专题07 函数图象问题-中考一轮复习之热点题型练习(全国通用)
展开专题07 【函数图象问题】
知识点
有关面积的函数图像的判定方法
通过初中阶段对几何图形的面积的学习,不难发现三角形、矩形、菱形、平行四边形、正方形的面积都可以用同一个面积公式:(上底+下底)×高、来概括,所以我们在做此类题目的时候,只需要判断底与高的变化情况即可,具体判定方法如下表:
底的变化
高的变化
对应函数图象
增长
增长
减小
减小
一增一减
当面积总变化趋势是增加时
当面积总变化趋势是减小时
不变
增长
不变
减小
增长
不变
减小
不变
不变
不变
【命题一】几何图形面积变化的函数图像判断
1.如右图所示,已知等腰梯形ABCD,AD∥BC,若动直线l垂直于BC,且向右平移,设扫过的阴影部分的面积为S,BP为x,则S关于x的函数图象大致是( )
A. B.
C. D.
【解答】解:①当直线l经过BA段时,阴影部分的面积越来越大,并且增大的速度越来越快;
②直线l经过AD段时,阴影部分的面积越来越大,并且增大的速度保持不变;
③直线l经过DC段时,阴影部分的面积越来越大,并且增大的速度越来越小;
结合选项可得,A选项的图象符合.
故选:A.
2.如图,正方形ABCD中,AB=8cm,对角线AC,BD相交于点O,点E,F分别从B,C两点同时出发,以1cm/s的速度沿BC,CD运动,到点C,D时停止运动,设运动时间为t(s),△OEF的面积为s(cm2),则s(cm2)与t(s)的函数关系可用图象表示为( )
A. B.
C. D.
【解答】解:根据题意BE=CF=t,CE=8﹣t,
∵四边形ABCD为正方形,
∴OB=OC,∠OBC=∠OCD=45°,
∵在△OBE和△OCF中
,
∴△OBE≌△OCF(SAS),
∴S△OBE=S△OCF,
∴S四边形OECF=S△OBC=×82=16,
∴S=S四边形OECF﹣S△CEF=16﹣(8﹣t)•t=t2﹣4t+16=(t﹣4)2+8(0≤t≤8),
∴s(cm2)与t(s)的函数图象为抛物线一部分,顶点为(4,8),自变量为0≤t≤8.
故选:B.
3.如图,菱形ABCD的边长为2,∠B=30°.动点P从点B出发,沿B﹣C﹣D的路线向点D运动.设△ABP的面积为y(B、P两点重合时,△ABP的面积可以看做0),点P运动的路程为x,则y与x之间函数关系的图象大致为( )
A. B.
C. D.
【解答】解:由题意知,点P从点B出发,沿B→C→D向终点D匀速运动,则
当0<x≤2,y=x,
当2<x≤4,y=1,
由以上分析可知,这个分段函数的图象是C.
故选:C.
4.已知菱形ABCD的边长为1,∠DAB=60°,E为AD上的动点,F在CD上,且AE+CF=1,设△BEF的面积为y,AE=x,当点E运动时,能正确描述y与x关系的图象是( )
A. B.
C. D.
【解答】解:连接BD,如图所示:
∵菱形ABCD的边长为1,∠DAB=60°,
∴△ABD和△BCD都为正三角形,
∴∠BDE=∠BCF=60°,BD=BC,
∵AE+DE=AD=1,而AE+CF=1,
∴DE=CF,
在△BDE和△BCF中,,
∴△BDE≌△BCF(SAS);
∴∠DBE=∠CBF,BE=BF,
∵∠DBC=∠DBF+∠CBF=60°,
∴∠DBF+∠DBE=60°即∠EBF=60°,
∴△BEF为正三角形;
∴BE=EF,△BEF的面积y=BE2,
作BE'⊥AD于E',则AE'=AD=,BE'=,
∵AE=x,
∴EE'=﹣x,
∴BE2=(﹣x)2+()2,
∴y=(x﹣)2+(0≤x≤1);
故选:A.
5.如图1,S是矩形ABCD的AD边上一点,点E以每秒kcm的速度沿折线BS﹣SD﹣DC匀速运动,同时点F从点C出发点,以每秒1cm的速度沿边CB匀速运动并且点F运动到点B时点E也运动到点C.动点E,F同时停止运动.设点E,F出发t秒时,△EBF的面积为ycm2.已知y与t的函数图象如图2所示.其中曲线OM,NP为两段抛物线,MN为线段.则下列说法:
①点E运动到点S时,用了2.5秒,运动到点D时共用了4秒
②矩形ABCD的两邻边长为BC=6cm,CD=4cm;
③sin∠ABS=;
④点E的运动速度为每秒2cm.其中正确的是( )
A.①②③ B.①③④ C.①②④ D.②③④
【解答】解:由图象可知点E运动到点S时用了2.5秒,运动到点D时共用了4秒.故①正确.
设AB=CD=acm,BC=AD=bcm,
由题意,
解得,
所以AB=CD=4cm,BC=AD=6cm,故②正确,
∵BS=2.5k,SD=1.5k,
∴=,设SD=3x,BS=5x,
在RT△ABS中,∵AB2+AS2=BS2,
∴42+(6﹣3x)2=(5x)2,
解得x=1或﹣(舍),
∴BS=5,SD=3,AS=3,
∴sin∠ABS==故③错误,
∵BS=5,
∴5=2.5k,
∴k=2cm/s,故④正确,
故选:C.
6.如图,在菱形ABCD中,∠B=60°,AB=2,动点P从点B出发,以每秒1个单位长度的速度沿折线BA→AC运动到点C,同时动点Q从点A出发,以相同速度沿折线AC→CD运动到点D,当一个点停止运动时,另一个点也随之停止.设△APQ的面积为y,运动时间为x秒,则下列图象能大致反映y与x之间函数关系的是( )
A. B.
C. D.
【解答】解:(1)当P、Q分别在AB、AC上运动时,
∵ABCD是菱形,∠B=60°,则△ABC、△ACD为边长为2的等边三角形,
过点Q作QH⊥AB于点H,
y=AP×QH=(2﹣x)×xsin60°=﹣x2+x,
函数最大值为,符合条件的有A、B、D;
(2)当P、Q分别在AC、DC上运动时,
同理可得:y=(x﹣2)2,
符合条件的有B;
故选:B.
7.如图1,菱形ABCD中,∠B=60°,动点P以每秒1个单位的速度自点A出发沿线段AB运动到点B,同时动点Q以每秒2个单位的速度自点B出发沿折线B﹣C﹣D运动到点D.图2是点P、Q运动时,△BPQ的面积S随时间t变化关系图象,则a的值是( )
A.2 B.2.5 C.3 D.
【解答】解:由图2得,t=4时两点停止运动,
∴点P以每秒1个单位速度从点A运动到点B用了4秒
∴AB=4
∵点Q运动到点C之前和之后,△BPQ面积算法不同,即t=2时,S的解析式发生变化
∴图2中点M对应的横坐标为2,
此时P为AB中点,点C与点Q重合
连接AC
∵菱形ABCD中,AB=BC=4,∠B=60°
∴△ABC是等边三角形
∴CP⊥AB,BP=AB=2
∴CP=
∴a=S=BP•CP=×2×=2
故选:D.
8.如图,已知菱形ABCD的边长为2cm,∠A=60°,点M从点A出发,以1cm/s的速度向点B运动,点N从点A同时出发,以2cm/s的速度经过点D向点C运动,当其中一个动点到达端点时,另一个动点也随之停止运动.则△AMN的面积y(cm2)与点M运动的时间t(s)的函数的图象大致是( )
A. B.
C. D.
【解答】解:点M从点A出发,以1cm/s的速度向点B运动,点N从点A同时出发,以2cm/s的速度经过点D向点C运动,当其中一个动点到达端点时,另一个动点也随之停止运动.
因而点M,N应同时到达端点,当点N到达点D时,点M正好到达AB的中点,
则当t≤1秒时,△AMN的面积y(cm2)与点M运动的时间t(s)的函数关系式是:y=;
当t>1时:函数关系式是:y=.
故选:A.
【命题二】线段关系的函数图象判断问题
知识点
有关线段长度的函数图像的判定方法
线段间关系需要找到题目中将两个线段联系起来的条件,一般是全等、相似、勾股定理等。
(1)由全等结合时,一般为一次函数或者不变化的常函数图象;
(2)由相似结合时,一般为反比例函数图象;
(3)由勾股定理结合时,一般为二次函数图象。
1.如图,矩形ABCD中,P为CD中点,点Q为AB上的动点(不与A,B重合).过Q作QM⊥PA于M,QN⊥PB于N.设AQ的长度为x,QM与QN的长度和为y.则能表示y与x之间的函数关系的图象大致是( )
A. B.
C. D.
【解答】解:方法一:
连接PQ,作PE⊥AB垂足为E,
∵过Q作QM⊥PA于M,QN⊥PB于N
∴S△PAB=PE•AB;
S△PAB=S△PQB+S△PAQ=QN•PB+PA•MQ,
∵矩形ABCD中,P为CD中点,
∴PA=PB,
∵QM与QN的长度和为y,
∴S△PAB=S△PQB+S△PAQ=QN•PB+PA•MQ=PB(QM+QN)=PB•y,
∴S△PAB=PE•AB=PB•y,
∴y=,
∵PE=AD,
∴PE,AB,PB都为定值,
∴y的值为定值,符合要求的图形为D,
方法二:
由题意可得:PA=PB,
设∠PAB=∠PBA=α,
则MQ=AQ•sinα,
NQ=BQ•sinα,
MQ+AQ=(AQ+BQ)•sinα
=AB•sinα,
∴MQ+NQ为定值,即y的值为定值,符合要求的图形为D.
故选:D.
2.如图,矩形ABCD中,AB=3,BC=4,动点P从A点出发,按A→B→C的方向在AB和BC上移动,记PA=x,点D到直线PA的距离为y,则y关于x的函数图象大致是( )
A. B.
C. D.
【解答】解:①点P在AB上时,0≤x≤3,点D到AP的距离为AD的长度,是定值4;
②点P在BC上时,3<x≤5,
∵∠APB+∠BAP=90°,
∠PAD+∠BAP=90°,
∴∠APB=∠PAD,
又∵∠B=∠DEA=90°,
∴△ABP∽△DEA,
∴=,
即=,
∴y=,
纵观各选项,只有B选项图形符合.
故选:B.
3.如图,线段AB=1,点P是线段AB上一个动点(不包括A、B)在AB同侧作Rt△PAC,Rt△PBD,∠A=∠D=30°,∠APC=∠BPD=90°,M、N分别是AC、BD的中点,连接MN,设AP=x,MN2=y,则y关于x的函数图象为( )
A. B.
C. D.
【解答】解:连接PM、PN,则PM、PN分别为Rt△PAC,Rt△PBD的中线,
∵∠A=∠D=30°,则∠MPA=∠A=30°,
则PM==,
同理PN==1﹣x,
y=MN2=(PM)2+(PN)2=x2﹣2x+1,
函数的对称轴x=﹣,
故选:B.
4.如图,在△ABC中,AC=BC,有一动点P从点A出发,沿A→C→B→A匀速运动.则CP的长度s与时间t之间的函数关系用图象描述大致是( )
A. B.
C. D.
【解答】解:如图,过点C作CD⊥AB于点D.
∵在△ABC中,AC=BC,
∴AD=BD.
①点P在边AC上时,s随t的增大而减小.故A、B错误;
②当点P在边BC上时,s随t的增大而增大;
③当点P在线段BD上时,s随t的增大而减小,点P与点D重合时,s最小,但是不等于零.故C错误;
④当点P在线段AD上时,s随t的增大而增大.故D正确.
故选:D.
5.如图,已知菱形ABCD的边长为4,∠A=60°.动点E沿路径A﹣B﹣C从点A开始以每秒2个单位的速度移动,过点E作AD的垂线,被菱形所截得的线段长为y.设点E移动的时间为x(单位:s)(0<x<4),则y关于x的函数图象大致是( )
A.
B.
C.
D.
【解答】解:当E在AB边上时,0<x<2,AE=2x时,
在Rt△AEF中,此时
y=EF
=AE×sin60°
=x;
当E在B与BC的中点之间时,2≤x<3,此时EF为菱形ABCD的高,
y=EF
=AB×sin60°
=2;
当E在BC的中点与C之间时,3≤x<4,CE=8﹣2x,
此时设EF与CD交于M,如图:
此时y=;
结合图像,即可知道关于的函数图像大致是A选项.
故选:A.
【函数图像问题综合强化训练】
1.如图,线段AB的长为1,点P为线段AB上的一个动点(P不与A,B重合),以AP,BP为边在线段AB的同侧作正三角形AEP与正三角形BFP.过E作EM⊥AP于点M,过F作FN⊥BP于点N.连接EF.设AP的长度为x,四边形EMNF的面积为y,则能表示y与x之间函数关系的大致图象是( )
A. B. C. D.
【分析】根据等边三角形的性质表示出EM、MP、FN、PN,再求出MN,然后根据梯形的面积公式列式表示出四边形EMNF的面积y,即可得解.
【解答】解:∵AB=1,AP=x,
∴PB=1﹣x,
∵△AEP与△BFP都是正三角形,EM⊥AP,FN⊥BP,
∴EM=x、MP=x、FN=(1﹣x)、PN=(1﹣x),
∴MN=MP+PN=x+(1﹣x)=,
∴四边形EMNF的面积为y=[x+(1﹣x)]×=,为定值,
纵观各选项,只有D选项图形符合.
故选:D.
【点评】本题考查了动点问题函数图象,主要利用了等边三角形的性质,梯形的面积公式,熟记性质并求出y是定值是解题的关键.
2.如图,有一块等腰直角△ABC的空地,要在这块空地上开辟一个内接矩形EFGH的绿地.已知AB⊥AC,AB=4.设AF=x,矩形EFGH的面积为y,则y与x的函数图象大致是( )
A. B.
C. D.
【分析】根据勾股定理和三角函数表示出矩形EFGH的面积,再根据x的取值范围即可判断S与x的函数图象.
【解答】解:∵三角形ABC是等腰直角三角形,
∴∠B=∠C=45°,AB=AC=4,
∵AF=x,
∴CF=AC﹣AF=4﹣x,
∵四边形EFGH是内接矩形,
∴EF∥BC,∠FGC=90°,
∴∠AEF=∠AFE=45°,
∴AE=AF=x,
∴EF==x,
∵∠FGC=90°,∠C=45°
∴FG=CF•sin∠C=CF=(4﹣x).
∴y=EF•FG=x×(4﹣x)
=x(4﹣x)
=﹣x2+4x
=﹣(x﹣2)2+4(0<x<4).
所以此函数图象是开口向下的抛物线,
根据自变量的取值范围C选项符合题意.
故选:C.
【点评】本题考查了动点问题的函数图象,解决本题的关键是掌握二次函数的图象和性质.
3.如图,两个全等的等腰直角三角板(斜边长为2)如图放置,其中一块三角板45°角的顶点与另一块三角板ABC的直角顶点A重合.若三角板ABC固定,当另一个三角板绕点A旋转时,它的直角边和斜边所在的直线分别与边BC交于点E、F.设BF=x,CE=y,则y关于x的函数图象大致是( )
A. B. C. D.
【分析】由题意得∠B=∠C=45°,∠G=∠EAF=45°,推出△ACE∽△ABF,得到∠AEC=∠BAF,根据相似三角形的性质得到 ,于是得到结论.
【解答】解:由题意得∠B=∠C=45°,∠G=∠EAF=45°,
∵∠AFE=∠C+∠CAF=45°+∠CAF,∠CAE=45°+∠CAF,
∴∠AFB=∠CAE,
∴△ACE∽△ABF,
∴∠AEC=∠BAF,
∴,
又∵△ABC是等腰直角三角形,且BC=2,
∴AB=AC=,又BF=x,CE=y,
∴=,即xy=2,(1<x<2).
故选:C.
【点评】本题考查了相似三角形的判定,考查了相似三角形对应边比例相等的性质,本题中求证△ABF∽△ACE是解题的关键.
4.如图,动点P从点A出发,按顺时针方向绕半圆O匀速运动到点B,再以相同的速度沿直径BA回到点A停止,线段OP的长度d与运动时间t的函数图象大致是( )
A. B.
C. D.
【分析】根据P点半圆O、线段OB、线段OA这三段运动的情况分析即可.
【解答】解:①当P点半圆O匀速运动时,OP长度始终等于半径不变,对应的函数图象是平行于横轴的一段线段,排除A答案;
②当P点在OB段运动时,OP长度越来越小,当P点与O点重合时OP=0,排除C答案;
③当P点在OA段运动时,OP长度越来越大,B答案符合.
故选:B.
【点评】本题主要考查动点问题的函数图象,解决这类问题要考虑动点在不同的时间段所产生的函数意义,分情况讨论,动中找静是通用方法.
5.边长为1的正方形ABCD中,点E在CB延长线上,连接ED交AB于点F,AF=x(0.2≤x≤0.8),EC=y.则在下面函数图象中,大致能反映y与x之间函数关系的是( )
A. B.
C. D.
【分析】通过相似三角形△EFB∽△EDC的对应边成比例列出比例式,从而得到y与x之间函数关系式,从而推知该函数图象.
【解答】解:根据题意知,BF=1﹣x,BE=y﹣1,且△EFB∽△EDC,
则,即,
所以y=(0.2≤x≤0.8),该函数图象是位于第一象限的双曲线的一部分.
C、B的图象都是直线的一部分,D的图象是抛物线的一部分,A的图象是双曲线的一部分.
故选:A.
【点评】本题考查了动点问题的函数图象.解题时,注意自变量x的取值范围.
6.如图,点P是▱ABCD边上的一动点,E是AD的中点,点P沿E→D→C→B的路径移动,设P点经过的路径长为x,△BAP的面积是y,则下列能大致反映y与x的函数关系的图象是( )
A. B.
C. D.
【分析】根据题意分类讨论,随着点P位置的变化,△BAP的面积的变化趋势.
【解答】解:通过已知条件可知,当点P与点E重合时,△BAP的面积大于0;当点P在AD边上运动时,△BAP的底边AB不变,则其面积是x的一次函数,面积随x增大而增大;当P在DC边上运动时,由同底等高的三角形面积不变,△BAP面积保持不变;当点P带CB边上运动时,△BAP的底边AB不变,则其面积是x的一次函数,面积随x增大而减小;
故选:D.
【点评】本题以动点问题为背景,考查了分类讨论的数学思想以及函数图象的变化规律.
7.如图,在Rt△ABC中,AB=AC,BC=4,AG⊥BC于点G,点D为BC边上一动点,DE⊥BC交射线CA于点E,作△DEC关于DE的轴对称图形得到△DEF,设CD的长为x,△DEF与△ABG重合部分的面积为y.下列图象中,能反映点D从点C向点B运动过程中,y与x的函数关系的是( )
A. B.
C. D.
【分析】根据等腰三角形的性质可得BG=GC=,由△DEC与△DEF关于DE对称,即可求出当点F与G重合时x的值,再根据分段函数解题即可.
【解答】解:∵AB=AC,AG⊥BC,∴BG=GC=,
∵△DEC与△DEF关于DE对称,
∴FD=CD=x.当点F与G重合时,FD=CD,即2x=2,∴x=1,当点F与点B重合时,FC=BC,即2x=4,∴x=2,
如图1,当0≤x≤1时,y=0,∴B选项错误;
如图2,当1<x≤2时,,∴选项D错误;
如图3,当2<x≤4时,,∴选项C错误.
故选:A.
【点评】本题主要考查了动点问题的函数图象问题,根据几何知识求出函数解析式是解题的关键.
8.如图,正方形ABCD和正方形EFGH的对角线BD,EG都在直线l上,将正方形ABCD沿着直线l从点D与点E重合开始向右平移,直到点B与点G重合为止,设点D平移的距离为x,,,两个正方形重合部分的面积为S,则S关于x的函数图象大致为( )
A. B.
C. D.
【分析】由题意易知,重合部分的形状是点或正方形,BD=2,EG=4.然后分0≤x≤2、2<x<4、4≤x≤6讨论即可.
【解答】解:如图(1),当0≤x≤2时,;
如图(2),当2<x<4时,正方形ABCD在正方形EFGH内部,
则;
如图(3),当4≤x≤6时,BG=2﹣(x﹣4)=6﹣x,
∴.综上所述,选项A符合题意.
故选:A.
【点评】本题以正方形为背景,结合动点问题,考查函数图象的判断,涉及数形结合思想、函数模型思想和分类讨论思想,体现了逻辑推理、直观想象、数学运算的核心素养.
9.如图,边长为2的正方形ABCD,点P从点A出发以每秒1个单位长度的速度沿A﹣D﹣C的路径向点C运动,同时点Q从点B出发以每秒2个单位长度的速度沿B﹣C﹣D﹣A的路径向点A运动,当Q到达终点时,P停止移动,设△PQC的面积为S,运动时间为t秒,则能大致反映S与t的函数关系的图象是( )
A. B.
C. D.
【分析】分三种情况求出解析式,即可求解.
【解答】解:当0≤t≤1时,S=×2×(2﹣2t)=2﹣2t,
∴该图象y随x的增大而减小,
当1<t≤2时,S=(2﹣t)(2t﹣2)=﹣t2+3t﹣2,
∴该图象开口向下,
当2<t≤3,S=(4﹣t)(2t﹣4)=﹣t2+6t﹣8,
∴该图象开口向下,
故选:C.
【点评】本题考查了动点问题的函数图象,求出分段函数解析式是本题的关键.
10.如图,四边形ABCD是正方形,AB=8,AC、BD交于点O,点P、Q分别是AB、BD上的动点,点P的运动路径是AB→BC,点Q的运动路径是BD,两点的运动速度相同并且同时结束.若点P的行程为x,△PBQ的面积为y,则y关于x的函数图象大致为( )
A. B.
C. D.
【分析】分两种情况,求出y关于x的函数关系式,即可求解.
【解答】解:当0<x≤8时,则,
∴此段抛物线的开口向下;
当时,则,
∴此段抛物线的开口向上,
故选:A.
【点评】本题考查了动点问题的函数图象,找出对应的函数关系式是本题的关键.
11.如图,正方形ABCD边长是4cm,点P从点A出发,沿A→B的路径运动,到B点停止运动,运动速度是1cm/s,以PD为边,在直线PD下方做正方形DPEF,连接BE,下列函数图象中能反映BE的长度y(cm)与运动时间t(s)的函数关系的是( )
A. B.
C. D.
【分析】作CH⊥AB于H,如图,AP=t,利用正方形的性质得到AD=AB=4,∠A=90°,PD=PE,∠DPE=90°,再证明△APD≌△HEP得到EH=AP=t,PH=AD=4,则BH=AP+PH﹣AB=t,所以y=t(0≤t≤4),然后利用次函数关系式对各选项进行判断.
【解答】解:作CH⊥AB于H,如图,AP=t,
∵四边形ABCD和四边形DPEF都为正方形,
∴AD=AB=4,∠A=90°,PD=PE,∠DPE=90°,
∵∠APD+∠ADP=90°,∠APD+∠EPH=90°,
∴∠ADP=∠EPH,
在△APD和△HEP中,
∴△APD≌△HEP(AAS),
∴EH=AP=t,PH=AD=4,
∴BH=AP+PH﹣AB=t+4﹣4=t,
∴△BEH为等腰直角三角形,
∴BE=HE,
即y=t(0≤t≤4).
故选:A.
【点评】本题考查了动点问题的函数图象:通过几何证明确定线段之间的关系,从而得到两变量之间的函数关系,然后根据函数关系式确定对应的函数图象.也考查了正方形的性质.
12.如图,已知在边长为4的菱形ABCD中,∠C=60°,E是BC边上一动点(与点B,C不重合).连接DE,作∠DEF=60°,交AB于点F,设CE=x,△FBE的面积为y.下列图象中,能大致表示y与x的函数关系的是( )
A. B.
C. D.
【分析】如图,延长CB至H,使BH=BF,通过证明△DEC∽△EFH,可得,可得HF=x,由三角形面积公式可求函数解析式,即可求解.
【解答】解:如图,延长CB至H,使BH=BF,
∵四边形ABCD是菱形,
∴BC=CD=4,AB∥CD,
∴∠ABH=∠C=60°,
∴△BFH是等边三角形,
∴∠H=60°,BF=BH=FH,
∵∠DEB=∠EDC+∠C=∠DEF+∠FEB,且∠DEF=60°=∠C,
∴∠FEB=∠EDC,且∠H=∠C=60°,
∴△DEC∽△EFH,
∴,
∴
∴HF=x,
∴S=×(4﹣x)×x=﹣(x﹣2)2+,
∴该函数图象开口向下,当x=2时,最大值为,
故选:B.
【点评】本题考查了动点函数的图象,相似三角形的判定和性质,求出HF=x是本题的关键.
13.如图,矩形OABC的顶点A、C分别在x轴、y轴上,OA=4,OC=3,直线m:y=﹣x从原点O出发,沿x轴正方向以每秒1个单位长度的速度运动,设直线m与矩形OABC的两边分别交于点M,N,直线m运动的时间为t(秒),设△OMN的面积为S,则能反映S与t之间函数关系的大致图象是( )
A. B.
C. D.
【分析】分两种情形①如图1中,当0<t≤4时,②如图2中,当4<t≤8时,分别求出y与t的函数关系式即可解决问题.
【解答】解:如图1中,当0<t≤4时,
∵MN∥CA,
∴OM:OA=ON:OC,
∴OM:ON=OA:OC=4:3,
∴OM=t,ON=t,
∴y=•OM•ON=t2.
如图2中,当4<t≤8时,
y=S△EOF﹣S△EON﹣S△OFM=t2﹣t•(t﹣4)﹣(t﹣4)=﹣2+3t.
综上所述y=.
故选:D.
【点评】本题考查动点问题函数图象、矩形的性质.三角形的面积等知识,解题的关键是学会分类讨论,求出分段函数的解析式,属于中考常考题.
14.如图,在菱形ABCD中,一动点P从点B出发,沿着B→C→D→A的方向匀速运动,最后到达点A,则点P在匀速运动过程中,△APB的面积y随时间x变化的图象大致是( )
A. B.
C. D.
【分析】分析动点P在BC、CD、DA上时,△APB的面积y随x的变化而形成变化趋势即可.
【解答】解:当点P沿BC运动时,△APB的面积y随时间x变化而增加,当点P到CD上时,△APB的面积y保持不变,当P到AD上时,△APB的面积y随时间x增大而减少到0.
故选:D.
【点评】本题为动点问题的图象探究题,考查了函数问题中函数随自变量变化而变化的关系,解答时注意动点到达临界点前后函数图象的变化.
15.如图,菱形ABCD的边长是4厘米,∠B=60°,动点P以1厘米/秒的速度自A点出发沿AB方向运动,动点Q以2厘米/秒的速度自B点出发沿BC方向运动至C点停止,同时P点也停止运动若点P,Q同时出发运动了t秒,记△BPQ的面积为S厘米2,下面图象中能表示S与t之间的函数关系的是( )
A. B.
C. D.
【分析】由题意可得,AP=t,BP=4﹣t,BQ=2t,0≤t≤2,在△BPQ中,∠B=60°,BQ边上的高=BP×sin60°=(4﹣t),所以S=×2t×(4﹣t)=(﹣t2+4t).
【解答】解:由题意可得,AP=t,BP=4﹣t,BQ=2t,
∵BC=4,
∴0≤t≤2,
在△BPQ中,∠B=60°,
∴BQ边上的高=BP×sin60°=(4﹣t),
∴S=×2t×(4﹣t)=(﹣t2+4t),
故选:D.
【点评】本题考查二次函数的图象及性质;熟练掌握三角形面积的求法,能通过函数解析式确定函数图象是解题的关键.
16.如图,菱形ABCD中,AB=3,E是BC上一个动点(不与点B、C重合),EF∥AB,交BD于点G,设BE=x,△GED的面积与菱形ABCD的面积之比为y,则y与x的函数图象大致为( )
A. B.
C. D.
【分析】连接BF,求出平行四边形ABEF与平行四边形ABCD的面积关系,再求得△BEF与△BEF的面积关系,进而得△BDE与平行四边形ABCD的面积的关系,再证明△GBE∽△GDF,得出GE:GF,进而得△BEG与△BEF的面积关系,最后得y与x的关系式,根据函数关系式确定函数图象.
【解答】解:连接BF,
∵四边形ABCD是菱形,AB=3,
∴AD∥BC,AB=BC=CD=AD=3,
∵EF∥AB,
∴四边形ABEF是平行四边形,
∴AF=BE=x,
∴=,
∵AD∥BC,
∴△GBE∽△GDF,
∴=,
∴=,
∵AD∥BC,
∴,
∴S△GED=S△BED﹣S△BEG==,
∴=,
即y=(0<x<3),
∵,
∴y=(0<x<3)是开口向下的抛物线,
故选:A.
【点评】本题主要考查了菱形的性质,相似三角形的性质,三角形的面积,二次函数的图象与性质,关键是理清各个图形之间的面积关系.
17.如图1是一座立交桥的示意图(道路宽度忽略不计),A为入口,F,G为出口,其中直行道为AB,CG,EF,且AB=CG=EF;弯道为以点O为圆心的一段弧,且所对的圆心角均为90°.甲、乙两车由A口同时驶入立交桥,均以8m/s的速度行驶,从不同出口驶出,其间两车到点O的距离y(m)与时间x(s)的对应关系如图2所示结合题目信息,下列说法错误的是( )
A.立交桥总长为168 m
B.从F口出比从G口出多行驶48m
C.甲车在立交桥上共行驶11 s
D.甲车从F口出,乙车从G口出
【分析】根据题意、结合图象问题可得.
【解答】解:由图象可知,两车通过,,弧时每段所用时间均为3s,通过直行道AB,CG,EF时,每段用时为4s.
因此,甲车所用时间为4+3+4=11s,故C正确;
根据两车运行路线,从F口驶出比从G口多走,弧长之和,用时为6s,则走48m,故B正确;
根据两车运行时间,可知甲先驶出,应从G口驶出,故D错误;
根据题意立交桥总长为(3×3+4×3)×8=168m,过A正确;
故选:D.
【点评】本题考查了动点问题的函数图象,解答时要注意数形结合.
18.如图所示,MN是半圆O的直径,MP与半圆O相切于M,R是半圆上一动点,RE⊥MP于E,连接MR.设MR=x,MR﹣RE=y,则下列函数图象能反映y与x之间关系的是( )
A.
B.
C.
D.
【分析】设圆的半径为R,连接RN,求得sin∠MNR的值,再由切线的性质得∠RME=∠RMN,进而求得RE,最后由MR﹣RE=y,得解析式便可.
【解答】解:设圆的半径为R,连接RN,
则sin∠MNR==,
∵PM是圆的切线,则∠RME=∠RMN,
则RE=MRsin∠RMN=x×=x2,
则y=RM﹣RE=﹣x2+x,
∴图象为过原点且开口向下的抛物线,
故选:D.
【点评】本题考查的动点的函数图象,涉及到解直角三角形、圆的切线的性质、二次函数基本性质等,关键是找出相应线段的数量关系,列出函数表达式.
19.如图,在△ABC中,AB=10,AC=8,BC=6,直线l垂直于AB,从点A出发,沿AB方向以1cm/s的速度向点B运动,与AB交于点M,与AC﹣CB交于点N.当直线l经过点B时停止运动,若运动过程中△AMN的面积是y(cm2),直线l的运动时间是x(s),则y与x之间函数关系的图象大致是( )
A. B.
C. D.
【分析】用面积公式,分段求出△AMN的面积即可求解.
【解答】解:过点C作CD⊥AB于D,
∵AC2+BC2=64+36=100=AB2,
故△ABC为直角三角形,
sin∠CAB=,则cos∠CAB=,tan∠CAB=,
故CD=ACsin∠CAB=8×=4.8,同理AD=6.4,
(1)当0≤x≤6.4,如图1,
∵tan∠CAB==,即MN=x,
y=×AM•MN=x×x=x2,该函数为开口向上的抛物线,且对称轴为y轴,位于y轴的右侧抛物线的一部分;
(2)当6.4<x≤10时,如图2,
同理:MN=(10﹣x),
y=x×(10﹣x)=﹣(x﹣5)2+,该函数为开口向下的抛物线的一部分,对称轴为x=5,
故选:B.
【点评】本题考查的是动点图象问题,涉及到解直角三角形等知识,此类问题关键是:弄清楚不同时间段,图象和图形的对应关系,进而求解.
20.如图,等腰Rt△ABC中,AB=AC=2cm,动点Q从点C出发沿C→A→B路径以1cm/s的速度运动,设点Q运动时间为t(s),△BCQ的面积为S,则S关于t的函数图象大致为( )
A. B.
C. D.
【分析】根据题意,得CQ=t,等腰Rt△ABC中,AB=AC=2cm,得∠C=45°,BC=2,过点Q作QD⊥BC于点D,分两种情况讨论即可求出S关于t的函数,进而即可判断.
【解答】解:如图,
根据题意,得
CQ=t,
∵等腰Rt△ABC中,AB=AC=2cm,
∴∠C=45°,BC=2,
过点Q作QD⊥BC于点D,
当0<t≤2时,
则QD=t,
∴S=BC•QD=2×t=t,
当2<t<4时,
QD=(4﹣t),
∴S=2×(4﹣t)=4﹣t.
故选:A.
【点评】本题考查了动点问题的函数图象,解决本题的关键是利用分段函数分类讨论.
21.如图,在边长为2一个内角为60°的菱形ABCD中,点P以每秒1cm的速度从点A出发,沿AD→DC的路径运动,到点C停止,过点P作PQ⊥BD,PQ与边AD(或边CD)交于点Q,△ABQ的面积y(cm2)与点P的运动时间x(秒)的函数图象大致是( )
A.
B.
C.
D.
【分析】根据动点P的运动过程分两种情况说明:①PQ与边CD交于点Q时,过点D作DE⊥AB于点E,根据在边长为2一个内角为60°的菱形ABCD中,即可求当0≤x≤2时,y=;②当PQ与边AD交于点Q时,过点Q作QE⊥AB于点E,即可求当2<x≤4时,y=﹣x+4,进而可判断,△ABQ的面积y(cm2)与点P的运动时间x(秒)的函数图象.
【解答】解:①PQ与边CD交于点Q时,
如图,过点D作DE⊥AB于点E,
∴∠DEA=90°,
在边长为2一个内角为60°的菱形ABCD中,
AD=DC=2,∠DAB=60°,
∴AE=1,DE==,
∴S△ABQ=AB•DE=2×=,
即当0≤x≤2时,y=.
该函数图象是平行于x轴的一段线段;
②当PQ与边AD交于点Q时,如图,
过点Q作QE⊥AB于点E,
∴∠QEA=90°,
∵PQ⊥BD,
∴∠DFP=∠DFQ=90°,
∵四边形ABCD是菱形,
∴BD平分∠ADC,
∴∠CDB=∠ADB,
DF=DF,
∴△DFP≌△DFQ(ASA),
∴DP=DQ,
∵AD=DC=2,
∴AQ=PC=4﹣x,
∴在Rt△AQE中,∠QAE=60°,
∴QE=AQ=(4﹣x),
∴S△ABQ=AB•QE=2×(4﹣x)=﹣x+4
即当2<x≤4时,y=﹣x+4,
该函数图象是y随x的增大而减小的一段线段.
所以△ABQ的面积y(cm2)与点P的运动时间x(秒)的函数图象大致是选项C.
故选:C.
【点评】本题考查了动点问题的函数图象,解决本题的关键是根据动点的运动过程分两种情况画图说明.
22.如图,已知△ABC和△DEF均为等腰直角三角形,AB=2,DE=1,E、B、F、C在同一条直线上,开始时点B与点F重合,让△DEF沿直线BC向右移动,最后点C与点E重合,设两三角形重合面积为y,点F移动的距离为x,则y关于x的大致图象是( )
A. B.
C. D.
【分析】要找出准确反映y与x之间对应关系的图象,需分析在不同阶段中y随x变化的情况,根据题意可得在△DEF移动的过程中,阴影部分总为等腰直角三角形,据此根据重合部分的面积的不同分情况讨论求解.
【解答】解:根据题意,得
△DEF移动的过程中,阴影部分总为等腰直角三角形,
当0≤x≤1时,重合部分的直角边长为x,
则y=•x•x=x2;
当1<x<2时,重合部分的直角边长为1,
则y==;
当2≤x≤3时,重合部分的直角边长为1﹣(x﹣2)=3﹣x,
则y=(3﹣x)2=x2﹣3x+4.5.
由以上分析可知:这个分段函数的图象左边为开口向上的抛物线一部分,
中间为直线的一部分,右边为开口向上的抛物线一部分.
故选:A.
【点评】本题考查了动点问题的函数图象,解决本题的关键是要找出准确反映y与x之间对应关系的图象.
23.如图,矩形ABCD中,AB=6cm,BC=3cm,动点P从A点出发以1cm/秒向终点B运动,动点Q同时从A点出发以2cm/秒按A→D→C→B的方向在边AD,DC,CB上运动,设运动时间为x(秒),那么△APQ的面积y(cm2)随着时间x(秒)变化的函数图象大致为( )
A. B.
C. D.
【分析】根据题意分三种情况讨论△APQ面积的变化,进而得出△APQ的面积y(cm2)随着时间x(秒)变化的函数图象大致情况.
【解答】解:根据题意可知:
AP=x,AQ=2x,
①当点Q在AD上运动时,
y=•AP•AQ=x•2x=x2,
为开口向上的二次函数;
②当点Q在DC上运动时,
y=AP•DA=x×3=x,
为一次函数;
③当点Q在BC上运动时,
y=•AP•BQ=•x•(12﹣2x)=﹣x2+6x,
为开口向下的二次函数.
结合图象可知A选项函数关系图正确.
故选:A.
【点评】本题考查了动点问题的函数图象,解决本题的关键是分三种情况讨论三角形APQ的面积变化.
24.如图,等腰直角三角形ABC的腰长为4cm,动点P、Q同时从点A出发,以1cm/s的速度分别沿A→B和A→C的路径向点B、C运动,设运动时间为x(单位:s),四边形PBCQ的面积为y(单位:cm2),则y与x(0≤x≤4)之间的函数关系可用图象表示为( )
A. B.
C. D.
【分析】根据题意,得AP=AQ=x,AB=AC=4,进而表示出y=S△ABC﹣S△APQ=﹣x2+8,再根据x的取值范围即可判断.
【解答】解:根据题意,得
AP=AQ=x,AB=AC=4,
y=S△ABC﹣S△APQ
=4×4﹣x2
=﹣x2+8,
∴此函数图象是开口向下的抛物线,
与y轴交点坐标为(0,8)
∵0≤x≤4,
所以符合题意的图象为C.
故选:C.
【点评】本题考查了动点问题的函数图象,解决本题的关键是根据动点运动过程表示出函数关系式.
25.如图,在等腰Rt△ABC中,∠C=90°,直角边AC长与正方形MNPQ的边长均为2cm,CA与MN在直线l上.开始时A点与M点重合;让△ABC向右平移;直到C点与N点重合时为止.设△ABC与正方形MNPQ重叠部分(图中阴影部分)的面积为ycm2,MA的长度为xcm,则y与x之间的函数关系大致是( )
A. B.
C. D.
【分析】根据动点的运动过程确定每段阴影部分与x的关系类型,根据函数的性质确定选项.
【解答】解:当x≤2cm时,重合部分是边长为x的等腰直角三角形,
面积为:y=x2,
是一个开口向上的二次函数;
当x>2时,
重合部分是直角梯形,
面积为:y=2﹣(x﹣2)2,
是一个开口向下的二次函数.
故选:C.
【点评】本题考查了动点问题的函数图象,解决本题的关键是确定每段阴影部分与x的关系类型,根据函数的性质确定选项.
26.如图,点P从菱形ABCD的顶点A出发,沿A→D→B以1cm/s的速度匀速运动到点B,选项图是点P运动时,△PBC的面积y(cm2)随时间x(s)变化的关系图象是( )
A. B.
C. D.
【分析】根据点P在AD边上运动时,△PBC的面积保持不变,当点P在BD边上运动时,过点P作PE⊥BC于点E,可得S△PBC=•PE,根据BC的长不变,PE的长随着时间x增大而减小,即可得到面积y(cm2)随时间x(s)变化的关系图象.
【解答】解:如图,
当点P在AD边上运动时,
△PBC的面积保持不变,
当点P在BD边上运动时,
过点P作PE⊥BC于点E,
所以S△PBC=•PE
因为BC的长不变,
PE的长随着时间x增大而减小,
所以y的值随x的增大而减小.
所以符合条件的图象为A.
故选:A.
【点评】本题考查了动点问题的函数图象,解决本题的关键是观察动点的运动过程得到△PBC的面积y(cm2)随时间x(s)变化情况.
27.如图,在矩形ABCD中,AD=6,AB=10,一个三角形的直角顶点E是边AB上的一动点,一直角边过点D,另一直角边与BC交于F,若AE=x,BF=y,则y关于x的函数关系的图象大致为( )
A. B.
C. D.
【分析】根据△DEF为直角三角形,运用勾股定理列出y与x之间的函数关系式即可判断.
【解答】解:如图,连接DF,
设AE=x,BF=y,
则DE2=62+x2,
EF2=(10﹣x)2+y2,
DF2=(6﹣y)2+102;
∵△DEF为直角三角形,
∴DE2+EF2=DF2,
即62+x2+(10﹣x)2+y2=(6﹣y)2+102,
解得y=﹣x2+x=﹣(x﹣5)2+,
根据函数关系式可看出A中的函数图象与之对应.
故选:A.
【点评】本题主要考查的是函数的关系式,矩形的性质,动点函数的图象,勾股定理的有关知识,由于直角边DE始终经过点D,△DEF为直角三角形,运用勾股定理列出y与x之间的函数关系式即可.
28.如图,正方形ABCD的边长为2,点P和点Q分别从点B和点C出发,沿射线BC向右运动,且速度相同,过点Q作QH⊥BD,垂足为H,连接PH,设点P运动的距离为x(0<x≤2),△BPH的面积为S,则能反映S与x之间的函数关系的图象大致为( )
A. B.
C. D.
【分析】根据正方形的性质得到∠DBC=45°,由题意得出△BHQ是等腰直角三角形;过点H作△BHQ的高,同时也是△BPH的高;再根据三角形的面积公式可以得出BQ•HE=BH•HQ,从而求出HE,也就能求出△BPH的面积了.
【解答】解:过点H作HE⊥BC,垂足为E.
∵BD是正方形的对角线
∴∠DBC=45°
∵QH⊥BD
∴△BHQ是等腰直角三角形.
∵BQ•HE=BH•HQ
∴HE=
∴△BPH的面积S=BP•HE=x=
∴S与x之间的函数关系是二次函数,且二次函数图象开口方向向上;
因此,选项中只有A选项符合条件.
故选:A.
【点评】此题综合性较强,涉及二次函数、等腰三角形、勾股定理等知识,是近年来较为流行的试题,解题的关键在于结合题目的要求动中取静,相信解决这种问题不会非常难.
29.如图等边△ABC的边长为4cm,点P,点Q同时从点A出发点,Q沿AC以1cm/s的速度向点C运动,点P沿A﹣B﹣C以2cm/s的速度也向点C运动,直到到达点C时停止运动,若△APQ的面积为S(cm2),点Q的运动时间为t(s),则下列最能反映S与t之间大致图象是( )
A. B.
C. D.
【分析】当点P在AB边运动时,S=AQ×APsinA,图象为开口向上的抛物线,当点P在BC边运动时,如下图,S=×AQ×PCsinC,即可求解.
【解答】解:当点P在AB边运动时,S=AQ×APsinA=×2t×t×=t2,图象为开口向上的抛物线,
当点P在BC边运动时,如下图,S=×AQ×PCsinC=×2t×(8﹣2t)×=t(4﹣t),
图象为开口向下的抛物线;
故选:C.
【点评】本题是运动型综合题,解题关键是深刻理解动点的函数图象,了解图象中关键点所代表的实际意义,理解动点的完整运动过程.
30.如图,在矩形ABCD中,AB=2,AD=3,BE=1,动点P从点A出发,沿路径A→D→C→E运动,则△APE的面积y与点P经过的路径长x之间的函数关系用图象表示大致是( )
A. B.
C. D.
【分析】根据题意找到点P到达D、C前后的一般情况,列出函数关系式即可.
【解答】解:由题意可知
当0≤x≤3时,y=
当3≤x≤5时,y=2×3﹣=
当5≤x≤7时,y==7﹣x
根据函数解析式,可知B正确
故选:B.
【点评】本题为动点问题的函数图象探究题,考查列函数关系式以及函数图象性质,解答关键是确定动点到达临界点前后的图形变化规律.
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