专题11一次函数与几何压轴问题:三年(2021-2023)中考数学真题
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这是一份专题11一次函数与几何压轴问题:三年(2021-2023)中考数学真题,共114页。试卷主要包含了选择题,填空题,解答题等内容,欢迎下载使用。
专题11一次函数与几何压轴问题三年(2021-2023)中考数学真题分项汇编
三年(2021-2023)中考数学真题分项汇编
专题11一次函数与几何压轴问题
一、选择题(共10小题)
(2013•百色)
1.如图,在平面直角坐标系中,直线l:y=x+1交x轴于点A,交y轴于点B,点A1、A2、A3,…在x轴上,点B1、B2、B3,…在直线l上.若△OB1A1,△A1B2A2,△A2B3A3,…均为等边三角形,则△A5B6A6的周长是( )
A.24 B.48 C.96 D.192
(2021•扬州)
2.如图,一次函数的图像与x轴、y轴分别交于点A、B,把直线绕点B顺时针旋转交x轴于点C,则线段长为( )
A. B. C. D.
(2023•荆州)
3.如图,直线分别与轴,轴交于点,,将绕着点顺时针旋转得到,则点的对应点的坐标是( )
A. B. C. D.
(2022•聊城)
4.如图,一次函数的图象与x轴,y轴分别交于点A,B,点是x轴上一点,点E,F分别为直线和y轴上的两个动点,当周长最小时,点E,F的坐标分别为( )
A., B.,
C., D.,
(2022•巴中)
5.在平面直角坐标系中,直线与轴交于点,与轴交于点,将绕点逆时针旋转到如图的位置,的对应点恰好落在直线上,连接,则的长度为( )
A. B. C.2 D.
(2022•阜新)
6.如图,平面直角坐标系中,在直线和轴之间由小到大依次画出若干个等腰直角三角形(图中所示的阴影部分),其中一条直角边在轴上,另一条直角边与轴垂直,则第个等腰直角三角形的面积是( )
A. B. C. D.
(2021•安顺)
7.小星在“趣味数学”社团活动中探究了直线交点个数的问题.现有7条不同的直线,其中,则他探究这7条直线的交点个数最多是( )
A.17个 B.18个 C.19个 D.21个
(2022•鄂州)
8.数形结合是解决数学问题常用的思想方法.如图,一次函数y=kx+b(k、b为常数,且k<0)的图象与直线y=x都经过点A(3,1),当kx+b<x时,x的取值范围是( )
A.x>3 B.x<3 C.x<1 D.x>1
(2022•柳州)
9.如图,直线y1=x+3分别与x轴、y轴交于点A和点C,直线y2=﹣x+3分别与x轴、y轴交于点B和点C,点P(m,2)是△ABC内部(包括边上)的一点,则m的最大值与最小值之差为( )
A.1 B.2 C.4 D.6
(2021•呼和浩特)
10.在平面直角坐标系中,点,.以为一边在第一象限作正方形,则对角线所在直线的解析式为( )
A. B. C. D.
二、填空题(共16小题)
(2023•黑龙江)
11.如图,在平面直角坐标系中,的顶点A在直线上,顶点B在x轴上,垂直轴,且,顶点在直线上,;过点作直线的垂线,垂足为,交x轴于,过点作垂直x轴,交于点,连接,得到第一个;过点作直线的垂线,垂足为,交x轴于,过点作垂直x轴,交于点,连接,得到第二个;如此下去,……,则的面积是 .
(2023•杭州)
12.在“ “探索一次函数的系数与图像的关系”活动中,老师给出了直角坐标系中的三个点:.同学们画出了经过这三个点中每两个点的一次函数的图像,并得到对应的函数表达式.分别计算,的值,其中最大的值等于 .
(2023•眉山)
13.如图,在平面直角坐标系中,点B的坐标为,过点B分别作x轴、y轴的垂线,垂足分别为点C、点A,直线与交于点D.与y轴交于点E.动点M在线段上,动点N在直线上,若是以点N为直角顶点的等腰直角三角形,则点M的坐标为
(2023•广安)
14.在平面直角坐标系中,点在轴的正半轴上,点在直线上,若点的坐标为,且均为等边三角形.则点的纵坐标为 .
(2023•南充)
15.如图,直线(k为常数,)与x,y轴分别交于点A,B,则的值是 .
(2022•遵义)
16.如图,在等腰直角三角形中,,点,分别为,上的动点,且,.当的值最小时,的长为 .
(2022•菏泽)
17.如图,在第一象限内的直线上取点,使,以为边作等边,交轴于点;过点作轴的垂线交直线于点,以为边作等边,交轴于点;过点作轴的垂线交直线于点,以为边作等边,交轴于点;……,依次类推,则点的横坐标为 .
(2022•东营)
18.如图,是等边三角形,直线经过它们的顶点,点在x轴上,则点的横坐标是 .
(2022•盐城)
19.《庄子▪天下篇》记载“一尺之锤,日取其半,万世不竭.”如图,直线与轴交于点,过点作轴的平行线交直线于点,过点作轴的平行线交直线于点,以此类推,令,,,,若对任意大于1的整数恒成立,则的最小值为 .
(2022•辽宁)
20.如图,直线y=2x+4与x轴交于点A,与y轴交于点B,点D为OB的中点,▱OCDE的顶点C在x轴上,顶点E在直线AB上,则▱OCDE的面积为 .
(2021•泰安)
21.如图,点在直线上,点的横坐标为2,过点作,交x轴于点,以为边,向右作正方形,延长交x轴于点;以为边,向右作正方形,延长交x轴于点;以为边,向右作正方形,延长的交x轴于点;…;按照这个规律进行下去,则第n个正方形的边长为 (结果用含正整数n的代数式表示).
(2021•贺州)
22.如图,一次函数与坐标轴分别交于,两点,点,分别是线段,上的点,且,,则点的标为 .
(2021•兴安盟)
23.如图,点在直线上,点的横坐标为1,过点作轴,垂足为,以为边向右作正方形,延长交直线l于点;以为边向右作正方形,延长交直线l于点;……;按照这个规律进行下去,点的坐标为 .
(2021•梧州)
24.如图,直线l的函数表达式为y=x﹣1,在直线l上顺次取点A1(2,1),A2(3,2),A3(4,3),A4(5,4),…,An(n+1,n),构成形如”的图形的阴影部分面积分别表示为S1,S2,S3,…,Sn,则S2021= .
(2021•毕节市)
25.如图,在平面直角坐标系中,点在直线上,过点作,交轴于点;过点作轴,交直线于点;过点作,交轴于点;过点作轴,交直线于点;…;按此作法进行下去,则点的坐标为 .
(2021•广安)
26.如图,在平面直角坐标系中,轴,垂足为,将绕点逆时针旋转到的位置,使点的对应点落在直线上,再将绕点逆时针旋转到的位置,使点的对应点也落在直线上,以此进行下去……若点的坐标为,则点的纵坐标为 .
三、解答题(共18小题)
(2023•黑龙江)
27.如图,在平面直角坐标系中,菱形的边在x轴上,,的长是一元二次方程的根,过点C作x轴的垂线,交对角线于点D,直线分别交x轴和y轴于点F和点E,动点M从点O以每秒1个单位长度的速度沿向终点D运动,动点N从点F以每秒2个单位长度的速度沿向终点E运动.两点同时出发,设运动时间为t秒.
(1)求直线的解析式.
(2)连接,求的面积S与运动时间t的函数关系式.
(3)点N在运动的过程中,在坐标平面内是否存在一点Q.使得以A,C,N,Q为项点的四边形是矩形.若存在,直接写出点Q的坐标,若不存在,说明理由.
(2023•鄂州)
28.如图1,在平面直角坐标系中,直线轴,交y轴的正半轴于点,且,点B是y轴右侧直线l上的一动点,连接.
(1)请直接写出点A的坐标;
(2)如图2,若动点B满足,点C为的中点,点为线段上一动点,连接.在平面内,将沿翻折,点B的对应点为点P,与相交于点Q,当时,求线段的长;
(3)如图3,若动点B满足,为的中位线,将绕点B在平面内逆时针旋转,当点O、E、F三点共线时,求直线EB与x轴交点的坐标;
(4)如图4,平分交于点,于点,交于点,为的一条中线.设,,的周长分别为,,.试探究:在B点的运动过程中,当时,请直接写出点B的坐标.
(2023•广东)
29.综合运用
如图1,在平面直角坐标系中,正方形的顶点A在轴的正半轴上,如图2,将正方形绕点逆时针旋转,旋转角为,交直线于点,交轴于点.
(1)当旋转角为多少度时,;(直接写出结果,不要求写解答过程)
(2)若点,求的长;
(3)如图3,对角线交轴于点,交直线于点,连接,将与的面积分别记为与,设,,求关于的函数表达式.
(2023•河北)
30.在平面直角坐标系中,设计了点的两种移动方式:从点移动到点称为一次甲方式:从点移动到点称为一次乙方式.
例、点P从原点O出发连续移动2次;若都按甲方式,最终移动到点;若都按乙方式,最终移动到点;若按1次甲方式和1次乙方式,最终移动到点.
(1)设直线经过上例中的点,求的解析式;并直接写出将向上平移9个单位长度得到的直线的解析式;
(2)点P从原点O出发连续移动10次,每次移动按甲方式或乙方式,最终移动到点.其中,按甲方式移动了m次.
①用含m的式子分别表示;
②请说明:无论m怎样变化,点Q都在一条确定的直线上.设这条直线为,在图中直接画出的图象;
(3)在(1)和(2)中的直线上分别有一个动点,横坐标依次为,若A,B,C三点始终在一条直线上,直接写出此时a,b,c之间的关系式.
(2022•黑龙江)
31.如图,直线MN与x轴,y轴分别相交于A,C两点,分别过A,C两点作x轴,y轴的垂线相交于B点,且OA,OC(OA>OC)的长分别是一元二次方程x2﹣14x+48=0的两个实数根.
(1)求C点坐标;
(2)求直线MN的解析式;
(3)在直线MN上存在点P,使以点P,B,C三点为顶点的三角形是等腰三角形,请直接写出P点的坐标.
(2022•泰州)
32.定义:对于一次函数 ,我们称函数为函数的“组合函数”.
(1)若m=3,n=1,试判断函数是否为函数的“组合函数”,并说明理由;
(2)设函数与的图像相交于点P.
①若,点P在函数的“组合函数”图像的上方,求p的取值范围;
②若p≠1,函数的“组合函数”图像经过点P.是否存在大小确定的m值,对于不等于1的任意实数p,都有“组合函数”图像与x轴交点Q的位置不变?若存在,请求出m的值及此时点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
(2022•攀枝花)
33.如图,直线分别与x轴、y轴交于点A、B,点C为线段上一动点(不与A、B重合),以C为顶点作,射线交线段于点D,将射线绕点O顺时针旋转交射线于点E,连接.
(1)证明:;(用图1)
(2)当为直角三角形时,求的长度;(用图2)
(3)点A关于射线的对称点为F,求的最小值.(用图3)
(2022•沈阳)
34.如图,在平面直角坐标系中,一次函数的图象与x轴交于点A,与y轴交于点,与直线OC交于点.
(1)求直线AB的函数表达式;
(2)过点C作轴于点D,将沿射线CB平移得到的三角形记为,点A,C,D的对应点分别为,,,若与重叠部分的面积为S,平移的距离,当点与点B重合时停止运动.
①若直线交直线OC于点E,则线段的长为________(用含有m的代数式表示);
②当时,S与m的关系式为________;
③当时,m的值为________.
(2022•兰州)
35.在平面直角坐标系中,是第一象限内一点,给出如下定义:和两个值中的最大值叫做点P的“倾斜系数”k.
(1)求点的“倾斜系数”k的值;
(2)①若点的“倾斜系数”,请写出a和b的数量关系,并说明理由;
②若点的“倾斜系数”,且,求OP的长;
(3)如图,边长为2的正方形ABCD沿直线AC:运动,是正方形ABCD上任意一点,且点P的“倾斜系数”,请直接写出a的取值范围.
(2022•河北)
36.如图,平面直角坐标系中,线段AB的端点为,.
(1)求AB所在直线的解析式;
(2)某同学设计了一个动画:在函数中,分别输入m和n的值,使得到射线CD,其中.当c=2时,会从C处弹出一个光点P,并沿CD飞行;当时,只发出射线而无光点弹出.
①若有光点P弹出,试推算m,n应满足的数量关系;
②当有光点P弹出,并击中线段AB上的整点(横、纵坐标都是整数)时,线段AB就会发光,求此时整数m的个数.
(2021•遂宁)
37.已知平面直角坐标系中,点P()和直线Ax+By+C=0(其中A,B不全为0),则点P到直线Ax+By+C=0的距离可用公式来计算.
例如:求点P(1,2)到直线y=2x+1的距离,因为直线y=2x+1可化为2x-y+1=0,其中A=2,B=-1,C=1,所以点P(1,2)到直线y=2x+1的距离为:.
根据以上材料,解答下列问题:
(1)求点M(0,3)到直线的距离;
(2)在(1)的条件下,⊙M的半径r = 4,判断⊙M与直线的位置关系,若相交,设其弦长为n,求n的值;若不相交,说明理由.
(2021•衡阳)
38.如图,的顶点坐标分别为,动点P、Q同时从点O出发,分别沿x轴正方向和y轴正方向运动,速度分别为每秒3个单位和每秒2个单位,点P到达点B时点P、Q同时停止运动.过点Q作分别交、于点M、N,连接、.设运动时间为t(秒).
(1)求点M的坐标(用含t的式子表示);
(2)求四边形面积的最大值或最小值;
(3)是否存在这样的直线l,总能平分四边形的面积?如果存在,请求出直线l的解析式;如果不存在,请说明理由;
(4)连接,当时,求点N到的距离.
(2021•黑龙江)
39.如图,矩形ABOC在平面直角坐标系中,点A在第二象限内,点B在x轴负半轴上,点C在y轴正半轴上,OA,OB的长是关于x的一元二次方程的两个根.解答下列问题:
(1)求点A的坐标;
(2)若直线MN分别与x轴,AB,AO,AC,y轴交于点D,M,F,N,E,,tan∠AMN=1,求直线MN的解析式;
(3)在(2)的条件下,点P在第二象限内,在平面内是否存在点Q,使以E,F,P,Q为顶点的四边形是正方形?若存在,请直接写出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
(2021•金华)
40.在平面直角坐标系中,点A的坐标为,点B在直线上,过点B作AB的垂线,过原点O作直线l的垂线,两垂线相交于点C.
(1)如图,点B,C分别在第三、二象限内,BC与AO相交于点D.
①若,求证:.
②若,求四边形的面积.
(2)是否存在点B,使得以为顶点的三角形与相似?若存在,求OB的长;若不存在,请说明理由.
(2021•宁夏)
41.如图,已知直线与轴的正半轴交于点,与轴交于点,.
(1)求的值;
(2),两点同时从坐标原点出发,其中点以每秒个单位长度的速度,沿的路线运动,点以每秒个单位长度的速度,沿的路线运动.当,两点相遇时,它们都停止运动,设运动时间为t秒.
①在,两点运动过程中,是否存在?若存在,求出的值,若不存在,请说明理由;
②若设的面积为,求关于的函数关系式,并求出为多少时,的值最大?
(2021•沈阳)
42.如图,平面直角坐标系中,O是坐标原点,直线经过点,与x轴交于点A,与y轴交于点B.线段平行于x轴,交直线于点D,连接,.
(1)填空: __________.点A的坐标是(__________,__________);
(2)求证:四边形是平行四边形;
(3)动点P从点O出发,沿对角线以每秒1个单位长度的速度向点D运动,直到点D为止;动点Q同时从点D出发,沿对角线以每秒1个单位长度的速度向点O运动,直到点O为止.设两个点的运动时间均为t秒.
①当时,的面积是__________.
②当点P,Q运动至四边形为矩形时,请直接写出此时t的值.
(2023•大连)
43.如图1,在平面直角坐标系中,直线与直线相交于点A.为线段上一动点(不与点B重合),过点P作轴交直线于点D,与的重叠面积为S,S关于t的函数图象如图2所示.
(1)的长为 ___________;的面积为 ___________;
(2)求S关于t的函数解析式,并直接写出自变量t的取值范围.
(2023•北京)
44.在平面直角坐标系中,函数的图象经过点和,与过点且平行于x轴的线交于点C.
(1)求该函数的解析式及点C的坐标;
(2)当时,对于x的每一个值,函数的值大于函数的值且小于4,直接写出n的值.
参考答案:
1.C
【详解】∵点A(−,0),点B(0,1),
∴OA=,OB=1,
∴tan∠OAB=,
∴∠OAB=30°,
∵△OA1B1、△A1B2A2、△A2B3A3…均为等边三角形,
∴∠A1OB1=∠A2A1B2=∠A3A2B3=60°,
∴∠OB1A=∠A1B2A=∠A2B3A=∠OAB=30°,
∴OB1=OA=,A1B2=A1A,A2B3=A2A,
∴OA1=OB1=,OA2=OA1+A1A2=OA1+A1B2=+2=3,
同理:OA3=7,OA4=15,OA5=31,OA6=63,
则A5A6=OA6−OA5=32
则△A5B6A6的周长是96,
故选C.
2.A
【分析】根据一次函数表达式求出点A和点B坐标,得到△OAB为等腰直角三角形和AB的长,过点C作CD⊥AB,垂足为D,证明△ACD为等腰直角三角形,设CD=AD=x,结合旋转的度数,用两种方法表示出BD,得到关于x的方程,解之即可.
【详解】解:∵一次函数的图像与x轴、y轴分别交于点A、B,
令x=0,则y=,令y=0,则x=,
则A(,0),B(0,),
则△OAB为等腰直角三角形,∠ABO=45°,
∴AB==2,
过点C作CD⊥AB,垂足为D,
∵∠CAD=∠OAB=45°,
∴△ACD为等腰直角三角形,设CD=AD=x,
∴AC==x,
∵旋转,
∴∠ABC=30°,
∴BC=2CD=2x,
∴BD==x,
又BD=AB+AD=2+x,
∴2+x=x,
解得:x=+1,
∴AC=x=(+1)=,
故选A.
【点睛】本题考查了一次函数与坐标轴的交点问题,等腰直角三角形的判定和性质,直角三角形的性质,勾股定理,二次根式的混合运算,知识点较多,解题的关键是作出辅助线,构造特殊三角形.
3.C
【分析】先根据一次函数解析式求得点的坐标,进而根据旋转的性质可得,,,进而得出,结合坐标系,即可求解.
【详解】解:∵直线分别与轴,轴交于点,,
∴当时,,即,则,
当时,,即,则,
∵将绕着点顺时针旋转得到,
又∵
∴,,,
∴,
延长交轴于点,则,,
∴,
故选:C.
【点睛】本题考查了一次函数与坐标轴交点问题,旋转的性质,坐标与图形,掌握旋转的性质是解题的关键.
4.C
【分析】作C(2,0)关于y轴的对称点G(2,0),作C(2,0)关于直线y=x+4的对称点D,连接AD,连接DG交AB于E,交y轴于F,此时△CEF周长最小,由y=x+4得A(-4,0),B(0,4),∠BAC=45°,根据C、D关于AB对称,可得D(-4,2),直线DG解析式为,即可得,由,得.
【详解】解:作关于轴的对称点,作关于直线的对称点D,连接AD,连接DG交AB于E,交轴于F,如图:
∴,,
∴,此时周长最小,
由得,,
∴,是等腰直角三角形,
∴,
∵C、D关于AB对称,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
由,可得直线DG解析式为,
在中,令得,
∴,
由,得,
∴,
∴的坐标为,的坐标为,
故选:C.
【点睛】本题考查与一次函数相关的最短路径问题,解题的关键是掌握用对称的方法确定△CEF周长最小时,E、F的位置.
5.B
【分析】先求出点A、B的坐标,可求得OA、OB,进而可求得∠OAB=60°,利用旋转的性质和等边三角形的判定与性质证明和为等边三角形得到即可求解.
【详解】解:对于,
当时,,当时,由得:,
则A(1,0),B(0,),
∴,,
∴,则∠OAB=60°,
由旋转性质得:,,,
∴是等边三角形,
∴,又
∴是等边三角形,
∴,
故选:B.
【点睛】本题考查一次函数图象与坐标轴的交点问题、旋转性质、等边三角形的判定与性质、解直角三角形,熟练掌握相关知识的联系与运用,证得是等边三角形是解答的关键.
6.C
【分析】根据一次函数图象上点的坐标特征,可得第个等腰直角三角形的直角边长,求出第个等腰直角三角形的面积,用同样的方法求出第个等腰直角三角形的面积,第个等腰直角三角形的面积,找出其中的规律即可求出第个等腰直角三角形的面积.
【详解】解:当时,,
根据题意,第个等腰直角三角形的直角边长为,
第个等腰直角三角形的面积为,
当时,,
第个等腰直角三角形的直角边长为,
第个等腰直角三角形的面积为,
当时,,
第个等腰直角三角形的直角边长为,
第个等腰直角三角形的面积为,
依此规律,第个等腰直角三角形的面积为,
故选:C.
【点睛】本题考查了一次函数图象上点的坐标特征与规律的综合,涉及等腰直角三角形的性质,找出规律是解题的关键.
7.B
【分析】因为题中已知,可知:第1、2条直线相互平行没有交点,第3、4、5条直线交于一点,由此即可求解此题.
【详解】解:∵直线,其中
∴第1、2条直线相互平行没有交点,第3、4、5条直线交于一点,
∴这5条直线最多有7个交点,
第6条直线,与前面5条直线的交点数最多有5个,
第7条直线,与前面6条直线的交点数最多有6个,
∴得出交点最多就是7+5+6=18条,
故选:B.
【点睛】本题考查了两条直线相交或平行问题,做题关键在于分析得出两条平行直线,三条直线相交于一点.
8.A
【分析】根据不等式kx+b<x的解集即为一次函数图象在正比例函数图象下方的自变量的取值范围求解即可
【详解】解:由函数图象可知不等式kx+b<x的解集即为一次函数图象在正比例函数图象下方的自变量的取值范围,
∴当kx+b<x时,x的取值范围是,
故选A.
【点睛】本题主要考查了根据两直线的交点求不等式的解集,利用图象法解不等式是解题的关键.
9.B
【分析】由于P的纵坐标为2,故点P在直线y= 2上,要求符合题意的m值,则P点为直线y= 2与题目中两直线的交点,此时m存在最大值与最小值,故可求得.
【详解】∵点P (m, 2)是△ABC内部(包括边上)的点.
∴点P在直线y= 2上,如图所示,,
当P为直线y= 2与直线y2的交点时,m取最大值,
当P为直线y= 2与直线y1的交点时,m取最小值,
∵y2 =-x+ 3中令y=2,则x= 1,
∵y1 =x+ 3中令y=2,则x= -1,
∴m的最大值为1, m的最小值为- 1.
则m的最大值与最小值之差为:1- (-1)= 2.
故选:B.
【点睛】本题考查一次函数的性质, 要求符合题意的m值,关键要理解当P在何处时m存在最大值与最小值,由于P的纵坐标为2,故作出直线y= 2有助于判断P的位置.
10.A
【分析】过点作轴于点,先证明,再由全等三角形对应边相等的性质解得,最后由待定系数法求解即可.
【详解】解:正方形中,过点作轴于点,
设直线所在的直线解析式为,
代入,得
,
故选:A.
【点睛】本题考查待定系数法求一次函数的解析式,涉及正方形性质、全等三角形的判定与性质等知识,是重要考点,难度较易,掌握相关知识是解题关键.
11.
【分析】解直角三角形得出,,求出,证明,,得出,,总结得出,从而得出.
【详解】解:∵,
∴,
∵轴,
∴点A的横坐标为,
∵,
∴点A的纵坐标为,
∴,
∴,
∵,
∴设,则,
∴,
∴,
∴,
,
∵,
∴,
∴平分,
∵,,
∴,
∵,,
∴,
∴,
∴,
∴
,
∵,
∴,
∴,
∵,,,
∴,
∴,
∴,
∴,,
∵轴,轴,
∴,,
∵轴,轴,轴,
∴,
∴,,
∵,
∴,,
∴,
∵,
∴,
同理,
∴,
,
∴,
∴.
故答案为:.
【点睛】本题主要考查了三角形相似的判定和性质,解直角三角形,三角形面积的计算,平行线的判定和性质,一次函数规律探究,角平分线的性质,三角形全等的判定和性质,解题的关键是得出一般规律.
12.5
【分析】分别求出三个函数解析式,然后求出,进行比较即可解答.
【详解】解:设过,则有:
,解得:,则;
同理:,
则分别计算,的最大值为值.
故答案为5.
【点睛】本题主要考查了求一次函数解析式,掌握待定系数法是解答本题的关键.
13.或
【分析】如图,由是以点N为直角顶点的等腰直角三角形,可得在以为直径的圆上,,可得是圆与直线的交点,当重合时,符合题意,可得,当N在的上方时,如图,过作轴于,延长交于,则,,证明,设,可得,,而,则,再解方程可得答案.
【详解】解:如图,∵是以点N为直角顶点的等腰直角三角形,
∴在以为直径的圆上,,
∴是圆与直线的交点,
当重合时,
∵,则,
∴,符合题意,
∴,
当N在的上方时,如图,过作轴于,延长交于,则,,
∴,
∵,,
∴,
∴,
∴,设,
∴,,
而,
∴,
解得:,则,
∴,
∴;
综上:或.
故答案为:或.
【点睛】本题考查的是坐标与图形,一次函数的性质,等腰直角三角形的判定与性质,全等三角形的判定与性质,圆周角定理的应用,本题属于填空题里面的压轴题,难度较大,清晰的分类讨论是解本题的关键.
14.
【分析】过点作轴,交直线于点,过点作轴于点,先求出,再根据等边三角形的性质、等腰三角形的判定可得,然后解直角三角形可得的长,即可得点的纵坐标,同样的方法分别求出点的纵坐标,最后归纳类推出一般规律,由此即可得.
【详解】解:如图,过点作轴,交直线于点,过点作轴于点,
,
,
当时,,即,
,
,
是等边三角形,
,
,
,
,即点的纵坐标为,
同理可得:点的纵坐标为,
点的纵坐标为,
点的纵坐标为,
归纳类推得:点的纵坐标为(为正整数),
则点的纵坐标为,
故答案为:.
【点睛】本题考查了点坐标的规律探索、等边三角形的性质、正比例函数的应用、解直角三角形等知识点,正确归纳类推出一般规律是解题关键.
15.1
【分析】根据一次函数解析式得出,,然后代入化简即可.
【详解】解:,
∴当时,,当时,,
∴,,
∴,
故答案为:1.
【点睛】题目主要考查一次函数与坐标轴的交点及求代数式的值,熟练掌握一次函数的性质是解题关键.
16.
【分析】过点作,且,证明,可得,当三点共线时,取得最小值,证明,即可求解.
【详解】如图,过点作,且,连接,如图1所示,
,
又,
,
,
,
当三点共线时,取得最小值,
此时如图2所示,
在等腰直角三角形中,,
,
,
,
,
,
,
,
,
设,
,
,
,
,,
,
,
即取得最小值时,CM的长为,
故答案为:.
【点睛】本题考查了等腰直角三角的性质,勾股定理,两点之间线段最短,转化线段是解题的关键.
17.
【分析】根据一次函数图像上点的坐标特征和等边三角形的性质及等腰三角形的三线合一性质,得出:点的横坐标为,点的横坐标为,点的横坐标为,点的横坐标为,找出规律即可求解.
【详解】解:过点作轴于点,点作轴交直线于点,
∵是等边三角形,,
∴,
∴,
∴点的横坐标为,即,
∵是等边三角形,轴,,
∴点的横坐标为,即,
∴,
∵是等边三角形,轴,
∴点的横坐标为,即,
∴,
∵是等边三角形,轴,
∴点的横坐标为,即,
以此类推,点的横坐标为,
∴当时,点的横坐标为.
故答案为:
【点睛】本题考查一次函数图像上点的坐标特征,等边三角形的性质,等腰三角形的三线合一性质.解题的关键是找出点的横坐标的变化规律.
18.
【分析】如图,设直线与x轴交于点C,求出点A、C的坐标,可得OA=2,OC=,然后解直角三角形求出∠ACO=30°,可得,,然后求出,,,…,进而可得,再求出即可.
【详解】解:如图,设直线与x轴交于点C,
在中,当x=0时,y=2;
当y=0时,即,解得:,
∴A(0,2),C(,0),
∴OA=2,OC=,
∴tan∠ACO=,
∴∠ACO=30°,
∵是等边三角形,
∴,
∴,
∴,
∴AC=,
∵AO⊥,
∴,
∴,
同理可得:,,…,
∴,
∴,
∴点的横坐标是,
故答案为:.
【点睛】本题考查了一次函数的图象和性质,等边三角形的性质,解直角三角形,等腰三角形的判定和性质等知识,通过解直角三角形求出∠ACO=30°是解题的关键.
19.2
【分析】先由直线与轴的夹角是45°,得出,,…都是等腰直角三角形,
,,,…,得出点的横坐标为1,得到当时,,点的坐标为,,点的横坐标,当时,,得出点的坐标为,以此类推,最后得出结果.
【详解】解:直线与轴的夹角是45°,
,,…都是等腰直角三角形,
,,,…
点的坐标为,点的横坐标为1,
当时,,点的坐标为,
,
点的横坐标,
当时,,
点的坐标为,
,……
以此类推,得,,,,……,,
,
的最小值为2.
【点睛】本题考查了此题考查一次函数图象上的点的坐标特征,探究以几何图形为背景的问题时,一是要破解几何图形之间的关系,二是实现线段长度和点的坐标的正确转换,三是观察分析所得数据并找出数据之间的规律.
20.2
【分析】根据一次函数解析式求出点的坐标,根据题意以及平行四边形的性质得出点的坐标,从而得出点的坐标,然后运用平行四边形面积计算公式计算即可.
【详解】解:当x=0时,y=2×0+4=4,
∴点B的坐标为(0,4),OB=4.
∵点D为OB的中点,
∴OD=OB=×4=2.
∵四边形OCDE为平行四边形,点C在x轴上,
∴DE∥x轴.
当y=2时,2x+4=2,
解得:x=﹣1,
∴点E的坐标为(﹣1,2),
∴DE=1,
∴OC=1,
∴▱OCDE的面积=OC•OD=1×2=2.
故答案为:2.
【点睛】本题考查了一次函数以及平行四边形的性质,根据题意得出图中各点的坐标是解本题的关键.
21.
【分析】根据题中条件,证明所有的直角三角形都相似且确定相似比,再具体算出前几个正方形的边长,然后再找规律得出第个正方形的边长.
【详解】解:点在直线上,点的横坐标为2,
点纵坐标为1.
分别过,作轴的垂线,分别交于,下图只显示一条;
,
类似证明可得,图上所有直角三角形都相似,有
,
不妨设第1个至第个正方形的边长分别用:来表示,通过计算得:
,
,
按照这个规律进行下去,则第n个正方形的边长为,
故答案是:.
【点睛】本题考查了三角形相似,解题的关键是:利用条件及三角形相似,先研究好前面几个正方形的边长,再从中去找计算第个正方形边长的方法与技巧.
22.
【分析】过P作PD⊥OC于D,先求出A,B 的坐标,得∠ABO=∠OAB=45°,再证明△PCB≌△OPA,从而求出BD=2,OD=4−2,进而即可求解.
【详解】如图所示,过P作PD⊥OC于D,
∵一次函数与坐标轴分别交于A,两点,
∴A(-4,0),B(0,4),即:OA=OB,
∴∠ABO=∠OAB=45°,
∴△BDP是等腰直角三角形,
∵∠PBC=∠CPO=∠OAP=45°,
∴∠PCB+∠BPC=135°=∠OPA+∠BPC,
∴∠PCB=∠OPA,
又∵PC=OP,
∴△PCB≌△OPA(AAS),
∴AO=BP=4,
∴Rt△BDP中,BD=PD=BP÷=2,
∴OD=OB−BD=4−2,
∴P(-2,4−2).
故答案是:P(-2,4−2).
【点睛】本题主要考查了一次函数图象上点的坐标特征以及等腰三角形的性质,结合等腰三角形的性质,判定全等三角形是解决问题的关键.
23.
【分析】由题意分别求出A1、A2、A3、A4……An、B1、B2、B3、B4……Bn、的坐标,根据规律进而可求解.
【详解】解:∵点在直线上,点的横坐标为1,过点作轴,垂足为,
∴,,∴A1B1=,
根据题意,OA2=1+=,
∴,,
同理,,,
,
……
由此规律,可得:,,
∴即,
故答案为:.
【点睛】本题考查一次函数的应用、正方形的性质、点的坐标规律,理解题意,结合图象和正方形的性质,探索点的坐标规律是解答的关键.
24..
【分析】根据题意,分别求出S1,S2,S3,然后找出规律,即可求出S2021的值.
【详解】解:根据题意,
∵A1(2,1),A2(3,2),A3(4,3),A4(5,4),…,An(n+1,n),
∴,
,
,
……
∴;
∴.
故答案为:.
【点睛】本题考查了一次函数的性质,图像的规律问题,解题的关键是熟练掌握所学的知识,正确的找出规律,得到.
25.(,0).
【分析】根据题目所给的解析式,求出对应的坐标,然后根据规律求出的坐标,最后根据题目要求求出最后答案即可.
【详解】解:如图,过点N作NM⊥x轴于M
将代入直线解析式中得
∴,45°
∵90°
∴
∵
∴
∴的坐标为(2,0)
同理可以求出的坐标为(4,0)
同理可以求出的坐标为(8,0)
同理可以求出的坐标为(,0)
∴的坐标为(,0)
故答案为:(,0).
【点睛】本题主要考查了直线与坐标轴之间的关系,解题的关键在于能够发现规律.
26.
【分析】计算出△AOB的各边,根据旋转的性质,求出OB1,B1B3,...,得出规律,求出OB21,再根据一次函数图像上的点求出点B21的纵坐标即可.
【详解】解:∵AB⊥y轴,点B(0,3),
∴OB=3,则点A的纵坐标为3,代入,
得:,得:x=-4,即A(-4,3),
∴OB=3,AB=4,OA==5,
由旋转可知:
OB=O1B1=O2B1=O2B2=…=3,OA=O1A=O2A1=…=5,AB=AB1=A1B1=A2B2=…=4,
∴OB1=OA+AB1=4+5=9,B1B3=3+4+5=12,
∴OB21=OB1+B1B21=9+(21-1)÷2×12=129,
设B21(a,),则OB21=,
解得:或(舍),
则,即点B21的纵坐标为,
故答案为:.
【点睛】本题考查了一次函数图象上点的坐标特征,旋转以及直角三角形的性质,求出△OAB的各边,计算出OB21的长度是解题的关键.
27.(1);
(2);
(3)存在,点Q的坐标是或.
【分析】(1)过点A作于H,解方程可得,然后解直角三角形求出、和的长,得到点A、D的坐标,再利用待定系数法求出解析式即可;
(2)首先证明是等边三角形,求出,然后分情况讨论:①当点N在上,即时,过点N作于P,②当点N在上,即时,过点N作于T,分别解直角三角形求出和,再利用三角形面积公式列式即可;
(3)分情况讨论:①当是直角边时,则,过点N作于K,首先求出,然后解直角三角形求出和,再利用平移的性质得出点Q的坐标;②当是对角线时,则,过点N作于L,证明,可得,然后解直角三角形求出,再利用平移的性质得出点Q的坐标.
【详解】(1)解:解方程得:,,
∴,
∵四边形是菱形,,
∴,,
∴,
∴,
过点A作于H,
∵,
∴,,
∴,
设直线的解析式为,
代入,得:,
解得:,
∴直线的解析式为;
(2)解:由(1)知在中,,,
∴,,
∵直线与 y轴交于点E,
∴,
∴,
∴是等边三角形,
∴,,
∴,
∴,
①当点N在上,即时,
由题意得:,,
过点N作于P,
则,
∴;
②当点N在上,即时,
由题意得:,,
过点N作于T,
则,
∴;
综上,;
(3)解:存在,分情况讨论:
①如图,当是直角边时,则,过点N作于K,
∵,,
∴,,
∴,
∴,
∴,,
∴将点N向左平移个单位长度,再向下平移个单位长度得到点C,
∴将点A向左平移个单位长度,再向下平移个单位长度得到点Q,
∵,
∴;
②如图,当是对角线时,则,过点N作于L,
∵,,
∴是等边三角形,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴将点C向右平移3个单位长度,再向上平移个单位长度得到点N,
∴将点A向右平移3个单位长度,再向上平移个单位长度得到点Q,
∵,
∴;
∴存在一点Q,使得以A,C,N,Q为顶点的四边形是矩形,点Q的坐标是或.
【点睛】本题考查了解一元二次方程,菱形的性质,解直角三角形,待定系数法的应用,等边三角形的判定和性质,含直角三角形的性质,二次函数的应用,矩形的判定和性质以及平移的性质等知识,灵活运用各知识点,作出合适的辅助线,熟练掌握数形结合思想与分类讨论思想的应用是解题的关键.
28.(1)
(2)
(3)或
(4)
【分析】(1)根据,点A位于y轴的正半轴即可得出答案;
(2)根据折叠性质和特殊角解三角形,先求出,,再过点D作,得出,解三角形即可求出,从而求出,
(3)将绕点B在平面内逆时针旋转,当点O、E、F三点共线时,有两种情况,当将绕点B在平面内逆时针旋转,可得点、F恰好落在x轴,,从而可得直线与x轴交点的坐标;当将绕点B在平面内逆时针旋转到上方时,可得,从而得出,,继而可求,再由即可求出交点坐标.
(4)由已知可证明,进而可得,由此可得,延长交于H点,可得,,然后由双勾股求出,进而求出点B坐标.
【详解】(1)解:∵,点A位于y轴的正半轴,
∴点A坐标为,
(2)∵,直线轴,,
∴,,
∵点C为的中点,
∴,
又∵,
∴,
由折叠可知:
∴,
如解(2)图,过点D作,
∴,
,
∴,即,
∴,
∴,
∴,
(3)解:∵,,
∴,
又∵为的中位线,
∴,,,
∴,
I.如图,将绕点B在平面内逆时针旋转,到如解(3)-1图所示位置时,
∴,直线轴,
∴
又∵,
∴四边形是矩形,
∴点、F恰好落在x轴,,
此时直线EB与x轴交点的坐标为,
II.如图,将绕点B在平面内逆时针旋转到点O、E、F三点共线时,,如解(3)-2图所示位置时,
延长交x轴于点K,
∵,,,
∴
∴,,
∴,
在中,,即:,
解得:,
∴,
∴,
∵直线轴,
∴直线轴,
∴,
∴在中,,
∴,
∴此时直线EB与x轴交点的坐标为,
综上所述:将绕点B在平面内逆时针旋转,当点O、E、F三点共线时,直线与x轴交点的坐标为或;
(4)直线轴,于点D,
∴,,
又∵平分交于点,即:,
∴,
又∵,
∴,
∴,
∵为的一条中线.
∴,即:,
∵,,
∴,
∴设,,的周长分别为,,.
∴,,
∵,
∴,
∴,
∴,
延长交于H点,如解(4)图,
∵,,,
∴
∴,,
∴,,
∵,,
∴
解得: (不合题意,舍去),,
故,
∴,
∴,
∴,
所以点B坐标为.
【点睛】本题考查全等三角形的判定与性质,等腰三角形的判定和性质、解三角形、相似三角形的判定和性质,难度较大,确定运动后线段之间的位置关系、正确作出辅助线是解题的关键.
29.(1)
(2)
(3)
【分析】(1)根据正方形的性质及直角三角形全等的判定及性质得出,再由题意得出,即可求解;
(2)过点A作轴,根据勾股定理及点的坐标得出,再由相似三角形的判定和性质求解即可;
(3)根据正方形的性质及四点共圆条件得出O、C、F、N四点共圆,再由圆周角定理及等腰直角三角形的判定和性质得出,,过点N作于点G,交于点Q,利用全等三角形及矩形的判定和性质得出,结合图形分别表示出,,得出,再由等腰直角三角形的性质即可求解.
【详解】(1)解:∵正方形,
∴,,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵交直线于点,
∴,
∴,
即;
(2)过点A作轴,如图所示:
∵,
∴,
∴,
∵正方形,
∴,,
∴,
∵,
∴,
∴即,
∴;
(3)∵正方形,
∴,
∵直线,
∴,
∴,
∴O、C、F、N四点共圆,
∴,
∴,
∴为等腰直角三角形,
∴,,
过点N作于点G,交于点Q,
∵,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴
∴,
∵,,
∴四边形为矩形,
∴,
∴,
,
∴,
∵,
∴为等腰直角三角形,
∴,
∴
【点睛】题目主要考查全等三角形、相似三角形及特殊四边形的判定和性质,四点共圆的性质,理解题意,作出辅助线,综合运用这些知识点是解题关键.
30.(1)的解析式为;的解析式为;
(2)①;②的解析式为,图象见解析;
(3)
【分析】(1)根据待定系数法即可求出的解析式,然后根据直线平移的规律:上加下减即可求出直线的解析式;
(2)①根据题意可得:点P按照甲方式移动m次后得到的点的坐标为,再得出点按照乙方式移动次后得到的点的横坐标和纵坐标,即得结果;
②由①的结果可得直线的解析式,进而可画出函数图象;
(3)先根据题意得出点A,B,C的坐标,然后利用待定系数法求出直线的解析式,再把点C的坐标代入整理即可得出结果.
【详解】(1)设的解析式为,把、代入,得
,解得:,
∴的解析式为;
将向上平移9个单位长度得到的直线的解析式为;
(2)①∵点P按照甲方式移动了m次,点P从原点O出发连续移动10次,
∴点P按照乙方式移动了次,
∴点P按照甲方式移动m次后得到的点的坐标为;
∴点按照乙方式移动次后得到的点的横坐标为,纵坐标为,
∴;
②由于,
∴直线的解析式为;
函数图象如图所示:
(3)∵点的横坐标依次为,且分别在直线上,
∴,
设直线的解析式为,
把A、B两点坐标代入,得
,解得:,
∴直线的解析式为,
∵A,B,C三点始终在一条直线上,
∴,
整理得:;
即a,b,c之间的关系式为:.
【点睛】本题是一次函数和平移综合题,主要考查了平移的性质和一次函数的相关知识,正确理解题意、熟练掌握平移的性质和待定系数法求一次函数的解析式是解题关键.
31.(1)C(0,6).
(2)y=x+6.
(3)P1(4,3),P2()P3(),P4().
【详解】试题分析:
(1)通过解方程x2﹣14x+48=0可以求得OC=6,OA=8.则C(0,6);
(2)设直线MN的解析式是y=kx+b(k≠0).把点A、C的坐标分别代入解析式,列出关于系数k、b的方程组,通过解方程组即可求得它们的值;
(3)需要分类讨论:PB为腰,PB为底两种情况下的点P的坐标.根据等腰三角形的性质、两点间的距离公式以及一次函数图象上点的坐标特征进行解答.
试题解析:
(1)解方程x2-14x+48=0得
x1=6,x2=8
∵OA,OC(OA>OC)的长分别是一元二次方程x2-14x+48=0的两个实数根
∴OC=6,OA=8
∴C(0,6)
(2)设直线MN的解析式是y=kx+b(k≠0)
由(1)知,OA=8,则A(8,0)
∵点A、C都在直线MN上
∴
解得,
∴直线MN的解析式为y=-x+6
(3)
∵A(8,0),C(0,6)
∴根据题意知B(8,6)
∵点P在直线MN y=-x+6上
∴设P(a,--a+6)
当以点P,B,C三点为顶点的三角形是等腰三角形时,需要分类讨论:
①当PC=PB时,点P是线段BC的中垂线与直线MN的交点,则P1(4,3);
②当PC=BC时,a2+(-a+6-6)2=64
解得,a=±,则P2(-,),P3(,)
③当PB=BC时,(a-8)2+(-a+6-6)2=64
解得,a=,则-a+6=-
∴P4(,)
综上所述,符合条件的点P有:P1(4,3),P2(-,),P3(,),P4(,-)
考点:一次函数综合题.
32.(1)是函数的“组合函数”
(2)①;②存在,见详解
【分析】(1)把m=3,n=1代入组合函数中,化简后进行判断即可;
(2)①先求出点P的坐标和“组合函数”,把代入“组合函数”,再根据题意,列不等式求解即可;②将点P代入“组合函数”,整理得m+n=1,把n=1-m代入“组合函数”,消去n,把y=0代入解一元一次方程即可求解.
【详解】(1)解:是函数的“组合函数”,
理由:由函数的“组合函数”为:,
把m=3,n=1代入上式,得,
函数是函数的“组合函数”;
(2)解:①解方程组得,
函数与的图像相交于点P,
点P的坐标为,
的“组合函数”为, ,
,点P在函数的“组合函数”图像的上方,
,整理,得,
,,
p的取值范围为;
②存在,理由如下:
函数的“组合函数”图像经过点P.
将点P的坐标代入“组合函数”,得
,
,
,
,,
将代入=,
把y=0代入,得
解得:,
设,则,
,
对于不等于1的任意实数p,存在“组合函数”图像与x轴交点Q的位置不变.
【点睛】本题考查了一次函数的图像和性质,一次函数与不等式的关系,一次函数与一元一次方程,正确理解“组合函数”的定义是解本题的关键.
33.(1)见解析
(2)
(3)2
【分析】(1)由条件可证得,根据相似三角形对应边成比例得,即;
(2)先根据函数关系式求出的长度,然后作出对应的图2,可证明,从而得到,设,,结合对应边成比例,得到,则,解方程得到,所以,,再由(1)的结论,可计算出.
【详解】(1)证明:已知射线绕点O顺时针旋转交射线于点E,
,
,
,
,
,
又,
,
;
(2)解:直线,当时,,
,
,
当时,,
,
,
,
如图2,,
,
,
,
,
设,,
,
,
,
,即,
,
,
,
,,
由(1)知:,
,
(3)解:如图3,由对称得:,
则动点F在以O为圆心,以为半径的半圆上运动,
当F在y轴上,此时在B的正上方,的值最小,如图4,
此时,即的最小值是2.
【点睛】本题考查了相似三角形的判定与性质、直角三角形、一次函数与坐标轴交点问题、轴对称图形特征、圆的性质、动点中的最短距离问题,熟练掌握相似三角形的性质与判定,采用数形结合,利用相似比列方程求线段长是解题关键.
34.(1)y=﹣x+9;
(2)①m;②m2;③或15﹣2.
【分析】(1)将点B(0,9),C(8,3)的坐标代入直线解析式,求解即可;
(2)①过点C作CF⊥C′D′,易得△CFC′∽△AOB,可用m表达CF和C′F的长度,进而可表达点C′,D′的坐标,由点C的坐标可得出直线OC的解析式,代入可得点E的坐标;
②根据题意可知,当0<m<时,点D′未到直线OC,利用三角形面积公式可得出本题结果;
③分情况讨论,分别求出当0<m<时,当<m<5时,当5<m<10时,当10<m<15时,S与m的关系式,分别令S=,建立方程,求出m即可.
【详解】(1)解:将点B(0,9),C(8,3)的坐标代入直线y=kx+b,
∴,
解得.
∴直线AB的函数表达式为:y=﹣x+9;
(2)①由(1)知直线AB的函数表达式为:y=﹣x+9,
令y=0,则x=12,
∴A(12,0),
∴OA=12,OB=9,
∴AB=15;
如图1,过点C作CF⊥C′D′于点F,
∴CF∥OA,
∴∠OAB=∠FCC′,
∵∠C′FC=∠BOA=90°,
∴△CFC′∽△AOB,
∴OB:OA:AB=C′F:CF:CC′=9:12:15,
∵CC′=m,
∴CF=m,C′F=m,
∴C′(8﹣m,3+m),A′(12﹣m,m),D′(8﹣m,m),
∵C(8,3),
∴直线OC的解析式为:y=x,
∴E(8﹣m,3﹣m).
∴C′E=3+m﹣(3﹣m)=m.
故答案为:m.
②当点D′落在直线OC上时,有m=(8﹣m),
解得m= ,
∴当0<m<时,点D′未到直线OC,
此时S=C′E•CF=•m•m=m2;
故答案为:m2.
③分情况讨论,
当0<m<时,由②可知,S=m2;
令S=m2= ,解得m=>(舍)或m=﹣(舍);
当≤m<5时,如图2,
设线段A′D′与直线OC交于点M,
∴M(m,m),
∴D′E=m﹣(3﹣m)=m﹣3,
D′M=m﹣(8﹣m)=m﹣8;
∴S=m2﹣•(m﹣3)•(m﹣8)
=﹣m2+m﹣12,
令﹣m2+m﹣12=;
整理得,3m2﹣30m+70=0,
解得m= 或m=>5(舍);
当5≤m<10时,如图3,
S=S△A′C′D′=×4×3=6≠,不符合题意;
当10≤m<15时,如图4,
此时A′B=15﹣m,
∴BN=(15﹣m),A′N=(15﹣m),
∴S=•(15﹣m)•(15﹣m)=(15﹣m)2,
令(15﹣m)2=,解得m=15+2>15(舍)或m=15﹣2.
故答案为:或15﹣2.
【点睛】本题属于一次函数综合题,涉及待定系数法求函数解析式、三角形的面积、相似三角形的性质与判定、一元二次方程、分类讨论思想等知识,根据△A′C′D′的运动,进行正确的分类讨论是解题关键.
35.(1)3
(2)①a-2b或b=2a,②OP=
(3)a>3+
【分析】(1)直接由“倾斜系数”定义求解即可;
(2)①由点的“倾斜系数”,由=2或=2求解即可;
②由a=2b或b=2a,又因a+b=3,求出a、b值,即可得点P坐标,从而由勾股定理可求解;
(3)当点P与点D重合时,且k=时,a有最小临界值,此时,=,则,求得a=+1;当点P与B点重合,且k=时,a有最大临界值,此时,,则,求得:a=3+;即可求得时,a的取值范围.
【详解】(1)解:由题意,得,,
∵3>,
∴点的“倾斜系数”k=3;
(2)解:①a=2b或b=2a,
∵点的“倾斜系数”,
当=2时,则a=2b;
当=2时,则b=2a,
∴a=2b或b=2a;
②∵的“倾斜系数”,
当=2时,则a=2b
∵,
∴2b+b=3,
∴b=1,
∴a=2,
∴P(2,1),
∴OP=;
当=2时,则b=2a,
∵,
∴a+2a=3,
∴a=1,
∴b=2,
∴P(1,2)
∴OP=;
综上,OP=;
(3)解:由题意知,当点P与点D重合时,且k=时,a有最小临界值,如图,连接OD,延长DA交x轴于E,
此时,=,
则,
解得:a=+1;
∵则;
当点P与B点重合,且k=时,a有最大临界值,如图,连接OB,延长CB交x轴于F,
此时,,
则,
解得:a=3+,
∵,则;
综上,若P的“倾斜系数”,则a>3+.
【点睛】本题考查新定义,正方形的性质,正比例函数性质,解题的关键是:(1)(2)问理解新定义,(3)问求临界值.
36.(1)
(2)①,理由见解析②5
【分析】(1)设直线AB的解析式为,把点,代入,即可求解;
(2)①根据题意得,点C(2,0),把点C(2,0)代入,即可求解;
②由①得:,可得,再根据题意找到线段AB上的整点,再逐一代入,即可求解.
【详解】(1)解:设直线AB的解析式为,
把点,代入得:
,解得:,
∴AB所在直线的解析式为;
(2)解: ,理由如下:
若有光点P弹出,则c=2,
∴点C(2,0),
把点C(2,0)代入得:
;
∴若有光点P弹出,m,n满足的数量关系为;
②由①得:,
∴,
∵点,,AB所在直线的解析式为,
∴线段AB上的其它整点为,
∵ 有光点P弹出,并击中线段AB上的整点,
∴直线CD过整数点,
∴当击中线段AB上的整点(-8,19)时,,即(不合题意,舍去),
当击中线段AB上的整点(-7,18)时,,即,
当击中线段AB上的整点(-6,17)时,17=(-6-2)m,即(不合题意,舍去),
当击中线段AB上的整点(-5,16)时,16=(-5-2)m,即(不合题意,舍去),
当击中线段AB上的整点(-4,15)时,15=(-4-2)m,即(不合题意,舍去),
当击中线段AB上的整点(-3,14)时,14=(-3-2)m,即(不合题意,舍去),
当击中线段AB上的整点(-2,13)时,13=(-2-2)m,即(不合题意,舍去),
当击中线段AB上的整点(-1,12)时,12=(-1-2)m,即m=-4,
当击中线段AB上的整点(0,11)时,11=(0-2)m,即(不合题意,舍去),
当击中线段AB上的整点(1,10)时,10=(1-2)m,即m=-10,
当击中线段AB上的整点(2,9)时,9=(2-2)m,不存在,
当击中线段AB上的整点(3,8)时,8=(3-2)m,即m=8,
当击中线段AB上的整点(4,7)时,7=(4-2)m,即(不合题意,舍去),
当击中线段AB上的整点(5,6)时,6=(5-2)m,即m=2,
当击中线段AB上的整点(6,5)时,5=(6-2)m,即(不合题意,舍去),
综上所述,此时整数m的个数为5个.
【点睛】本题主要考查了一次函数的图象和性质,熟练掌握一次函数的图象和性质,理解有光点P弹出,并击中线段AB上的整点,即直线CD过整数点是解题的关键.
37.(1)3;(2)直线与圆相交,
【分析】(1)直接利用公式计算即可;
(2)根据半径和点到直线的距离判断直线与圆的位置关系,再根据垂径定理求弦长.
【详解】解:(1)∵y=x+9可变形为x-y+9=0,则其中A=,B=-1,C=9,
由公式可得
∴点M到直线y=x+9的距离为3,
(2)由(1)可知:圆心到直线的距离d=3,圆的半径r=4,
∵d<r
∴直线与圆相交,
则弦长,
【点睛】本题考查了阅读理解和圆与直线的位置关系,垂径定理,解题关键是熟练运用公式求解和熟练运用圆的相关性质进行推理和计算.
38.(1);(2)四边形面积不存在最小值,存在最大值,最大值为(3)存在,;(4).
【分析】(1)做适当的辅助线,过M点作轴于G点.过A点作轴于D点,利用三角形相似的判定定理证明两个三角形相似,根据对应边成比例,从而可得答案;
(2)根据坐标先求解长度,再证明 再利用相似三角形的性质证明 证明四边形为平行四边形,再列面积函数关系式,利用二次函数的性质求解最大值即可;
(3)先判断存在,通过观察图形知,当直线l过的对角线交点时,总能平分其面积;再利用平行四边形的性质求解对角线的中点坐标,从而可得答案;
(4)当<时,证明,利用三角形相似,对应边成比例,求解时间 再利用等面积法求解点到直线的距离即可.当、时,MN与OB是重合的,不合题意,舍去.
【详解】解:(1)过M点作轴于G点.过A点作轴于D点.
则
四边形为矩形,
则
,
,
,
∴,即
∴
∴
(2)∵
∴四边形为平行四边形
∵,
<< (当或时,四边形不存在)
而,
当时,取最大值6
∴四边形面积不存在最小值,存在最大值,最大值为
(3)存在.理由如下:
连接 交于
由(2)得:四边形为平行四边形,
过的任意直线都平分的面积,
所以由中点坐标公式可得:,即l过点H,
∴
(4)如图,当<时,
∵
∴
∴,即,
∴,
经检验;是原方程的根,是增根,舍去,
此时:
如图,过作于
当和t=2时,即 MN与OB是重合的,不符合MN∥OB的前提,
∴、t=2不合题意.
综上,到的距离为.
【点睛】本题考查了平面图形中动点的综合性问题,涉及动点的轨迹,相似三角形的判定与性质,等腰三角形的定义与性质,矩形的判定与性质,图形与坐标,列二次函数的关系式,二次函数的性质,解题的关键是:灵活应用基础知识;注意知识的系统化.
39.(1)点;(2)直线MN的解析式为y=x+5;(3)存在E,F,P,Q为顶点的正方形,此时点Q的坐标分别为,,.
【分析】通过求解一元二次方程求出矩形的各边长,根据直角三角形中的边角关系求得M,N的坐标,进而求出MN的表达式;再根据正方形与全等的知识求出Q的坐标.
【详解】解:(1)由,得.
解得x1=4,x2=5.
∵OB<OA
∴OB=4,OA=5..
∵点A在第二象限,
∴点.
(2)∵tan∠AMN=1,
∴∠AMN=45°.
∵S△AMN=2,
∴AN=AM=2.
∴BM=1.
∴点.
∵AB=3,AC=OB=4,
∴.
∴点.
设直线MN的解析式为y=kx+b,
把点,,代入
得,解得.
∴直线MN的解析式为y=x+5.
(3)如图所示,
过点F作FQ3⊥y轴于点Q3,
过点P1作P1G⊥x轴,与FQ3交于点G.
点E的坐标为(0,5),
∵OA过原点,
∴OA的表达式为y=kx,
把点代入得.
列方程组,解得.
∴点,点.
.
情况一:以EF为正方形的边可做正方形或,
则,
.
P1的纵坐标为,
P1的横坐标为.
∴Q2的坐标为.
同理可得Q1的坐标为.
情况二:以EF为对角线在EF的左侧作正方形FQ3EP3,
FQ3=EQ3,且∠EFQ3=45°,
此时Q3的坐标为.
综上,当点Q的坐标分别为,,时,存在E,F,P,Q为顶点的正方形.
【点睛】本题综合考查了一次函数与一元二次方程、三角函数,四边形、全等三角形结合的应用,掌握这些性质是解题的关键.
40.(1)①见解析;②;(2)存在,,4,9,1
【分析】(1)①等腰三角形等角对等边,则,根据等角的余角相等和对顶角相等,得到,根据等角对等边,即可证明;
②添加辅助线,过点A作于点H,根据直线l的解析式和角的关系,分别求出线段AB、BC、OB、OC的长,则;
(2)分多钟情况进行讨论:①当点C在第二象限内,时;②当点C在第二象限内,时;③当点C在第四象限内,时.
【详解】解:(1)①证明:如图1,
∵,∴.
∴,∴.
而,
∴.
∵,∴.
∴,
∴.
②如图1,过点A作于点H.由题意可知,
在中,.设,.
∵,∴,解得.
∴.
∵,
∴,
∴
∴.
∵,
∴,
∴,
:
∴.
(2)过点A作于点H,则有.
①如图2,当点C在第二象限内,时,设
∵,∴.
又∵,
∴.
∵,
∴,
∴,
∴,∴,
∴,整理得,解得.
∴.
②如图3,当点C在第二象限内,时,延长交于点G,
则,∴.
又∵,
∴,
而,
∴,
∴
③当点C在第四象限内,时,与相交于点E,则有.
(a)如图4,点B在第三象限内.
在中,,∴
∴,
又∵,
∴,
而
∴,
∴
∴,
∴,
∴
(b)如图5,点B在第一象限内.
在中
∴,∴.
又∵,
∴
而,∴
∴
∴,
∴,
∴
综上所述,的长为,4,9,1.
【点睛】本题涉及到等腰三角形、等角的余角相等、利用切割法求四边形的面积和相似三角形等知识,综合性较强.在题中已知两个三角形相似时,要分情况考虑.
41.(1)
(2)①不存在,见解析;②,当时,的最大值为
【分析】(1)先由直线求出它与轴的交点的坐标,然后在中根据和勾股定理求出的长,得到点的坐标,将其代入求出的值;
(2)①当点与点重合时,,在上取一点,连接,通过计算证明或与重合,说明不与平行;②按点在上和点在上分类讨论,求出关于的函数关系式,再二次函数的性质求出的最大值.
【详解】(1)解:直线,当时,,
∴,
∴,
∵,且,
∴,
∵,
∴,
∴,
把代入得,,
∴.
(2)解:点的速度是每秒个单位长度,,则;点的速度是每秒个单位长度,,则;当,两点相遇时,它们都停止运动,则,解得,,即时,
∴①第一种情况:当时,点在上的位置设为,连接,如图所示,
∴,,
∵,,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
当时,与重合,
∴当时,不存在;
第二种情况:当时,如图所示,
,,,
∵,,
∴,
同理可证,
∴此时不存在,
综上所述,不存在;
②当时,如图所示,
∴,
∴,
∵,
∴随的增大而增大,
∴当t时,;
当时,如图所示,作轴,则,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵,且,,
∴当时,,
∵,
∴当时,的最大值为,
综上所述,,当时,的最大值为.
【点睛】此题重点考查一次函数的图像与性质、二次函数的性质、动点问题的求解等知识与方法,在解第(2)题和第(3)题时,应按的取值范围进行分类讨论,掌握以上知识,图形结合分析,分类讨论思想是解题的关键.
42.(1),5,0;(2)见解析;(3)①12;②或.
【分析】(1)代入点坐标即可得出值确定直线的解析式,进而求出点坐标即可;
(2)求出点坐标,根据,,即可证四边形是平行四边形;
(3)①作于,设出点的坐标,根据勾股定理计算出的长度,根据运动时间求出的长度即可确定的面积;
②根据对角线相等确定的长度,再根据、的位置分情况计算出值即可.
【详解】解:(1)直线经过点,
,
解得,
即直线的解析式为,
当时,,
,
(2)线段平行于轴,
点的纵坐标与点一样,
又点在直线上,
当时,,
即,
,
,
,
又,
四边形是平行四边形;
(3)①作于,
点在直线上,
设点的坐标为,
,,
由勾股定理,得,
即,
整理得或8(舍去),
,
,
当时,,
,
②,
当时,,
当时,,
当点,运动至四边形为矩形时,,
,
当时,,
解得,
当时,,
解得,
综上,当点,运动至四边形为矩形时的值为或.
【点睛】本题主要考查一次函数的性质,熟练掌握待定系数法求解析式,平行四边形的性质和矩形的性质是解题的关键.
43.(1)4,
(2)
【分析】(1)由时,P与O重合,得,时,P与B重合,得;
(2)设,由,即,得到,则;分两种情况:当时,设交于E,可得,得到,则;当时,求出直线AB解析式为,可得,由得,故.
【详解】(1)解:当时,P与O重合,此时,
当时,,P与B重合,
∴,,
∴的长为4,的面积为,
故答案为:4,;
(2)∵A在直线上,
∴,
设,
∴,即,
∴,
∴;
当时,设交于E,如图:
∵,,
∴是等腰直角三角形,
∴,
∴,
∴;
当时,如图:
设直线解析式为,把,代入得
,
解得,
∴直线解析式为,
当时,,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴;
综上所述,.
【点睛】本题考查动点问题的函数图象,涉及锐角三角函数,待定系数法,等腰直角三角形的判定和性质等知识,解题的关键是从函数图象中获取有用的信息.
44.(1),;
(2).
【分析】(1)利用待定系数法可求出函数解析式,由题意知点C的纵坐标为4,代入函数解析式求出点C的横坐标即可;
(2)根据函数图象得出当过点时满足题意,代入求出n的值即可.
【详解】(1)解:把点,代入得:,
解得:,
∴该函数的解析式为,
由题意知点C的纵坐标为4,
当时,
解得:,
∴;
(2)解:由(1)知:当时,,
因为当时,函数的值大于函数的值且小于4,
所以如图所示,当过点时满足题意,
代入得:,
解得:.
【点睛】本题考查了一次函数的图象和性质,待定系数法的应用,一次函数图象上点的坐标特征,利用数形结合的思想是解题的关键.
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