2021年广东省深圳市布心中学中考模拟试卷 解析版
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一.选择题(共1小题)
1.如图,将矩形OABC置于平面直角坐标系中,点A的坐标为(0,4),点C在x轴上,点D(3,1)在BC上,将矩形OABC沿AD折叠压平,使点B落在坐标平面内,设点B的对应点为点E.若抛物线y=ax2﹣4ax+10(a≠0且a为常数)的顶点落在△ADE的内部,则a的取值范围是( )
A. B. C. D.
二.填空题(共5小题)
2.如图,将反比例函数y=(k>0)的图象向左平移2个单位长度后记为图象c,c与y轴相交于点A,点P为x轴上一点,点A关于点P的对称点B在图象c上,以线段AB为边作等边△ABC,顶点C恰好在反比例函数y=﹣(x>0)的图象上,则k= .
3.如图,直线y=﹣3x+3与y轴交于点A,与x轴交于点B,以线段AB为边,在线段AB的左侧作正方形ABCD,点C在反比例函数y=(k≠0)的图象上,当正方形ABCD沿x轴正方向向右平移 个单位长度时,正方形ABCD的一个顶点恰好落在该反比例函数图象上.
4.如图,在平行四边形ABCD中,AB=2,∠ABC=45°,点E为射线AD上一动点,连接BE,将BE绕点B逆时针旋转60°得到BF,连接AF,则AF的最小值是 .
5.如图,反比例函数y=的图象经过点(﹣1,﹣2),点A是该图象第一象限分支上的动点,连接AO并延长交另一支于点B,以AB为斜边做等腰直角三角形ABC顶点C在第四象限,AC与x轴交于点P,连接BP,在点A运动过程中,当BP平分∠ABC时,点C的坐标是 .
6.如图,等腰△ABC中,CA=CB=4,∠ACB=120°,点D在线段AB上运动(不与A、B重合),将△CAD与△CBD分别沿直线CA、CB翻折得到△CAP与△CAQ,给出下列结论:①CD=CP=CQ;②∠PCQ的大小不变;③△PCQ面积的最小值为;④当点D在AB的中点时,△PDQ是等边三角形;⑤当PQ⊥BQ时,AD的长为.其中所有正确结论的序号是 .
三.解答题(共15小题)
7.如图,点A(m,4),B (﹣4,n)在反比例函数(k>0)的图象上,经过点A、B的直线与x轴相交于点C,与y轴相交于点D
(1)若m=2,完成下列填空
①n= ,k=
②将反比例函数y=的图象向上平移3个单位长度,所得的图象的函数解析式为
③若正比例函数y=ax(a>0)与反比例函数y=交于点M、N,以MN为斜边作等腰Rt△EMN,则点E所在的图象的函数解析式为
(2)连接OA、OB,若tan∠AOD+tan∠BOC=1,求点O到直线AB的距离.
8.在平面直角坐标系xOy中,直线l1过点A(1,0)且与y轴平行,直线l2过点B(0,2)且与x轴平行,直线l1与l1相交于P.点E为直线l1上一点,反比例函数y=(k>0)的图象过点E且与直线l1相交于点F.
(1)若点E与点P重合,求k的值;
(2)连接OE、OF、EF.
①如图1,过E作EC垂直于x轴交x轴于C点,当C点异于A点时,说明△OEF的面积等于四边形ECAF的面积.
②若k>2,且△OEF的面积为△PEF面积的2倍,请直接写出点E的坐标.
9.如图1,在平面直角坐标系中,已知△ABC,∠ABC=90°,∠ACB=30°,顶点A在第二象限,B,C两点在x轴的负半轴上(点C在点B的右侧),BC=2,△ACD与△ABC关于AC所在的直线对称.
(1)当OC=2时,求点D的坐标;
(2)若点A和点D在同一个反比例函数的图象上,求OC的长;
(3)如图2,将第(2)题中的四边形ABCD向左平移,记平移后的四边形为A1B1C1D1,过点D1的反比例函数y=(k≠0)的图象与BA的延长线交于点P,问:在平移过程中,是否存在这样的k,使得以点P,A1,D为顶点的三角形是直角三角形?若存在,请直接写出所有符合题意的k的值;若不存在,请说明理由.
10.如图1,四边形ABCD为正方形,点A在y轴上,点B在x轴上,且OA=4,OB=2,反比例函数在第一象限的图象经过正方形的顶点C.
(1)求点C的坐标和反比例函数的关系式;
(2)如图2,将正方形ABCD沿x轴向右平移 个单位长度时,点A恰好落在反比例函数的图象上.
(3)在(2)的情况下,连接AO并延长它,交反比例函数的图象于点Q,点P是x轴上的一个动点(不与点O、B重合),
①当点P的坐标为多少时,四边形ABQP是矩形?请说明理由.
②过点A作AF⊥x轴于点F,问:当点P的坐标为多少时,△PAF与△OAF相似?(直接写出答案)
11.如图,在平面直角坐标系中,点A(﹣6,2),B(﹣6,5),将A,B两点绕原点O顺时针旋转90°至C,D两点.
(1)请在图1中的坐标系中画出线段CD并直接写出C,D两点的坐标;
(2)以CD为边作▱DCOF交x轴正半轴于F点,若反比例函数y=的图象经过▱DCOF的顶点C和边DF上的一点E,求E点坐标;
(3)若P是第二问反比例函数y=(k>0,x>0)的图象上的一个动点,过点P作直线l⊥x轴于点M,直线l与▱DCOF的一边交于点N.设点P的横坐标为a,当=时,则a的值为 .
12.如图1,二次函数y=ax2+bx﹣3的图象与y轴交于点C,与x轴交于点A(3,0),过点C作BC∥x轴,交抛物线于点B,并过点B 作BD⊥x轴,垂足为D.抛物线y=ax2+bx﹣3和反比例函数(x>0)的图象都经过点B(2,m),四边形OCBD的面积是6.
(1)求反比例函数、二次函数的解析式及抛物线的对称轴;
(2)如图2,点P从B点出发以每秒0.1个单位的速度沿线段BC向C点运动,点Q从O点出发以相同的速度沿线段OA向A点运动,其中一个动点到达端点时,另一个也随之停止运动.设运动时间为t秒.
①当t为何值时,四边形ABPQ为等腰梯形;
②设PQ与对称轴的交点为M,过M点作x轴的平行线交AB于点N,设四边形ANPQ的面积为S,求面积S关于时间t的函数解析式,并指出t的取值范围;当t为何值时,S有最大值或最小值.
13.如图,在平面直角坐标系中,一次函数y=ax+b的图象与反比例函数y=(k为常数,k≠0)的图象交于二、四象限内的A、B两点,与y轴交于C点.点A的坐标为(m,3),点B与点A关于y=x成轴对称,tan∠AOC=.
(1)求k的值;
(2)直接写出点B的坐标,并求直线AB的解析式;
(3)P是y轴上一点,且S△PBC=2S△AOB,求点P的坐标.
14.如图,点D在反比例函数y=(k>0)上,点C在x轴的正半轴上且坐标为(4,O),△ODC是以CO为斜边的等腰直角三角形.
(1)求反比例函数的解析式;
(2)点B为横坐标为1的反比例函数图象上的一点,BA、BE分别垂直x轴和y轴,垂足分别为点A和点E,连接OB,将四边形OABE沿OB折叠,使A点落在点A′处,A′B与y轴交于点F.求直线BA′的解析式;
(3)求一点P坐标,使点P、A′、A、O为顶点的四边形是平行四边形.(直接写出P点坐标)
15.如图1,在平面直角坐标系中,▱ABCD的顶点A,B,D的坐标分别为(﹣3,0),(1,0)、(0,4),顶点C在第一象限,反比例函数y=(x>0)的图象经过点C.
(1)求反比例函数的解析式;
(2)连接OC,若点P是反比例函数y=(x>0)的图象上的一点,且以点P,O,D为顶点的三角形面积与△OBC的面积相等,求点P的坐标.
(3)如图2,将▱ABCD从图1的位置开始沿x轴向右平移,反比例函数y=(x>0)的图象与折线C﹣D﹣A相交于点E,与BC边相交于点F,过点F作x轴的平行线,交AD边于点G,在▱ABCD沿x轴向右平移的过程中,探究下列问题:
①当四边形ABFG为菱形时,求点A的坐标;
②线段BE,FG能否相等?若能,请直接写出相应的点A的坐标;若不能,请说明理由.
16.如图1,在平面直角坐标系xOy中,已知△ABC,∠ABC=90°,顶点A在第一象限,B,C在x轴的正半轴上(C在B的右侧),BC=2,AB=2,△ADC与△ABC关于AC所在的直线对称.
(1)当OB=2时,求点D的坐标;
(2)若点A和点D在同一个反比例函数的图象上,求OB的长;
(3)如图2,将(2)中的四边形ABCD向右平移,记平移后的四边形为A1B1C1D1,过点D1的反比例函数y=(k≠0)的图象与BA的延长线交于点P.问:在平移过程中,是否存在这样的k,使得以点P,A1,D为顶点的三角形是直角三角形?若存在,请直接写出所有符合题意的k的值;若不存在,请说明理由.
17.如图1,平面直角坐标系中,△OAB的顶点A,B的坐标分别为(﹣2,4)、(﹣5,0).将△OAB沿OA翻折,点B的对应点C恰好落在反比例函数y=(k≠0)的图象上.
(1)判断四边形OBAC的形状,并证明;
(2)直接写出反比例函数y=(k≠0)的表达式;
(3)如图2,将△OAB沿y轴向下平移得到△O′A′B′,设平移的距离为m(0<m<4),平移过程中△O′A′B'与△OAB重叠部分的面积为S.探究下列问题.
请从A,B两题中任选一题作答,我选择( )题.
A:若点B的对应点B′恰好落在反比例函数y=(k≠0)的图象上,求m的值,并直接写出此时S的值;
B:若S=S△OAB,求m的值;
(4)如图3,连接BC,交AO于点D.点P是反比例函数y=(k≠0)的图象上的一点.
请从A,B两题中任选一题作答,我选择( )题.
A:在x轴上是否存在点Q,使得以点O,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平行四边形的顶点P,Q的坐标;若不存在,说明理由;
B:在坐标平面内是否存在点Q,使得以点A,O,P,Q为顶点的四边形是矩形?若存在,直接写出所有满足条件的点Q的坐标;若不存在,说明理由.
18.问题背景
如图(1),△ABD,△AEC都是等边三角形,△ACD可以由△AEB通过旋转变换得到,请写出旋转中心、旋转方向及旋转角的大小.
尝试应用
如图(2),在Rt△ABC中,∠ACB=90°,分别以AC,AB为边,作等边△ACD和等边△ABE,连接ED,并延长交BC于点F,连接BD.若BD⊥BC,求的值.
拓展创新
如图(3),在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AB=2,将线段AC绕点A顺时针旋转90°得到线段AP,连接PB,直接写出PB的最大值.
19.已知在菱形ABCD中,∠BAD=120°,点E为射线BC上的一个动点,AE与边CD交于点G.
(1)如图1,连接对角线BD交AE于点F,连接CF,若AF2=CG•CD,试求∠CFE的度数;
(2)如图2,点F为AE上一点,且∠ADF=∠AED,若菱形的边长为2,则当DE⊥BC时,求△CFE的面积;
(3)如图3,当点E在射线BC上运动时,试求的最小值.
20.已知二次函数y=ax2﹣4ax+3+b(a≠0).
(1)求出二次函数图象的对称轴;
(2)若该二次函数的图象经过点(1,3),且整数a,b满足4<a+|b|<9,求二次函数的表达式;
(3)在(2)的条件下且a>0,当t≤x≤t+1时有最小值,求t的值.
21.如图1,反比例函数图象经过等边△OAB的一个顶点B,点A坐标为(2,0),过点B作BM⊥x轴,垂足为M.
(1)求点B的坐标和k的值;
(2)若将△ABM沿直线AB翻折,得到△ABM',判断该反比例函数图象是从点M'的上方经过,还是从点M'的下方经过,又或是恰好经过点M',并说明理由;
(3)如图2,在x轴上取一点A1,以AA1为边长作等边△AA1B1,恰好使点B1落在该反比例函数图象上,连接BB1,求△ABB1的面积.
2021年广东省深圳市布心中学中考模拟试卷
参考答案与试题解析
一.选择题(共1小题)
1.如图,将矩形OABC置于平面直角坐标系中,点A的坐标为(0,4),点C在x轴上,点D(3,1)在BC上,将矩形OABC沿AD折叠压平,使点B落在坐标平面内,设点B的对应点为点E.若抛物线y=ax2﹣4ax+10(a≠0且a为常数)的顶点落在△ADE的内部,则a的取值范围是( )
A. B. C. D.
【分析】先判断出△AEM∽EDN得出ME,EN,AB,再过点E作EF⊥AB于F,EF分别与 AD、OC交于点G、H,过点D作DP⊥EF于点P,首先利用勾股定理求得线段DP的长,从而求得线段BF的长,再利用△AFG∽△ABD得到比例线段求得线段FG的长,最后求得a的取值范围.
【解答】解:如图,
过点E作EM⊥y轴于M,交BC延长线于N,
∵∠AME=∠DNE=90°,∠AEM=∠EDN,
∴△AEM∽EDN,
∴①,
设AM=BN=m,ME=n,
∴EN=MN﹣ME=3﹣n,DN=BN﹣BD=m﹣3,
代入①得,②,
根据勾股定理得,m2+n2=(3)2③,
由②③得n1=3,m1=0(舍),
n2=2,m2=5,
∵点A的坐标为(0,4),点D(3,1),
∴DE=BD=3,
∴AB=3,AF=2,E(2,﹣1).
过点E作EF⊥AB于F,EF分别与AD、OC交于点G、H,过点D作DP⊥EF于点P,则EP=PH+EH=DC+EH=2,
∵∠AFG=∠ABD=90°,∠FAG=∠BAD,
∴△AFG∽△ABD.
∴,
即:=,
∴FG=2.
∴EG=EF﹣FG=3.
∴点G的纵坐标为2.
∵y=ax2﹣4ax+10=a(x﹣2)2+(10﹣20a),
∴此抛物线y=ax2﹣4ax+10的顶点必在直线x=2上.
又∵抛物线的顶点落在△ADE的内部,
∴此抛物线的顶点必在EG上.
∴﹣1<10﹣20a<2,
∴.
故选:B.
二.填空题(共5小题)
2.如图,将反比例函数y=(k>0)的图象向左平移2个单位长度后记为图象c,c与y轴相交于点A,点P为x轴上一点,点A关于点P的对称点B在图象c上,以线段AB为边作等边△ABC,顶点C恰好在反比例函数y=﹣(x>0)的图象上,则k= 2 .
【分析】如图,连接PC,过C作CH⊥x轴于H.利用相似三角形的性质表示出点C的坐标,再利用待定系数法解决问题即可.
【解答】解:如图,连接PC,过C作CH⊥x轴于H.
平移后的解析式为y=,可得,A(0,),P(﹣2,0),B(﹣4,﹣),
∴△ABC是等边三角形,PA=PB,
∴PC⊥AB,∠ACP=∠BCP=30°,
∴PC=PA,
∴∠APC=∠AOP=∠PHC=90°,
∴∠APO+∠CPH=90°,∠CPH+∠PCH=90°,
∴∠APO=∠PCH,
∴△AOP∽△PHC,
∴===,
∴PH=k,CH=2,
∴OH=k﹣2,
∴C(k﹣2,﹣2),
∵点C在y=﹣上,
∴﹣2(k﹣2)=﹣k,
解得k=2,
故答案为2.
3.如图,直线y=﹣3x+3与y轴交于点A,与x轴交于点B,以线段AB为边,在线段AB的左侧作正方形ABCD,点C在反比例函数y=(k≠0)的图象上,当正方形ABCD沿x轴正方向向右平移 或4 个单位长度时,正方形ABCD的一个顶点恰好落在该反比例函数图象上.
【分析】正方形ABCD沿x轴正方向向右平移使一个顶点恰好落在该反比例函数图象上.只能点A或点D,因此分两种情况进行解答;需要求出点A、D的坐标,可根据正方形的性质、全等三角形得以求出;要想求出向右平移几个单位使点A、D落在图象上,还需求出反比例函数的关系式,因此还需求出点C的坐标,仍可根据正方形性质和全等三角形得证;本题考查正方形的性质,三角形全等,一次函数图象和性质,反比例函数的图象和性质以及将坐标与线段的长的相互转化等知识.
【解答】解:当x=0时,y=﹣3×0+3=3,∴A(0,3),即OA=3;
当y=0时,即0=﹣3x+3,
∴x=1,∴B(1,0),即OB=1;
过点C作CE⊥x轴,垂足为E,过点D作DF⊥y轴,垂足为F,
∵ABCD是正方形,
∴AB=BC,∠ABC=90°,
∴∠CBE+∠ABO=90°
又∵CE⊥x轴
∴∠CEB=90°=∠AOB,
∴∠ECB+∠CBE=90°
∴∠ECB=∠ABO,
∴△AOB≌△BEC (AAS)
∴BE=AO=3,CE=OB=1,
同理可证△ADF≌△ABO,得DF=AO=3,AF=OB=1
∴C(﹣2,﹣1)D(﹣3,2)
将C(﹣2,﹣1)代入y=得:k=2
∴y=;
(1)当y=3时,即3=,∴x=,
即当正方形ABCD沿x轴正方向向右平移个单位,点A落在反比例函数的图象上;
(2)当y=2时,即2=,∴x=1,D沿着x轴向右平移1+3=4个单位落在反比例的图象上
即当正方形ABCD沿x轴正方向向右平移4个单位,点D落在反比例函数的图象上;
故答案为:或4
4.如图,在平行四边形ABCD中,AB=2,∠ABC=45°,点E为射线AD上一动点,连接BE,将BE绕点B逆时针旋转60°得到BF,连接AF,则AF的最小值是 .
【分析】如图,以AB为边向下作等边△ABK,连接EK,在EK上取一点T,使得AT=TK.证明△ABF≌△KBE(SAS),推出AF=EK,根据垂线段最短可知,当KE⊥AD时,KE的值最小,解直角三角形求出EK即可解决问题.
【解答】解:如图,以AB为边向下作等边△ABK,连接EK,在EK上取一点T,使得AT=TK.
∵BE=BF,BK=BA,∠EBF=∠ABK=60°,
∴∠ABF=∠KBE,
∴△ABF≌△KBE(SAS),
∴AF=EK,
根据垂线段最短可知,当KE⊥AD时,KE的值最小,
∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AD∥BC,
∵∠ABC=45°,
∴∠BAD=180°﹣∠ABC=135°,
∵∠BAK=60°,
∴∠EAK=75°,
∵∠AEK=90°,
∴∠AKE=15°,
∵TA=TK,
∴∠TAK=∠AKT=15°,
∴∠ATE=∠TAK+∠AKT=30°,
设AE=a,则AT=TK=2a,ET=a,
在Rt△AEK中,∵AK2=AE2+EK2,
∴a2+(2a+a)2=4,
∴a=,
∴EK=2a+a=,
∴AF的最小值为.
故答案为.
5.如图,反比例函数y=的图象经过点(﹣1,﹣2),点A是该图象第一象限分支上的动点,连接AO并延长交另一支于点B,以AB为斜边做等腰直角三角形ABC顶点C在第四象限,AC与x轴交于点P,连接BP,在点A运动过程中,当BP平分∠ABC时,点C的坐标是 (2,﹣) .
【分析】根据待定系数法求得反比例函数的解析式;连接OC,作AM⊥x轴于M,CN⊥x轴于N,则AM∥CN,∠AMO=∠ONC=90°,先由AAS证明△OAM≌△CON,得出OM=CN,AM=ON,再由三角形的角平分线性质得出,根据平行线的性质得出比例式:,设CN=OM=x,则AM=ON=x,根据题意得出方程:x•x=2,解方程求出CN、ON,即可得出点C的坐标.
【解答】解:∵反比例函数y=的图象经过点(﹣1,﹣2),
∴k=﹣1×(﹣2)=2,
∴反比例函数为y=,
连接OC,作AM⊥x轴于M,CN⊥x轴于N,如图所示:
则AM∥CN,∠AMO=∠ONC=90°,
∴∠AOM+∠OAM=90°,
根据题意得:点A和点B关于原点对称,
∴OA=OB,
∵△ABC是等腰直角三角形,AB为斜边,
∴OC⊥AB(三线合一),OC=AB=OA,AC=BC,AB=BC,
∴∠AOC=90°,
即∠AOM+∠CON=90°,
∴∠OAM=∠CON,
在△OAM和△CON中,
,
∴△OAM≌△CON(AAS),
∴OM=CN,AM=ON,
∵BP平分∠ABC,
由三角形面积公式可得,,
∵AM∥CN,
∴,
设CN=OM=x,则AM=ON=x,
∵点A在反比例函数y=上,
∴OM•AM=2,
即x•x=2,
解得:x=,
∴CN=,ON=2,
∴点C的坐标为:(2,﹣);
故答案为:(2,﹣).
6.如图,等腰△ABC中,CA=CB=4,∠ACB=120°,点D在线段AB上运动(不与A、B重合),将△CAD与△CBD分别沿直线CA、CB翻折得到△CAP与△CAQ,给出下列结论:①CD=CP=CQ;②∠PCQ的大小不变;③△PCQ面积的最小值为;④当点D在AB的中点时,△PDQ是等边三角形;⑤当PQ⊥BQ时,AD的长为.其中所有正确结论的序号是 ①②④⑤ .
【分析】①由折叠直接得到结论;
②由折叠的性质求出∠ACP+∠BCQ=120°,再用周角的意义求出∠PCQ=120°;
③先作出△PCQ的边PC上的高,用三角函数求出QE=CQ,得到S△PCQ=CD2,判断出△PCQ面积最小时,点D的位置,求出最小的CD=CF,即可;
④先判断出△APD是等边三角形,△BDQ是等边三角形,再求出∠PDQ=60°,即可.
⑤当D,C,Q共线时,可以证明∠PQB=90°,求出此时AD的值即可.
【解答】解:①∵将△CAD与△CBD分别沿直线CA、CB翻折得到△CAP与△CBQ,
∴CP=CD=CQ.故①正确;
②∵将△CAD与△CBD分别沿直线CA、CB翻折得到△CAP与△CBQ,
∴∠ACP=∠ACD,∠BCQ=∠BCD,
∴∠ACP+∠BCQ=∠ACD+∠BCD=∠ACB=120°,
∴∠PCQ=360°﹣(∠ACP+BCQ+∠ACB)=360°﹣(120°+120°)=120°,
∴∠PCQ的大小不变.故②正确;
③如图1中,
过点Q作QE⊥PC交PC延长线于E,
∵∠PCQ=120°,
∴∠QCE=60°,
在Rt△QCE中,sin∠QCE=,
∴QE=CQ×sin∠QCE=CQ×sin60°=CQ,
∵CP=CD=CQ
∴S△PCQ=CP×QE=CP×CQ=CD2,
∴CD最短时,S△PCQ最小,
即:CD⊥AB时,CD最短,
过点C作CF⊥AB,此时CF就是最短的CD,
∵AC=BC=4,∠ACB=120°,
∴∠ABC=30°,
∴CF=BC=2,
即:CD最短为2,
∴S△PCQ最小=CD2=×22=,故③错误,
④∵将△CAD与△CBD分别沿直线CA、CB翻折得到△CAP与△CBQ,
∴AD=AP,∠DAC=∠PAC,
∵∠DAC=30°,
∴∠PAD=60°,
∴△APD是等边三角形,
∴PD=AD,∠ADP=60°,
同理:△BDQ是等边三角形,
∴DQ=BD,∠BDQ=60°,
∴∠PDQ=60°,
∵当点D在AB的中点,
∴AD=BD,
∴PD=DQ,
∴△DPQ是等边三角形.故④正确,
⑤如图2中,
当D,C,Q共线时,∵BQ=BD,∠QBD=60°,
∴△BDQ是等边三角形,
∴∠QDB=∠PAD=60°,
∴PA∥DQ,
∴∠ACD=∠PAC=∠CAD=30°,
∴PA=AD=CD=PC,
∴四边形ADCP是菱形,
∴PA=CD=CQ,
∴四边形APQC是平行四边形,
∴∠PQC=∠PAC=30°,
∴∠PQB=90°,
过点C作CF⊥AB于F,则AF=FB=BC•cos30°=2,
∵∠DCB=∠ACB﹣∠ACD=90°,
∴BD=2CD=2AD,
∴AD=AB=,故⑤正确,
故答案为:①②④⑤.
三.解答题(共15小题)
7.如图,点A(m,4),B (﹣4,n)在反比例函数(k>0)的图象上,经过点A、B的直线与x轴相交于点C,与y轴相交于点D
(1)若m=2,完成下列填空
①n= ﹣2 ,k= 8
②将反比例函数y=的图象向上平移3个单位长度,所得的图象的函数解析式为 y=+3
③若正比例函数y=ax(a>0)与反比例函数y=交于点M、N,以MN为斜边作等腰Rt△EMN,则点E所在的图象的函数解析式为 y=﹣
(2)连接OA、OB,若tan∠AOD+tan∠BOC=1,求点O到直线AB的距离.
【分析】(1)①根据点A坐标,利用待定系数法求出k,再求出B的坐标即可;
②将反比例函数y=的图象向上平移3个单位长度,所得的图象的函数解析式为y=+3;
③如图1中,作MP⊥y轴于P.EQ⊥x轴于Q.由△OPM≌△OQE,推出S△OPM=S△OEQ=4,设点E坐标为(x,y),可得x(﹣y)=4,即y=﹣;
(2)作AE⊥y轴于E,BF⊥x轴于F,如图2,在Rt△AOE中,tan∠AOE==,在Rt△BOF中,tan∠BOF==,而tan∠AOD+tan∠BOC=1,所以 +=1,又m+n=0,于是可解得m=2,n=﹣2,从而得到A(2,4),B(﹣4,﹣2),然后利用待定系数法求直线AB的解析式,求出C、D坐标即可解决问题;
【解答】解:(1)①∵A(2,4),
∴4=,
∴k=8,
∵B(﹣4,n)在y=上,
∴n=﹣2,
故答案为﹣2,8.
②将反比例函数y=的图象向上平移3个单位长度,所得的图象的函数解析式为y=+3.
故答案为y=+3.
③如图1中,作MP⊥y轴于P.EQ⊥x轴于Q.
易知△OPM≌△OQE,
∴S△OPM=S△OEQ=4,设点E坐标为(x,y),
∴x(﹣y)=4,
∴y=﹣,
故答案为y=﹣.
(2)作AE⊥y轴于E,BF⊥x轴于F,如图2中,
在Rt△AOE中,tan∠AOE==,
在Rt△BOF中,tan∠BOF==,
而tan∠AOD+tan∠BOC=1,
所以 +=1,
而m+n=0,解得m=2,n=﹣2,
则A(2,4),B(﹣4,﹣2),
设直线AB的解析式为y=px+q,
把A(2,4),B(﹣4,﹣2)代入得 ,解得 ,
所以直线AB的解析式为y=x+2.
∴C(﹣1,0),D(0,1),CD=,
∴点O到直线AB的距离=.
8.在平面直角坐标系xOy中,直线l1过点A(1,0)且与y轴平行,直线l2过点B(0,2)且与x轴平行,直线l1与l1相交于P.点E为直线l1上一点,反比例函数y=(k>0)的图象过点E且与直线l1相交于点F.
(1)若点E与点P重合,求k的值;
(2)连接OE、OF、EF.
①如图1,过E作EC垂直于x轴交x轴于C点,当C点异于A点时,说明△OEF的面积等于四边形ECAF的面积.
②若k>2,且△OEF的面积为△PEF面积的2倍,请直接写出点E的坐标.
【分析】(1)把点P(1,2)代入y=即可解决问题.
(2)①根据S△OEF=S四边形OEFA﹣S△OFA=S△EOC+S四边形ECAF﹣S△FOA,因为S△EOC=S△FOA,由此即可解决问题.
②如图2中,作EM⊥OA于M,利用①结论列出方程即可解决问题.
【解答】解:(1)如图1中,
由题意点P坐标(1,2),
当E、P重合时,P(1,2)代入y=得k=2.
(2)①∵S△OEF=S四边形OEFA﹣S△OFA
=S△EOC+S四边形ECAF﹣S△FOA,
∵S△EOC=S△FOA,
∴S△EOF=S四边形ECAF.
②如图2中,作EM⊥OA于M.
设点E坐标(m,2).∵S△OEF=2S△PEF,
∴S四边形FAME=2S△PEF,
∴(2+2m)(m﹣1)=2×(m﹣1)(2m﹣2),
∴m=3或1,
∵k>2,m=1不合题意,
∴m=3,
∴点E坐标(3,2).
9.如图1,在平面直角坐标系中,已知△ABC,∠ABC=90°,∠ACB=30°,顶点A在第二象限,B,C两点在x轴的负半轴上(点C在点B的右侧),BC=2,△ACD与△ABC关于AC所在的直线对称.
(1)当OC=2时,求点D的坐标;
(2)若点A和点D在同一个反比例函数的图象上,求OC的长;
(3)如图2,将第(2)题中的四边形ABCD向左平移,记平移后的四边形为A1B1C1D1,过点D1的反比例函数y=(k≠0)的图象与BA的延长线交于点P,问:在平移过程中,是否存在这样的k,使得以点P,A1,D为顶点的三角形是直角三角形?若存在,请直接写出所有符合题意的k的值;若不存在,请说明理由.
【分析】(1)△ADC与△ABC关于AC所在的直线对称,则CD=BC=2,∠ACD=∠ACB=30°,过点D作DE⊥BC于点E,∠DCE=60°,则,即可求解;
(2)求出A,D坐标,两个点在同一反比例函数上,则,即可求解;
(3)分P为直角顶点、D为直角顶点,两种情况分别求解即可.
【解答】解:(1)∵△ADC与△ABC关于AC所在的直线对称,
∴CD=BC=2,∠ACD=∠ACB=30°,
如图1,过点D作DE⊥BC于点E,∵∠DCE=60°,
∴,
∵OC=2,
∴OE=3,∴;
(2)设OC=m,则OE=m+1,OB=m+2
在Rt△ABC中,∠ACB=30°,BC=2,
∴,
∴,
∵A,D在同一反比例函数上,
∴,
解得:m=1,
∴OC=1;
(3)由(2)得:∴,
∵四边形A1B1C1D1由四边形ABCD平移得到,
∴,
∵D1在反比例函数上,
∴
同理:,,
∴,
∴,
∵xP=xA=﹣3,P在反比例函数上,
∴,
①若P为直角顶点,则A1P⊥DP,
过点P作l1⊥y轴,过点A1作A1F⊥l1,
过点D作DG⊥l1,
则△A1PF∽△PDG,
,
解得:;
②若D为直角顶点,则A1D⊥DP,
过点D作l2⊥x轴,过点A1作A1H⊥l2,
则△A1DH∽△DPG,
,,
解得:k=0(舍),
综上:存在.
10.如图1,四边形ABCD为正方形,点A在y轴上,点B在x轴上,且OA=4,OB=2,反比例函数在第一象限的图象经过正方形的顶点C.
(1)求点C的坐标和反比例函数的关系式;
(2)如图2,将正方形ABCD沿x轴向右平移 3 个单位长度时,点A恰好落在反比例函数的图象上.
(3)在(2)的情况下,连接AO并延长它,交反比例函数的图象于点Q,点P是x轴上的一个动点(不与点O、B重合),
①当点P的坐标为多少时,四边形ABQP是矩形?请说明理由.
②过点A作AF⊥x轴于点F,问:当点P的坐标为多少时,△PAF与△OAF相似?(直接写出答案)
【分析】(1)过点C作CE⊥x轴于点E,由全等三角形的判定定理可得出△AOB≌△BEC,再由全等三角形的性质可求出OE的长,进而得出C点坐标.把点坐标代入反比例函数y=即可得出其解析式;
(2)根据A(0,4)可知OA=4,再把y=4代入反比例函数的解析式求出x的值即可;
(3)①先根据点A与点Q关于原点对称,再根据勾股定理求出AQ的长,由矩形的对角线相等即可得出P点坐标;
②设P(x,0),再根据△AOF∽△PAF与△AOF∽△APF两种情况进行分类讨论.
【解答】解:(1)如图1所示,过点C作CE⊥x轴于点E,则∠AOB=∠BEC=90°,
∵四边形ABCD为正方形,
∴AB=BC,∠ABC=90°,
∴∠OBA+∠EBC=90°,
又∵∠OBA+∠OAB=90°,
∴∠OAB=∠EBC,
∴△AOB≌△BEC(AAS),
∴BE=OA=4,CE=OB=2,
∴OE=OB+BE=6,
∴点C的坐标为(6,2).
将C(6,2)代入y=,得 2=,解得 k=12,
∴反比例函数的关系式为y=;
(2)∵A(0,4),
∴OA=4,
当y=4时,x==3,
∴将正方形ABCD沿x轴向右平移3个单位长度时,点A恰好落在反比例函数的图象上.
故答案为:3;
(3)①当点P的坐标为(﹣5,0)时,四边形ABQP是矩形.
理由如下:
∵由(2)知A(3,4),B(5,0),双曲线上各点关于原点对称,
∴点A与点Q关于原点对称,
∴Q(﹣3,﹣4),
∴AO=AQ==5,
又∵PO=OB=5,
∴四边形ABQP是平行四边形,
又∵PB=AQ=10,
∴四边形ABQP是矩形;
②∵A(3,4),F(3,0),
∴OA=5,
设P(x,0),
当△AOF∽△PAF时,=,即=,解得x=﹣或x=,
∴P(﹣,0)或(,0);
当△AOF∽△APF时,
∵AF=AF,
∴OF=PF,
∴P(6,0),
故点P的坐标为(﹣,0)或(,0)或(6,0).
11.如图,在平面直角坐标系中,点A(﹣6,2),B(﹣6,5),将A,B两点绕原点O顺时针旋转90°至C,D两点.
(1)请在图1中的坐标系中画出线段CD并直接写出C,D两点的坐标;
(2)以CD为边作▱DCOF交x轴正半轴于F点,若反比例函数y=的图象经过▱DCOF的顶点C和边DF上的一点E,求E点坐标;
(3)若P是第二问反比例函数y=(k>0,x>0)的图象上的一个动点,过点P作直线l⊥x轴于点M,直线l与▱DCOF的一边交于点N.设点P的横坐标为a,当=时,则a的值为 或或或 .
【分析】(1)根据平行四边形的性质即可得到结论;
(2)根据平行四边形的性质和待定系数法求函数的解析式即可得到结论;
(3)根据平行四边形的性质和双曲线的性质,确定出PM,PN即可.
【解答】解:(1)如图1,C(2,6),D(5,6);
(2)∵反比例函数y=的图象经过▱DCOF的顶点C,
∴6=,
∴k=12,
∴反比例函数的解析式为y=,
∵四边形DCOF是平行四边形,
∴OF=CD=3,
∴F(3,0),
∴直线DF的解析式为:y=3x﹣9,
∵点E在边DF上,
∴解得,,(不合题意舍去),
∴E(4,3)
(3)①如图2,点N在OC上,
∵C(2,6).
即0<t<2,
直线OC的解析式为y=3x,
设点P的横坐标为a,
∴P(a,),
∵过点P作直线l⊥x轴于点M.
∴N(a,3at),M(a,0),
∴PN=﹣3a,PM=,
∵=,
∴=,
∴a=或a=﹣(舍),
②如图3,
当点N在CD上时,
∵B(5,6),
∴2≤t≤5,
由题意知,P(a,).N(a,6),M(a,0),
∵=时,
∴4(6﹣)=
∴a=
③如图5,5,
当点N在DF上时,(3<t≤5)
∵D(5,6),F(3,0),
∴直线DF解析式为y=3x﹣9,
∴P(a,),N(a,3a﹣9),M(a,0),
∵=,
∴4|﹣3a+9|=,
∴a=或a=(舍)或a=或a=(舍)
∴a的值为,,或.
故答案为:或或或.
12.如图1,二次函数y=ax2+bx﹣3的图象与y轴交于点C,与x轴交于点A(3,0),过点C作BC∥x轴,交抛物线于点B,并过点B 作BD⊥x轴,垂足为D.抛物线y=ax2+bx﹣3和反比例函数(x>0)的图象都经过点B(2,m),四边形OCBD的面积是6.
(1)求反比例函数、二次函数的解析式及抛物线的对称轴;
(2)如图2,点P从B点出发以每秒0.1个单位的速度沿线段BC向C点运动,点Q从O点出发以相同的速度沿线段OA向A点运动,其中一个动点到达端点时,另一个也随之停止运动.设运动时间为t秒.
①当t为何值时,四边形ABPQ为等腰梯形;
②设PQ与对称轴的交点为M,过M点作x轴的平行线交AB于点N,设四边形ANPQ的面积为S,求面积S关于时间t的函数解析式,并指出t的取值范围;当t为何值时,S有最大值或最小值.
【分析】(1)根据反比例函数的比例系数k的几何意义可求出k,从而可求出点B的坐标,然后运用待定系数法就可求出二次函数的解析式,由此可求出对称轴方程;
(2)①过点P作PE⊥OA,垂足为E,如图2,易证BC∥OA,要使四边形ABPQ为等腰梯形,只需PQ=AB,只需QE=AD=1,由此即可求出t的值;②如图2,易证△MFP≌△MGQ,则有MF=MG,从而可求出S△BPN(用t表示),然后只需求出S四边形ABPQ,并运用割补法就可得到S关于t的函数解析式,然后只需利用该函数的增减性就可解决问题.
【解答】解:(1)如图1,
∵四边形OCBD的面积是6,
∴k=xy=﹣6,
∴反比例函数的解析式为.
∵反比例函数(x>0)的图象经过点B(2,m),
∴2m=﹣6,
解得m=﹣3.
∴B(2,﹣3).
将点A(3,0),B(2,﹣3)代入y=ax2+bx﹣3,得
解得:,
∴二次函数的解析式y=x2﹣2x﹣3.
则抛物线的对称轴为x=﹣=1;
(2)①由题意可知:BP=OQ=0.1t.
∵点B,点C的纵坐标相等,
∴BC∥OA.
过点P作PE⊥OA,垂足为E,如图2.
要使四边形ABPQ为等腰梯形,只需PQ=AB.
即QE=AD=1.
又QE=OE﹣OQ=(2﹣0.1t)﹣0.1t=2﹣0.2t,
∴2﹣0.2t=1.
解得t=5,
∴当t=5秒时,四边形ABPQ为等腰梯形.
②设对称轴与BC、x轴的交点分别为F、G,如图2.
∵对称轴x=1是线段BC的垂直平分线,
∴BF=CF=OG=1.
又∵BP=OQ,
∴PF=QG.
∵BC∥OA,
∴∠GQM=∠FPM.
在△MFP和△MGQ中,
∴△MFP≌△MGQ,
∴MF=MG,
∴S△BPN=PB•MF═PB•FG
=×0.1t×
=t.
∵S四边形ABPQ=(BP+AQ)•FG
=(0.1t+3﹣0.1t)•3
=,
∴S=S四边形ABPQ﹣S△BPN
=﹣t.
∵BC=2,OA=3,
∴点P运动到点C时停止运动,需要2÷0.1=20秒,
∴0≤t≤20.
∵﹣<0,
∴当t=20秒时,面积S有最小值3.
13.如图,在平面直角坐标系中,一次函数y=ax+b的图象与反比例函数y=(k为常数,k≠0)的图象交于二、四象限内的A、B两点,与y轴交于C点.点A的坐标为(m,3),点B与点A关于y=x成轴对称,tan∠AOC=.
(1)求k的值;
(2)直接写出点B的坐标,并求直线AB的解析式;
(3)P是y轴上一点,且S△PBC=2S△AOB,求点P的坐标.
【分析】(1)作AD⊥y轴于D,根据正切函数,可得AD的长,得到A的坐标,根据待定系数法,可得k的值;
(2)根据题意即可求得B点的坐标,然后根据待定系数法即可求得直线AB的解析式;
(3)先根据S△AOB=S△AOC+S△BOC求得△AOB的面积为4,然后设P(0,t),得出S△PBC=|t﹣2|×3=|t﹣2|,由S△PBC=2S△AOB列出关于t的方程,解得即可.
【解答】解:(1)作AD⊥y轴于D,
∵点A的坐标为(m,3),
∴OD=3,
∵tan∠AOC=.
∴=,即=,
∴AD=1,
∴A(﹣1,3),
∵在反比例函数y=(k为常数,k≠0)的图象上,
∴k=﹣1×3=﹣3;
(2)∵点B与点A关于y=x成轴对称,
∴B(3,﹣1),
∵A、B在一次函数y=ax+b的图象上,
∴,解得,
∴直线AB的解析式为y=﹣x+2;
(3)连接OB,
由直线AB为y=﹣x+2可知,C(0,2),
∵S△AOB=S△AOC+S△BOC=×2×1+×2×3=4,
∵P是y轴上一点,
∴设P(0,t),
∴S△PBC=|t﹣2|×3=|t﹣2|,
∵S△PBC=2S△AOB,
∴|t﹣2|=2×4,
∴t=或t=﹣,
∴P点的坐标为(0,)或(0,﹣).
14.如图,点D在反比例函数y=(k>0)上,点C在x轴的正半轴上且坐标为(4,O),△ODC是以CO为斜边的等腰直角三角形.
(1)求反比例函数的解析式;
(2)点B为横坐标为1的反比例函数图象上的一点,BA、BE分别垂直x轴和y轴,垂足分别为点A和点E,连接OB,将四边形OABE沿OB折叠,使A点落在点A′处,A′B与y轴交于点F.求直线BA′的解析式;
(3)求一点P坐标,使点P、A′、A、O为顶点的四边形是平行四边形.(直接写出P点坐标)
【分析】(1)过D作DG⊥x轴,交x轴于点G,由三角形ODC为等腰直角三角形,利用三线合一得到G为OC的中点,利用直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半求出DG与OG的长,确定出D坐标,代入反比例解析式中求出k的值,即可确定出反比例解析式;
(2)将B的横坐标1代入反比例解析式中求出y的值,确定出B的纵坐标,由折叠的性质得到△BOA′≌△BOA,即为BA与BA′的长相等,再利用AAS得出△OA′F≌△BFE,利用全等三角形对应边相等得到A′F=EF,由OE=EF+OF=4,得到A′F+OF=4,在Rt△A′OF中,由勾股定理得OA′2+A′F2=OF2,设OF=x,则A′F=4﹣x,利用勾股定理列出关于x的方程,求出方程的解得到x的值,确定出OF的长,进而得出F的坐标,设直线A′B的解析式为y=kx+b,将B与F的坐标代入求出k与b的值,即可确定出直线A′B的解析式;
(3)满足题意的P点有三个位置,如图所示,四边形AOA′P1,四边形AA′P2O,四边形AA′OP3都为平行四边形,
过A′作A′M⊥x轴,交x轴于点M,由题意得出△FA′O∽△OMA′,由相似得比例求出A′M与OM的长,确定出A′的坐标,根据平行四边形的对边相等得到A′P1=OA=1,确定出P1的坐标,由A′、A分别为P1P2、P1P3的中点,A(1,0),利用线段中点坐标公式求出P2与P3的坐标.
【解答】解:(1)过D作DG⊥x轴,交x轴于点G,
∵△ODC为等腰直角三角形,
∴G为OC的中点,即DG为斜边上的中线,
∴DG=OG=OC=2,
∴D(2,2),
代入反比例解析式得:2=,即k=4,
则反比例解析式为y=;
(2)∵点B是y=上一点,B的横坐标为1,
∴y==4,
∴B(1,4),
由折叠可知:△BOA′≌△BOA,
∵OA=1,AB=4,
∴BE=A′O=1,OE=BA′=4,
又∵∠OAB=90°,∠A′FO=∠BFE,
∴∠BA′O=∠OEB=90°,
∴△OA′F≌△BFE(AAS),
∴A′F=EF,
∵OE=EF+OF=4,
∴A′F+OF=4,
在Rt△A′OF中,由勾股定理得OA′2+A′F2=OF2,
设OF=x,则A′F=4﹣x,
∴12+(4﹣x)2=x2,
∴x=,
∴OF=,即F(0,),
设直线BA′解析式为y=kx+b,
将B(1,4)与F(0,)坐标代入得:,
解得:,
则线BA′解析式为y=x+;
(3)如图所示:四边形AOA′P1,四边形AA′P2O,四边形AA′OP3都为平行四边形,
过A′作A′M⊥x轴,交x轴于点M,
∵∠A′OM+∠A′OF=90°,∠A′OM+∠MA′O=90°,
∴∠A′OF=∠MA′O,
∵∠A′MO=∠FA′O=90°,
∴△FA′O∽△OMA′,
∴=,即=,
∴OM=,根据勾股定理得:OM=,
∴A′(﹣,),
∵A′P1=OA=1,
∴P1(,),
∵A′、A分别为P1P2、P1P3的中点,A(1,0),
∴P2(﹣,),P3(,﹣).
15.如图1,在平面直角坐标系中,▱ABCD的顶点A,B,D的坐标分别为(﹣3,0),(1,0)、(0,4),顶点C在第一象限,反比例函数y=(x>0)的图象经过点C.
(1)求反比例函数的解析式;
(2)连接OC,若点P是反比例函数y=(x>0)的图象上的一点,且以点P,O,D为顶点的三角形面积与△OBC的面积相等,求点P的坐标.
(3)如图2,将▱ABCD从图1的位置开始沿x轴向右平移,反比例函数y=(x>0)的图象与折线C﹣D﹣A相交于点E,与BC边相交于点F,过点F作x轴的平行线,交AD边于点G,在▱ABCD沿x轴向右平移的过程中,探究下列问题:
①当四边形ABFG为菱形时,求点A的坐标;
②线段BE,FG能否相等?若能,请直接写出相应的点A的坐标;若不能,请说明理由.
【分析】(1)求出点C的坐标,即可求出反比例函数的解析式;
(2)先求出△OBC的面积,根据△POD与△OBC的面积相等,先求出点P的横坐标,再代入反比例函数解析式即可求出纵坐标;
(3)①作CM⊥x轴于M,FN⊥x轴于N,作HK⊥x轴于K,求出KN的长度即可确定▱ABCD向右平移的距离,得出点A的坐标;
②当BE=FG=4时,A与原点O重合.
【解答】解:∵A(﹣3,0),B(1,0)、D(0,4),四边形ABCD是平行四边形,
∴CD=AB=4,BC=AD==5,
∴C(4,4),
把点C(4,4)代入y=,
得:k=16,
∴反比例函数的解析式为y=;
(2)设点P(a,b),
∵OB=1,OD=4,
∴S△OBC=,1×4=2,S△POD=×4×a=2,
∴a=1,
∵ab=16,
∴b=16,
∴P(1,16);
(3)①如图所示:
当四边形ABFG为菱形时,BF=AB=FG=4,点E坐标为(4,4),
作CM⊥x轴于M,FN⊥x轴于N,作HK⊥x轴于K,则CM∥FN,
∴,即,
∴FN﹣,
∵点F在函数y=的图象上,
∴ON=5,
∴F(5,),
∴HK=,
∵HB1=FB=4,KB1==,
∴KN=5﹣1﹣=,即▱ABCD向右平移了个单位长度,3﹣=,
∴点A的坐标为(﹣,0);
②线段BE,FG能相等;
根据题意得:当BE=FG=4时,BE⊥x轴,
∵C(4,4),
∴A与原点O重合,坐标为(0,0).
16.如图1,在平面直角坐标系xOy中,已知△ABC,∠ABC=90°,顶点A在第一象限,B,C在x轴的正半轴上(C在B的右侧),BC=2,AB=2,△ADC与△ABC关于AC所在的直线对称.
(1)当OB=2时,求点D的坐标;
(2)若点A和点D在同一个反比例函数的图象上,求OB的长;
(3)如图2,将(2)中的四边形ABCD向右平移,记平移后的四边形为A1B1C1D1,过点D1的反比例函数y=(k≠0)的图象与BA的延长线交于点P.问:在平移过程中,是否存在这样的k,使得以点P,A1,D为顶点的三角形是直角三角形?若存在,请直接写出所有符合题意的k的值;若不存在,请说明理由.
【分析】(1)如图1中,作DE⊥x轴于E,解直角三角形清楚DE,CE即可解决问题;
(2)设OB=a,则点A的坐标(a,2),由题意CE=1.DE=,可得D(3+a,),点A、D在同一反比例函数图象上,可得2a=(3+a),清楚a即可;
(3)分两种情形:①如图2中,当点A1在线段CD的延长线上,且PA1∥AD时,∠PA1D=90°.
②如图2中,利用勾股定理的逆定理,构建方程分别求解;
【解答】解:(1)如图1中,作DE⊥x轴于E.
∵∠ABC=90°,
∴tan∠ACB==,
∴∠ACB=60°,
根据对称性可知:DC=BC=2,∠ACD=∠ACB=60°,
∴∠DCE=60°,
∴∠CDE=90°﹣60°=30°,
∴CE=1,DE=,
∴OE=OB+BC+CE=5,
∴点D坐标为(5,).
(2)设OB=a,则点A的坐标(a,2),
由题意CE=1.DE=,可得D(3+a,),
∵点A、D在同一反比例函数图象上,
∴2a=(3+a),
∴a=3,
∴OB=3.
(3)存在.理由如下:
①如图2中,当点A1在线段CD的延长线上,且PA1∥AD时,∠PA1D=90°.
在Rt△ADA1中,∵∠DAA1=30°,AD=2,
∴AA1==4,
在Rt△APA1中,∵∠APA1=60°,
∴PA=,
∴PB=,
由(2)可知P(3,),
∴k=10.
②如图2中,由题意D(6,),设P(3,),A1(3+h,2),D1(6+h,),
则PD2=32+(﹣)2,DA12=(3﹣h)2+()2,PA12=h2+(﹣2)2,
当∠PA1D=90°时,32+(﹣)2=(3﹣h)2+()2+h2+(﹣2)2,
又∵(6+h)=3,
可得k=10,
当∠PDA1=90°时,同法可得k=12,
综上所述,k的值为10或12.
17.如图1,平面直角坐标系中,△OAB的顶点A,B的坐标分别为(﹣2,4)、(﹣5,0).将△OAB沿OA翻折,点B的对应点C恰好落在反比例函数y=(k≠0)的图象上.
(1)判断四边形OBAC的形状,并证明;
(2)直接写出反比例函数y=(k≠0)的表达式;
(3)如图2,将△OAB沿y轴向下平移得到△O′A′B′,设平移的距离为m(0<m<4),平移过程中△O′A′B'与△OAB重叠部分的面积为S.探究下列问题.
请从A,B两题中任选一题作答,我选择( )题.
A:若点B的对应点B′恰好落在反比例函数y=(k≠0)的图象上,求m的值,并直接写出此时S的值;
B:若S=S△OAB,求m的值;
(4)如图3,连接BC,交AO于点D.点P是反比例函数y=(k≠0)的图象上的一点.
请从A,B两题中任选一题作答,我选择( )题.
A:在x轴上是否存在点Q,使得以点O,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平行四边形的顶点P,Q的坐标;若不存在,说明理由;
B:在坐标平面内是否存在点Q,使得以点A,O,P,Q为顶点的四边形是矩形?若存在,直接写出所有满足条件的点Q的坐标;若不存在,说明理由.
【分析】(1)如图1,过点A作AE⊥OB于E,由勾股定理可求AB=OB=5,由折叠的性质可得AB=AC,BO=CO,可证四边形ABOC是菱形;
(2)由菱形的性质可求点C坐标,即可求解;
(3)A:先求m的值,通过证明△ANP∽△A'B'O',由相似三角形的性质可求解;
B:通过证明△ANP∽△A'B'O',由相似三角形的性质可求解;
(4)A:分OD为边和对角线两种情况讨论,由平行四边形的性质可求解;
B:分两种情况讨论,由矩形的性质和全等三角形的判定和性质可求解.
【解答】解:(1)四边形ABOC是菱形,
理由如下:如图1,过点A作AE⊥OB于E,
∵A,B的坐标分别为(﹣2,4)、(﹣5,0),且AE⊥BO,
∴BO=5,BE=3,AE=4,
∴AB===5,
∴AB=BO,
∵将△OAB沿OA翻折,
∴AB=AC,BO=CO,
∴AB=AC=BO=CO,
∴四边形ABOC是菱形;
(2)∵四边形ABOC是菱形,
∴AC∥BO,且A点坐标(﹣2,4),AC=AB=5,
∴点C(3,4)
∵点C恰好落在反比例函数y=(k≠0)的图象上,
∴k=3×4=12,
∴反比例函数表达式为y=;
(3)A:∵将△OAB沿y轴向下平移得到△O′A′B′,
∴点B'的横坐标为﹣5,
∴y=﹣,
∴m=,
连接AA',并延长AA'交BO于点E,
∴AE=4,AA'=,
∴A'E=,
∵S△ABO=×5×4=10,且将△OAB沿y轴向下平移得到△O′A′B′,
∴S△A'B'O'=10,
∵BO∥B'O',
∴△ANP∽△A'B'O',
∴=()2,
∴S=10×=;
B:∵BO∥B'O',
∴△ANP∽△A'B'O',
∴=()2=
∴m=4﹣2;
(4)A:∵四边形ABOC是菱形,
∴AD=OD,
∵A(﹣2,4),点O(0,0),
∴点D(﹣1,2),
若OD为边,则点P在纵坐标为2或﹣2,
∴y==6或y==﹣6,
∴点P(6,2)或(﹣6,﹣2),
如图3,当P(6,2)时,
∵四边形ODPQ是平行四边形,
∴DP=OQ=7,
∴点Q(7,0),
如图4,当P(﹣6,﹣2)时,
∵四边形ODQP是平行四边形,
∴OQ与PD互相平分,
∴点H(﹣,0)
∴点Q(﹣7,0),
若DO为对角线,
∵四边形QOPD是平行四边形,
∴PQ与OD互相平分,
∵OD中点坐标(﹣,1)
∴点P纵坐标为2,
∴点P坐标为(6,2)
∴点Q坐标为(﹣7,0)
综上所述:当点P(6,2),点Q为(7,0)或(﹣7,0)时,以点O,D,P,Q为顶点的四边形是平行四边形,当点P(﹣6,﹣2),点Q(﹣7,0)时,以点O,D,P,Q为顶点的四边形是平行四边形;
B:若以AO为对角线,在坐标平面内不存在点Q,使得以点A,O,P,Q为顶点的四边形是矩形;
若以AO为边,如图5,过点Q作QE⊥AC于E,过点P作HP⊥BO于H,
∵A点坐标(﹣2,4),点O坐标(0,0),
∴直线AO解析式为:y=﹣2x,
∵以点A,O,P,Q为顶点的四边形是矩形,
当∠AOP=90°,
∴直线OP解析式为:y=x,
直线AQ解析式为:y=x+5,
∴
∴
∴点P(2,)或(﹣2,﹣),
∴OH=2,PH=,
∵四边形AOPQ是矩形,
∴AQ=OP,AQ∥OP,
∴∠QAO=∠AOP=90°,
∵AC∥BO,
∴∠CAO+∠AOH=180°,
∴90°﹣∠QAE+90°+∠POH=180°,
∴∠QAE=∠POH,且AQ=OP,∠QEA=∠PHO=90°,
∴△AQE≌△OPH(AAS)
∴QE=PH=,AE=OH=2,
∴点Q(﹣2+2,4+)或(﹣2﹣2,4﹣),
当∠P'AO=90°,同理可求点Q(4,2)或(﹣10,﹣5);
综上所述:当点Q(﹣2+2,4+)或(﹣2﹣2,4﹣)或(4,2)或(﹣10,﹣5)时,以点A,O,P,Q为顶点的四边形是矩形.
18.问题背景
如图(1),△ABD,△AEC都是等边三角形,△ACD可以由△AEB通过旋转变换得到,请写出旋转中心、旋转方向及旋转角的大小.
尝试应用
如图(2),在Rt△ABC中,∠ACB=90°,分别以AC,AB为边,作等边△ACD和等边△ABE,连接ED,并延长交BC于点F,连接BD.若BD⊥BC,求的值.
拓展创新
如图(3),在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AB=2,将线段AC绕点A顺时针旋转90°得到线段AP,连接PB,直接写出PB的最大值.
【分析】问题背景
由等边三角形的性质得出∠BAD=60°,∠CAE=60°,AD=AB,AC=AE,证得△ACD≌△AEB(SAS),由旋转的概念可得出答案;
尝试应用
证明△ADE≌△ACB(SAS),由全等三角形的性质得出∠ADE=∠ACB=90°,DE=CB,得出∠BDF=30°,由直角三角形的性质得出BF=DF,则可得出答案;
拓展创新
过点A作AE⊥AB,且使AE=AD,连接PE,BE,由直角三角形的性质求出BE,PE的长,则可得出答案.
【解答】问题背景
解:∵△ABD,△AEC都是等边三角形,
∴∠BAD=60°,∠CAE=60°,AD=AB,AC=AE,
∴∠BAD+∠BAC=∠CAE+∠BAC,
∴∠DAC=∠BAE,
∴△ACD≌△AEB(SAS),
∴△ACD可以由△AEB绕点A顺时针旋转60°得到,
即旋转中心是点A,旋转方向是顺时针,旋转角是60°;
尝试应用
∵△ACD和△ABE都是等边三角形,
∴AC=AD,AB=AE,∠CAD=∠BAE=60°,
∴∠CAB=∠DAE,
∴△ADE≌△ACB(SAS),
∴∠ADE=∠ACB=90°,DE=CB,
∵∠ADE=90°,
∴∠ADF=90°,
∵∠ADC=∠ACD=60°,
∴∠DCF=∠CDF=30°,
∴CF=DF,
∵BD⊥BC,
∴∠BDF=30°,
∴BF=DF,
设BF=x,则CF=DF=2x,DE=3x,
∴;
拓展创新
∵∠ACB=90°,
∴点C在以AB为直径的圆上运动,取AB的中点D,连接CD,
∴CD=AB=1,
如图,过点A作AE⊥AB,且使AE=AD,连接PE,BE,
∵将线段AC绕点A顺时针旋转90°得到线段AP,
∴∠PAC=90°,PA=AC,
∵∠EAD=90°,
∴∠PAE=∠CAD,
∴△CAD≌△PAE(SAS),
∴PE=CD=1,
∵AB=2,AE=AD=1,
∴BE===,
∴BP≤BE+PE=+1,
当且仅当P、E、B三点共线时取等号,
∴BP的最大值为+1.
19.已知在菱形ABCD中,∠BAD=120°,点E为射线BC上的一个动点,AE与边CD交于点G.
(1)如图1,连接对角线BD交AE于点F,连接CF,若AF2=CG•CD,试求∠CFE的度数;
(2)如图2,点F为AE上一点,且∠ADF=∠AED,若菱形的边长为2,则当DE⊥BC时,求△CFE的面积;
(3)如图3,当点E在射线BC上运动时,试求的最小值.
【分析】(1)如图1,证明△ABF≌△CBF(SAS),得AF=CF,再证明△FCG∽△DCF,根据相似三角形的性质可得∠CFE=∠FDC=30°;
(2)如图2,过点F作MN⊥BC于N,交AD于M,根据直角三角形30°角的性质得:CE=1,根据勾股定理计算DE和AE的长,证明∠AFD∽△ADE,列比例式可得AF和EF的长,证明△AFM∽△EFN,得FN的长,根据三角形的面积公式可得结论;
(3)如图3,过点E作EH⊥CD于H,过点A作AN⊥BC于N,设菱形ABCD的边长为a,CE=x,分别计算AE2和DE2,变形后可得当a=x时,有最小值.
【解答】解:(1)如图1,∵AF2=CG•CD,
∴=,
∵四边形ABCD是菱形,
∴AB=BC,∠ABD=∠CBD,
∵BF=BF,
∴△ABF≌△CBF(SAS),
∴AF=CF,
∴,
∵∠FCG=∠FCG,
∴△FCG∽△DCF,
∴∠CFE=∠FDC,
∵AB∥CD,
∴∠BAD+∠ADC=180°,
∵∠BAD=120°,
∴∠ADC=60°,
∵四边形ABCD是菱形,
∴∠FDC=∠ADC=30°,
∴∠CFE=30°;
(2)如图2,过点F作MN⊥BC于N,交AD于M,
∵AD∥BC,
∴MN⊥AD,
Rt△DCE中,∠DCE=180°﹣120°=60°,
∴∠CDE=30°,
∵CD=2,
∴CE=1,DE==,
Rt△ADE中,AE===,
∵∠ADF=∠AED,∠FAD=∠FAD,
∴∠AFD∽△ADE,
∴,即,
∴AF=,
∴EF=﹣=,
∵AD∥BC,
∴△AFM∽△EFN,
∴=,
∵MN=DE=,
∴FN=,
∴S△CEF===;
(3)如图3,过点E作EH⊥CD于H,过点A作AN⊥BC于N,
设菱形ABCD的边长为a,CE=x,
在Rt△CEH中,∠ECH=60°,
∴∠CEH=30°,
∴CH=x,EH=x,
∴DH=a﹣x,
在Rt△DEH中,DE2=DH2+EH2
=(a﹣x)2+(x)2
=a2﹣ax+x2,
在Rt△ABN中,∠B=60°,AB=a,
∴∠BAN=30°,
∴BN=a,AN=a,
∴CN=BC﹣BN=a,
∴EN=EC+CN=a+x,
Rt△ANE中,AE2=AN2+EN2
=(a)2+(a+x)2
=a2+ax+x2,
∴===1﹣=1﹣=1﹣(a>0,x>0),
∴当=时,即x=a时,有最小值,
则此时=1﹣=,
∴=.
20.已知二次函数y=ax2﹣4ax+3+b(a≠0).
(1)求出二次函数图象的对称轴;
(2)若该二次函数的图象经过点(1,3),且整数a,b满足4<a+|b|<9,求二次函数的表达式;
(3)在(2)的条件下且a>0,当t≤x≤t+1时有最小值,求t的值.
【分析】(1)由对称轴公式即可求解;
(2)观察函数图象,在给定的范围内,找出对应关系,即可求得二次函数的表达式;
(3)分t<1,t>2,1≤t≤2三种情况分别根据函数的增减性和最小值得到关于t的方程,解之即可.
【解答】解:(1)二次函数图象的对称轴是直线x=﹣=2;
(2)该二次函数的图象经过点(1,3),
∴a﹣4a+3+b=3,
∴b=3a,
把b=3a代入4<a+|b|<9,
得4<a+3|a|<9.
当a>0时,4<4a<9,则1<a<,
而a为整数,
∴a=2,则b=6,
∴二次函数的表达式为y=2x2﹣8x+9;
当a<0时,4<﹣2a<9,则﹣<a<﹣2.
而a为整数,
∴a=﹣3或﹣4,
则对应的b=﹣9或﹣12,
∴二次函数的表达式为y=﹣3x2+12x﹣6或y=﹣4x2+16x﹣9;
(3)∵a>0,
则函数表达式为y=2x2﹣8x+9=2(x﹣2)2+1,
则函数顶点坐标为(2,1),开口向上,
当t+1<2,即t<1时,y在t≤x≤t+1上随x的增大而减小,
则当x=t+1时,y有最小值,
即2(t+1﹣2)2+1=,
解得:t=或t=(舍);
当t>2时,y在t≤x≤t+1上随x的增大而增大,
则当x=t时,y有最小值,
即2(t﹣2)2+1=,
解得:t=(舍)或t=;
当1≤t≤2时,y在t≤x≤t+1上的最小值为1,故不符合;
综上:t的值为或.
21.如图1,反比例函数图象经过等边△OAB的一个顶点B,点A坐标为(2,0),过点B作BM⊥x轴,垂足为M.
(1)求点B的坐标和k的值;
(2)若将△ABM沿直线AB翻折,得到△ABM',判断该反比例函数图象是从点M'的上方经过,还是从点M'的下方经过,又或是恰好经过点M',并说明理由;
(3)如图2,在x轴上取一点A1,以AA1为边长作等边△AA1B1,恰好使点B1落在该反比例函数图象上,连接BB1,求△ABB1的面积.
【分析】(1)由△OAB为等边三角形及OA=2,可得出OM,BM的长,进而可得出点B的坐标,由点B的坐标利用反比例函数图象上点的坐标特征可求出k的值;
(2)过点M′作M′C⊥x轴,垂足为点C,由折叠的性质,可知:AM′=AM=1,∠BAM′=∠BAM=60°,在Rt△ACM′中,通过解直角三角形可求出AC,CM′的长,进而可得出OC的长,利用反比例函数图象上点的坐标特征可求出反比例函数图象与直线CM′交点的纵坐标,将其与点M′的纵坐标比较后即可得出结论;
(3)过点B1作B1D⊥x轴,垂足为点D,设AA1=a,则AD=a,B1D=a,OD=2+a,进而可得出点B1的坐标,利用反比例函数图象上点的坐标特征可求出a的值,进而可得出MD,B1D,AD的长,再结合=﹣S△BMA﹣即可求出△ABB1的面积.
【解答】解:(1)∵△OAB为等边三角形,OA=2,
∴OM=OA=1,BM=OA=,
∴点B的坐标为(1,).
∵反比例函数图象经过点B,
∴k=.
(2)该反比例函数图象是从点M'的下方经过,理由如下:
过点M′作M′C⊥x轴,垂足为点C,如图1所示.
由折叠的性质,可知:AM′=AM=1,∠BAM′=∠BAM=60°,
∴∠M′AC=180°﹣∠BAM﹣∠BAM′=60°.
在Rt△ACM′中,AM′=1,∠ACM′=90°,∠M′AC=60°,
∴∠AM′C=30°,
∴AC=AM′=,CM′=AM′=.
∴OC=OA+AC=,
∴点M′的坐标为(,).
当x=时,y==,
∵<,
∴该反比例函数图象是从点M'的下方经过.
(3)过点B1作B1D⊥x轴,垂足为点D,如图2所示.
设AA1=a,则AD=a,B1D=a,OD=2+a,
∴点B1的坐标为(2+a,a).
∵点B1在该反比例函数y=的图象上,
∴(2+a)•a=,
解得:a1=﹣2﹣2(舍去),a2=2﹣2,
∴MD=AM+AD=,B1D=a=﹣,AD=a=﹣1,
∴=﹣S△BMA﹣,
=(BM+B1D)•MD﹣BM•AM﹣B1D•AD,
=(+﹣)×﹣××1﹣×(﹣)×(﹣1),
=﹣.
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