找点
综合
难
22
附加
4
错解诊断:四句表述错误
评价
中
23
附加
4
面积相等时的分类讨论
综合
难
24
附加
4
平移与重叠面积
综合
难
25
附加
4
含字母的点与分类讨论
综合
难
26
附加
4
点阵中的坐标规律
探究
中
难度分布。易 6 题、中 13 题、难 7 题,难度重心落在基础与中等层次,难的部分集中在换原点、分类讨论与规律探究上,符合单元整合作业的定位。本章的概念本身不难,难在"坐标写错的连锁反应",所以难题多放在含字母与多解讨论上。
知识覆盖。本章七个知识点均被覆盖:有序数对(1)、平面直角坐标系与象限(2、9、17)、点的坐标特征(3、8、12、14)、点到坐标轴的距离(4、13、18)、对称点的坐标(5、11、15)、平移与坐标变化(6、10、19、24)、用坐标表示地理位置(20、21、23、26)。图形与坐标类题目合计 56 分,与本章在教材中的分量相当。
七、答题卡
本卡供学生作答与教师批改使用,可单独印制。客观题只填结果,解答题需写清每一步的依据。
(一)客观题作答栏
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
答案
题号
9
10
11
12
13
14
15
备注
答案
(二)主观题作答区
第 16 题 得分
第 17 题 得分
第 18 题 得分
第 19 题 得分
第 20 题 得分
第 21 题 得分
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