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专题14 一次函数中的动态问题训练(解析版)八年级数学下学期期末考试压轴题专练(人教版,尖子生专用)
展开专题14 一次函数中的动态问题训练
(时间:60分钟 总分:120) 班级 姓名 得分
解答题解题策略:(1)常见失分因素:①对题意缺乏正确的理解,应做到慢审题快做题;②公式记忆不牢,考前一定要熟悉公式、定理、性质等;③思维不严谨,不要忽视易错点;④解题步骤不规范,一定要按课本要求,否则会因不规范答题而失分,避免“对而不全”,如解概率题时,要给出适当的文字说明,不能只列几个式子或单纯的结论,表达不规范、字迹不工整等非智力因素会影响阅卷老师的“感情分”;⑤计算能力差导致失分多,会做的试题一定不能放过,不能一味求快,⑥轻易放弃试题,难题不会做时,可分解成小问题,分步解决,如最起码能将文字语言翻译成符号语言、设应用题未知数、设轨迹的动点坐标等,都能拿分。也许随着这些小步骤的罗列,还能悟出解题的灵感。
(2)何为“分段得分”:对于同一道题目,有的人理解的深,有的人理解的浅;有的人解决的多,有的人解决的少。为了区分这种情况,中考的阅卷评分办法是懂多少知识就给多少分。这种方法我们叫它“分段评分”,或者“踩点给分”——踩上知识点就得分,踩得多就多得分。与之对应的“分段得分”的基本精神是,会做的题目力求不失分,部分理解的题目力争多得分。对于会做的题目,要解决“会而不对,对而不全”这个老大难问题。有的考生拿到题目,明明会做,但最终答案却是错的——会而不对。有的考生答案虽然对,但中间有逻辑缺陷或概念错误,或缺少关键步骤——对而不全。因此,会做的题目要特别注意表达的准确、考虑的周密、书写的规范、语言的科学,防止被“分段扣分”。经验表明,对于考生会做的题目,阅卷老师则更注意找其中的合理成分,分段给点分,所以“做不出来的题目得一二分易,做得出来的题目得满分难”。
对绝大多数考生来说,更为重要的是如何从拿不下来的题目中分段得点分。我们说,有什么样的解题策略,就有什么样的得分策略。把你解题的真实过程原原本本写出来,就是“分段得分”的全部秘密。
①缺步解答:如果遇到一个很困难的问题,确实啃不动,一个聪明的解题策略是,将它们分解为一系列的步骤,或者是一个个小问题,先解决问题的一部分,能解决多少就解决多少,能演算几步就写几步,尚未成功不等于失败。特别是那些解题层次明显的题目,或者是已经程序化了的方法,每一步得分点的演算都可以得分,最后结论虽然未得出,但分数却已过半,这叫“大题拿小分”。
②跳步答题:解题过程卡在某一过渡环节上是常见的。这时,我们可以先承认中间结论,往后推,看能否得到结论。如果不能,说明这个途径不对,立即改变方向;如果能得出预期结论,就回过头来,集中力量攻克这一“卡壳处”。由于考试时间的限制,“卡壳处”的攻克如果来不及了,就可以把前面的写下来,再写出“证实某步之后,继续有……”一直做到底。也许,后来中间步骤又想出来,这时不要乱七八糟插上去,可补在后面。若题目有两问,第一问想不出来,可把第一问作为“已知”,先做第二问,这也是跳步解答。
③退步解答:“以退求进”是一个重要的解题策略。如果你不能解决所提出的问题,那么,你可以从一般退到特殊,从抽象退到具体,从复杂退到简单,从整体退到部分,从较强的结论退到较弱的结论。总之,退到一个你能够解决的问题。为了不产生“以偏概全”的误解,应开门见山写上“本题分几种情况”。这样,还会为寻找正确的、一般性的解法提供有意义的启发。
④辅助解答:一道题目的完整解答,既有主要的实质性的步骤,也有次要的辅助性的步骤。实质性的步骤未找到之前,找辅助性的步骤是明智之举。如:准确作图,把题目中的条件翻译成数学表达式,设应用题的未知数等。答卷中要做到稳扎稳打,字字有据,步步准确,尽量一次成功,提高成功率。试题做完后要认真做好解后检查,看是否有空题,答卷是否准确,所写字母与题中图形上的是否一致,格式是否规范,尤其是要审查字母、符号是否抄错,在确信万无一失后方可交卷。
一、解答题
1.如图1所示,直线l:y=k(x﹣1)(k>0)与x轴正半轴,y轴负半轴分别交于A,B两点.
(1)当OA=OB时,求点A坐标及直线l的函数表达式;
(2)在(1)的条件下,如图2所示,设C为线段AB延长线上一点,作直线OC,过AB两点分别作AD⊥OC于点D.BE⊥OC于点E.若AD=,求BE的长;
(3)如图3所示,当k取不同的值时,点B在y轴负半轴上运动,分别以OB、AB为边,点B为直角顶点在第三象限.第四象限内分别作等腰直角△OBG和等腰直角△ABF,连接FG交y轴于点H.
①连接AH,直接写出△ABH的面积是 ;
②动点F始终在一条直线上运动,则该直线的函数表达式是 .
【答案】(1)点A的坐标为(1,0);直线l的函数表达式为y=x﹣1;(2);(3)①;②y=-x-1
【分析】
(1)分别表示出点A和点B的坐标,然后根据OA=OB即可求出k的值,从而求出结论;
(2)利用勾股定理即可求出OD,利用AAS证出△OBE≌△AOD,根据全等三角形的性质即可求出结论;
(3)①过点F作FE⊥y轴于E,利用AAS证出△OAB≌△EBF,可得BE=OA=1,EF=OB,然后利用AAS证出△FEH≌△GBH,即可求出BH,从而求出结论;
②用含k的式子表示出点F的坐标,从而得出结论.
【详解】
解:(1)当x=0时,解得y=-k;当y=0时,解得x=1
∴点B的坐标为(0,-k),点A的坐标为(1,0)
∴OA=1,OB=k
∵OA=OB
∴k=1
∴直线l的函数表达式为y=x﹣1;
(2)在Rt△OAD中,AD=,OA=1
∴OD=
∵∠OEB=∠ADO=∠AOB=90°
∴∠BOE+∠OBE=90°,∠BOE+∠AOD=90°
∴∠OBE=∠AOD
∵OB=OA
∴△OBE≌△AOD
∴BE=OD=;
(3)①过点F作FE⊥y轴于E,
∵△ABF和△OBG都是等腰直角三角形
∴AB=BF,OB=OG,∠ABF=∠OBG=90°,
∵∠AOB=∠BEF=90°
∴∠OAB+∠OBA=90°,∠EBF+∠OBA=90°
∴∠OAB=∠EBF
∴△OAB≌△EBF
∴BE=OA=1,EF=OB
∴EF=BG
∵∠FEH=∠GBH=90°,∠EHF=∠BHG
∴△FEH≌△GBH
∴BH=EH=BE=
∴△ABH的面积是BH·OA=;
②∵点B的坐标为(0,-k),点A的坐标为(1,0),OA=1,OB=k
∴EF=OB=k,OE=OB+BE=k+1
∴点F的坐标为(k,-k-1),令x=k,y=-k-1
则y=-x-1
∴点F始终在一条直线上运动,则该直线的函数表达式是y=-x-1.
【点睛】
此题考查的是一次函数与几何图形的综合大题,掌握求一次函数与坐标轴的交点坐标、全等三角形的判定及性质和等腰直角三角形的性质是解题关键.
2.如图1,直线y=2x+b过点A(﹣1,﹣4)和B(m,8),它与y轴交于点G,点P是线段AB上的一个动点.
(1)求出b的值,并直接写出m= ,点G的坐标为 ;
(2)点P关于坐标轴对称的点Q落在直线y=﹣x﹣上,求点P的坐标;
(3)过点P作y轴的平行线PE,过点G作x轴的平行线GE,它们相交于点E.
①如图2,将△PGE沿直线PG翻折,当点E的对应点E′落在x轴上时,求点P的坐标;
②在点P从A运动到点B的过程中,点E′也随之运动,直接写出点E′的运动路径长为 .
【答案】(1)b=-2,m=5,G(0,-2);(2)或;(3)①;②6.
【分析】
(1)把点A(﹣1,﹣4)代入直线y=2x+b即可求出b=-2,再把点B(m,8)代入y=2x-2即可求出m,把x=0,代入解析式即可求出点G坐标;
(2)设点P坐标为(p,2p-2),分点P与Q关于y轴对称,点P与Q关于x轴对称两种情况分别表示出点Q坐标,代入直线入y=﹣x﹣求出p,即可分别求出点P坐标;
(3))①设直线AB与x轴交于点M,根据对称与平行的性质证明E'M=E'G,设GE=GE'= E'M=m,
根据勾股定理构造方程,求出m,即可求出点P坐标;②根据点E的位置求出点E的运动路径为6,根据对称的性质即可确定点E′的运动路径长也为6.
【详解】
解:(1)把点A(﹣1,﹣4)代入直线y=2x+b得
-2+b=-4,
解得 b=-2,
所以直线解析式为y=2x-2,
把点B(m,8)代入y=2x-2得
2m-2=8,
解得m=5,
令x=0,则y=-2,
∴点G坐标为(0,-2)
故答案为:b=-2,m=5,G((0,-2));
(2)∵点P在直线AB上,
∴设点P坐标为(p,2p-2).
当点P与Q关于y轴对称时,则点Q坐标为(-p,2p-2),代入y=﹣x﹣得
,
解得 ,
此时2p-2=,
∴P1坐标为,
当点P与Q关于x轴对称时,则点Q坐标为(p,-2p+2),代入y=﹣x﹣得
,
解得 ,
则2p-2=,
∴P2坐标为,
∴点P的坐标为或;
(3)①如图2,设直线AB与x轴交于点M,
则2x-2=0,
∴x=1,
∴点M坐标为(1,0),
∵GE∥x轴,
∴∠EGM=∠E'MG,
∵△PGE沿直线PG翻折得到△△PGE'
∴∠EGM=∠E'GM,
∴∠E'MG=∠E'GM,
∴E'M=E'G,
设GE=GE'= E'M=m,
在Rt△GE'O中,,
解得 ,
∴点P横坐标为
把x=代入y=2x-2得y=3,
∴点P坐标为;
②由题意得,当点P位于点A时,点E的横坐标为-1,当点P运动点B时,点E横坐标为5,
∴P从A运动到点B的过程中,点E的运动路径长为6,
∵点E′与点E关于直线AB对称,
∴P从A运动到点B的过程中,点E′的运动路径长也为6.
故答案为为:6
【点睛】
本题考查了一次函数的图象与性质,轴对称的性质,等腰三角形的判定,勾股定理等知识,综合性较强,理解函数图象上点的特点,轴对称的性质等腰三角形的判定,勾股定理等知识是解题关键.
3.如图,已知一次函数y=﹣x+8的图象与x轴、y轴分别相交于点A、B,与一次函数y=x的图象相交于点C.
(1)求点C坐标.
(2)若点Q在直线AB上,且△OCQ的面积等于12,请求出点Q的坐标.
(3)小明在探究中发现:若P为x轴上一动点,将线段PC绕点P按顺时针方向旋转90°得线段PC',在点P的运动过程中,点C′始终在某一直线上运动.请直接写出该直线所对应的函数关系式: .
【答案】(1)点C的坐标为(4,3);(2)Q点的坐标为(1,)或(7,﹣);(3)y=x﹣7.
【分析】
(1)解析式联立,解方程组即可求得C的坐标;
(2)求得A、B点的坐标,分两种情况讨论求得即可;
(3)设P的坐标为(m,0),作CM⊥x轴于M,C′N⊥x轴于N,通过证得△PCM≌△C′PN(AAS),求得C′(3+m,m-4),即可得出结论.
【详解】
(1)由方程组得,
∴点C的坐标为(4,3);
(2)∵一次函数的图象与x轴、y轴分别相交于点A、B,
∴A(,0),B(0,8),
∵点Q在直线AB上,
∴设Q(x,),
当Q点在C的上方时,S△OCQ=S△OBC﹣S△OBQ=12,
∴×8×4﹣=12,解得,x=1,
∴此时Q的坐标为(1,);
当Q点在线段AC上时,
S△OAC=××3=9.6<12,不存在,舍去;
当Q点在A的下方时,S△OCQ=S△OAC+S△OAQ=12,
∴××3+=12,解得,x=7,
∴此时Q的坐标为(7,﹣),
故Q点的坐标为(1,)或(7,﹣);
(3)设P的坐标为(m,0),作CM⊥x轴于M,C′N⊥x轴于N,
∵C(4,3),
∴OM=4,CM=3,
∴PM=,
∵∠CPM+∠C′PN=90°=∠CPM+∠PCM,
∴∠C′PN=∠PCM,
在△PCM和△C′PN中,
,
∴△PCM≌△C′PN(AAS),
∴PN=CM=3,C′N=PM=4﹣m,
∴ON=3+m,
∴C′(3+m,m﹣4),
∴点C′始终在直线上y=x﹣7运动,
故答案为:y=x﹣7.
【点睛】
本题考查了两条直线相交问题,一次函数图像上点的坐标特征,三角形的面积,解题的关键:(1)解由解析式联立构成的方程组;(2)分类讨论;(3)表示出C′的坐标.
4.如图,在平面直角坐标系中,A(0,4)、B(6,0)为坐标轴上的点,点C为线段AB的中点,过点C作DC⊥x轴,垂足为D,点E为y轴负半轴上一点,连结CE交x轴于点F,且CF=FE.
(1)直接写出E点的坐标;
(2)过点B作BG∥CE,交y轴于点G,交直线CD于点H,求四边形ECBG的面积;
(3)直线CD上是否存在点Q使得∠ABQ=45°,若存在,请求出点Q的坐标,若不存在,请说明理由.
【答案】(1)E(0,﹣2);(2)27;(3)存在,点Q的坐标为(3,15)或(3,﹣).
【分析】
(1)证明△CDF≌△EOF(AAS),由全等三角形的性质得出CD=OE,由中位线定理求出CD=2,则可得出答案;
(2)过出直线CE的解析式,可求出直线BG的解析式,则求出AG=12,由S四边形ECBG=S△ABG﹣S△ACE可求出答案;
(3)分点Q在x轴的上方或点Q在x轴下方两种情况画出图形,由等腰直角三角形的性质和全等三角形的性质可求出答案.
【详解】
解:(1)∵CD⊥x轴,
∴∠CDF=90°=∠EOF,
又∵∠CFD=∠EFO,CF=EF,
∴△CDF≌△EOF(AAS),
∴CD=OE,
又∵A(0,4),B(6,0),
∴OA=4,OB=6,
∵点C为AB的中点,CD∥y轴,
∴CDOA=2,
∴OE=2,
∴E(0,﹣2);
(2)设直线CE的解析式为y=kx+b,
∵C为AB的中点,A(0,4),B(6,0),
∴C(3,2),
∴,
解得,
∴直线CE的解析式为yx﹣2,
∵BG∥CE,
∴设直线BG的解析式为yx+m,
∴6+m=0,
∴m=﹣8,
∴G点的坐标为(0,﹣8),
∴AG=12,
∴S四边形ECBG=S△ABG﹣S△ACE
AE×OD
6×3
=27.
(3)直线CD上存在点Q使得∠ABQ=45°,分两种情况:
如图1,当点Q在x轴的上方时,∠ABQ=45°,
过点A作AM⊥AB,交BQ于点M,过点M作MH⊥y轴于点H,
则△ABM为等腰直角三角形,
∴AM=AB,
∵∠HAM+∠OAB=∠OAB+∠ABO=90°,
∴∠HAM=∠ABO,
∵∠AHM=∠AOB=90°,
∴△AMH≌△BAO(AAS),
∴MH=AO=4,AH=BO=6,
∴OH=AH+OA=6+4=10,
∴M(4,10),
∵B(6,0),
∴直线BM的解析式为y=﹣5x+30,
∵C(3,2),CD∥y轴,
∴C点的横坐标为3,
∴y=﹣5×3+30=15,
∴Q(3,15).
如图2,当点Q在x轴下方时,∠ABQ=45°,
过点A作AN⊥AB,交BQ于点N,过点N作NG⊥y轴于点G,
同理可得△ANG≌△BAO,
∴NG=AO=4,AG=OB=6,
∴N(﹣4,﹣2),
∴直线BN的解析式为yx,
∴Q(3,).
综上所述,点Q的坐标为(3,15)或(3,).
【点睛】
本题是综合题,考查了等腰直角三角形的判定与性质,全等三角形的判定与性质,一次函数解析式的求法,四边形的面积,坐标与图形的性质,熟练掌握全等三角形的判定与性质是解题的关键.
5.如图①,直线AB与x轴负半轴、y轴正半轴分别交于A、B两点.OA、OB的长度分别为m和n,且满足m2+n2=2mn.
(1)判断△AOB的形状.
(2)如图②,正比例函数y=kx(k<0)的图象与直线AB交于点Q,过A、B两点分别作AM⊥OQ于M,BN⊥OQ于N,若AM=13,MN=6,求BN的长.
(3)如图③,E为线段AB上一动点,以AE为斜边作等腰直角△ADE,P为BE的中点,连接PD、PO.试问:线段PD、PO是否存在某种确定的数量关系和位置关系?写出你的结论并证明.
【答案】(1)△AOB是等腰直角三角形,理由見解析;(2)BN=7;(3)PO=PD,PO⊥PD
【分析】
(1)把m2+n2=2mn变形后,因式分解,得到m=n即可判断;
(2)证△MAO≌△NOB,利用线段和差可求;
(3)延长DP到点C,使PC=DP,连接CB、OD、OC,证△DOC为等腰直角三角形,根据三线合一可得结论.
【详解】
解:(1)△AOB是等腰直角三角形,
理由:
∵m2+n2=2mn,
∴m2+n2﹣2mn=0,
∴(m﹣n)2=0,
∴m=n,即OA=OB,
∵∠AOB=90°,
∴△AOB为等腰直角三角形;
(2)∵AM⊥ON,BN⊥ON,
∴∠AMO=∠BNO=90°,
∴∠MOA+∠MAO=90°,
∵∠MOA+∠NOB=90°,
∴∠MAO=∠NOB,
在△MAO和△NOB中,
,
∴△MAO≌△NOB(AAS),
∴OM=BN,AM=ON=13,
∵MN=ON﹣OM,MN=6,
∴6=13﹣OM,
∴OM=7,
∴BN=7;
(3)PO=PD且PO⊥PD,
如图3,延长DP到点C,使PC=DP,连接CB、OD、OC,
在△DEP和△CBP,
,
∴△DEP≌△CBP(SAS),
∴CB=DE=DA,∠DEP=∠CBP=135°,
则∠CBO=∠CBP﹣∠ABO=135°﹣45°=90°,
又∵∠BAO=45°,∠DAE=45°,
∴∠DAO=90°,
在△OAD和△OBC,
,
∴△OAD≌△OBC(SAS),
∴OD=OC,∠AOD=∠COB,
∴∠DOC=∠AOB=90°,
∴△DOC为等腰直角三角形,
∵PC=DP,
∴PO=PD,PO⊥PD.
【点睛】
本题考查了一次函数和全等三角形的综合,解题关键是恰当的作辅助线,通过全等求线段长或线段的关系.
6.如图1,已知直线l1:y=kx+b与直线l2:y=x交于点M,直线l1与坐标轴分别交于A,C两点,且点A坐标为(0,7),点C坐标为(7,0).
(1)求直线l1的函数表达式;
(2)在直线l2上是否存在点D,使△ADM的面积等于△AOM面积的2倍,若存在,请求出点D的坐标,若不存在,请说明理由;
(3)若点P是线段OM上的一动点(不与端点重合),过点P作PB∥x轴交CM于点B,设点P的纵坐标为m,以点P为直角顶点作等腰直角△PBF(点F在直线PB下方),设△PBF与△MOC重叠部分的面积为S,求S与m之间的函数关系式,并写出相应m的取值范围.
【答案】(1)y=﹣x+7;(2)存在,D(9,12)或(﹣3,﹣4);(3)当0<m<时,;当≤m<4时,
【分析】
(1)将点A,C坐标代入直线y=kx+b中,求解,即可得出结论;
(2)先求出点M的坐标,再分点D在射线OM和射线MO上,利用面积的关系求出OD,即可得出结论;
(3)先表示出PF=PB=7﹣m,再分两种情况,利用面积公式,即可得出结论.
【详解】
解:(1)∵直线l1:y=kx+b与坐标轴分别交于A(0,7),C(7,0),
∴,解得,
∴直线l1的函数表达式为:y=﹣x+7;
(2)联立方程组,解得,,
∴M(3,4),
如图1,过点M作ME⊥x轴于E,
∴OE=3,ME=4,根据勾股定理得,OM=5,
设D(3n,4n),
①当点D在射线OM上时,△ADM的面积等于△AOM面积的2倍,
∴DM=2OM=10,
∴OD=15,
∴(3n)2+(4n)2=152,
∴n=3或n=﹣3,
由于点D在第一象限内,
∴n=3,
∴D(9,12);
②当点D在射线MO上时,△ADM的面积等于△AOM面积的2倍,
∴DM=2OM,
∴OM=OD=5,
∴(3n)2+(4n)2=52,
∴n=1或n=﹣1,
由于点D在第三象限内,
∴n=﹣1,
∴D(﹣3,﹣4),
即点D(9,12)或(﹣3,﹣4);
(3)∵点P的纵坐标为m,
∴P(m,m),
∵PB∥x轴,
∴B(7﹣m,m),
∴PB=7﹣m﹣m=7﹣m,
∵以点P为直角顶点作等腰直角△PBF,
∴PF=PB=7﹣m,
当7﹣m=m时,m=;
①当0<m<时,如图2,记PF与x轴相交于G,BF与x轴相交于H,
∴PG=m,
FG=PF﹣PG=7﹣m﹣m=7﹣m,
∵△PBF是等腰直角三角形,
∴∠F=∠PBF=45°,
∵PB∥x轴,
∴∠GHF=45°=∠F,
∴FG=HG,
∴S=S△PBF﹣S△FGH=PB2﹣FG2
=[(7﹣m)2﹣(7﹣m)2]
=﹣m2+7m;
②当≤m<4时,如图3,
S=S△PBF=PB2=(7﹣m)2=m2﹣m+
【点睛】
此题是一次函数综合题,主要考查了待定系数法,三角形的面积公式,等腰直角三角形的性质,用分类讨论的思想解决问题是解本题的关键.
7.如图,已知直线与轴交于A(-3,0)、与轴交于B点,
且经过(1,8),在轴上有一点C(0,3),动点D从点A以每秒1个单位的速度沿
轴向右移动,设动点D的移动时间为秒.
(1)求、的值;
(2)当为何值时△COD≌△AOB,并求此时点D的坐标;
(3)求△COD的面积S与动点D的移动时间之间的函数关系式.
【答案】(1)k=2,b=6;(2)t=9,D点坐标为(6,0);(3)
【分析】
(1)用待定系数法求解析式即可;
(2)求出B点坐标,根据OB=OD,求出t值及D点坐标;
(3)当D点在原点左侧和右侧分类讨论,根据OC=3,高为OD长,求面积即可.
【详解】
解:把代入得,
,
解得,,
(2)由(1)得,直线AB解析式为:,
当x=0时,y=6,B点坐标为(0,6),
∴OB=6,
当OD=OB=6时,△COD≌△AOB,
AD=OA+OB=9,
∴t=9,此时D点坐标为(6,0);
(3)∵C点坐标为(0,3),
∴OC=3,
当0≤t<3时,OA=3,AD=t ,
∴OD=3-t,
S= ,
当t≥3时,OD=t-3,
S= ,
.
【点睛】
本题考查了一次函数的综合问题,包括待定系数法、全等三角形、动点函数等,解题关键是准确理解题意,熟练运用相关知识解决问题,注意:动点问题的分类讨论.
8.平面直角坐标系中,点的坐标为,点的坐标为,且,,满足,,点为轴上一动点,作直线.
(1)如图1,求点、的坐标;
(2)如图2,当时,作,垂足为,在上截取,连,,求的度数;
(3)如图3,将直线绕点逆时针旋转交轴于点,过点作交直线于点,设点,求证:在点运动的过程中,点的横坐标为定值.
【答案】(1);(2);(3) 证明见解析.
【分析】
(1)由,可得:可求解的值,从而可得的坐标,由,可得 解方程可得的坐标;
(2)分三种情况讨论,当时,如图,可得重合,再利用等腰直角三角形的性质可得;当<<, 如图,过作交于 过作轴于 连接 先证明再证明 可得 证明 再利用等腰直角三角形的性质可得;当时,则 如图,证明三点共线,再证明重合, 再利用等腰直角三角形的性质可得;
(3)如图,过作轴于 证明 可得 从而可得,再求解直线为把代入可得: 把代入可得: 可得 从而可得答案.
【详解】
解:(1) ,
且
,
(2) ,
当时,
轴,
重合,
当<<,如图,
如图,过作交于 过作轴于 连接
当时,则 如图,设直线为
直线为
当时,
在直线上,
此时三点重合,
由
可得
综上:当时,
(3)如图,过作轴于
由题意可得:
即,
由 设直线为
所以直线为
把代入可得:
把代入可得:
或
当 点不符合题意,舍去,
为定值.
【点睛】
本题考查的是非负数的性质,同底数幂的除法,因式分解的应用,角的动态定义,等腰直角三角形的判定与性质,全等三角形的判定与性质,坐标与图形,利用待定系数法求解一次函数的解析式,一次函数的性质,掌握以上知识是解题的关键.
9.如图①,在矩形OACB中,点A、B分别在x轴、y轴正半轴上,点C在第一象限,OA=8,OB=6.
(1)请直接写出点C的坐标;
(2)如图②,点F在BC上,连接AF,把ACF沿着AF折叠,点C刚好与线段AB上一点重合,求线段CF的长度;
(3)如图③,动点P(x,y)在第一象限,且y=2x﹣6,点D在线段AC上,是否存在直角顶点为P的等腰直角BDP,若存在,请求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)C(8,6);(2)CF=3;(3)存在,P(4,2)或(,)
【分析】
(1)由矩形的性质可得BC=OA=8,AC=OB=6,AC∥OB,BC∥OA,即可求解;
(2)由折叠的性质的可得AC=AC'=6,CF=C'F,∠C=∠AC'F=60°,由勾股定理可求CF的长;
(3)分两种情况讨论,利用全等三角形的性质可求PF=BE,EP=DF,即可求解.
【详解】
解:(1)∵四边形OACB是矩形,
∴BC=OA=8,AC=OB=6,AC∥OB,BC∥OA,
∴点C的坐标(8,6);
(2)∵BC=8,AC=6,
∴AB===10,
∵把△ACF沿着AF折叠,点C刚好与线段AB上一点C'重合,
∴AC=AC'=6,CF=C'F,∠C=∠AC'F=60°,
∴BC'=AB﹣AC'=4,
∵BF2=C'F2+C'B2,
∴(8﹣CF)2=CF2+16,
∴CF=3;
(3)设点P(a,2a﹣6),
当点P在BC下方时,如图③,过点P作EF∥BC,交y轴于E,交AC于F,
∵△BPD是等腰直角三角形,
∴BP=PD,∠BPD=90°,
∴EF∥BC,
∴∠BEP=∠BOA=90°,∠PFD=∠CAO=90°,
∴∠BPE+∠DPF=∠DPF+∠PDF,
∴∠BPE=∠PDF,
∴△BPE≌△PDF(AAS),
∴PF=BE=6﹣(2a﹣6)=12﹣2a,EP=DF,
∵EF=EP+PF=a+12﹣2a=8,
∴a=4,
∴点P(4,2);
当点P在BC的上方时,如图④,过点P作EF∥BC,交y轴于E,交AC的延长线于F,
同理可证△BPE≌△PDF,
∴BE=PF=2a﹣6﹣6=2a﹣12,
∵EF=EP+PF=a+2a﹣12=8,
∴a=,
∴点P(,),
综上所述:点P坐标为(4,2)或(,).
【点睛】
本题考查了一次函数的性质,全等三角形的判定和性质,矩形的性质,折叠的性质,勾股定理等知识,利用分类讨论思想解决问题是本题的关键.
10.如图,已知在平面直角坐标系中,等腰的边在y轴的正半轴上,且,点C在第一象限,过点的直线经过点C.
(1)求点C的坐标及直线的解析式.
(2)点E为直线上的动点,若的面积等于面积的一半,求点E的坐标.
(3)点F为y轴上的动点,若,求点F的坐标.
【答案】(1),;(2)或;(3)点F坐标为,.
【分析】
(1)直接利用待定系数法求解直线的解析式,然后根据点的坐标特点求得点的坐标;
(2)设点的横坐标为,根据题意可知的面积,的面积,根据的面积等于面积的一半,即可求得的值;
(3)由已知条件可知,可以分为点F在点D下方和上方两种情况讨论,点F在点D下方时,过点A作交直线于点H,过点H作轴于点G,过点C作轴于点M,根据角度相等可证明,进而可以证明,则,,即可得到的坐标,通过待定系数法即可得到直线的解析式,即可得到F的坐标,因为轴,所以另一个点F关于对称,即可求得.
【详解】
(1)设直线:,
把代入,得,
,
∴,,
∴,
设点C的坐标为,代入,
解得,,
∴点;
(2)三角形的面积:,
设点的横坐标为,
∴三角形的面积:,
∴ ,
∴,
∴点E的横坐标为,
①当时,,
②当时,,
∴点E的坐标为或;
(3)①当点F在点D下方时,
是等腰直角三角形,
∴,
∵,
∴,
过点A作交直线于点H,
过点H作轴于点G,过点C作轴于点M,
∴,
∴,,,
∴,,
∴,
∴,,
得:点H的坐标为,
把H,C(4,4)代入到得,
解得:
∴直线的解析式为:,
将,代入到解析式中,得,
∴点坐标为,
②当点F在点D上方时,
设点F在点D上方时,为,
∵轴,
∴此时点与①中所求的点关于对称,
∵C(4,4),D(0,4),,
∴点的坐标为,
∴点F坐标为,.
【点睛】
本题考查了待定系数法求一次函数解析式、等腰直角三角形的性质、三角形的面积、三角形全等等知识,解题的关键是正确的作出辅助线,正确找出点F,并分情况进行讨论.
11.如图,在平面直角坐标系中,直线交坐标轴于两点,过:x轴正半轴上一点作直线交轴正半轴于点,且.
(1)求出直线对应的函数表达式;
(2)点是线段上一动点(不与点重合),交于点,连接.判断的形状,并说明理由;
(3)若为直线上的点,为轴上的点,请问:直线上是否存在点,使得是以为直角顶点的等腰直角三角形,若存在,请求出此时点的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1);(2)等腰直角三角形;见解析;(3)存在,或
【分析】
(1)先求出点OA、OB的长,在根据,求出点C、D坐标,再利用待定系数法求CD解析式即可;
(2)根据角的等量代换,可得,可证,即可得到,即可得到为等腰直角三角形;
(3)先求出点E的坐标,当点在点下方时,如详解图:连接,过点作交的延长线于点,根据一线三等角模型证,可得Q点的纵坐标,进而可求Q点坐标;当点在点上方时,如详解图:过点作轴,过点作于点,过点作交的延长线于点,根据一线三等角模型证,可得Q点的纵坐标,进而可求Q点坐标;
【详解】
(1)把代入得:
把代入得:,
设直线对应的函数表达式为:
把代入得:,
解得:
直线对应的函数表达式为:
是等腰直角三角形.理由如下:
又
即
即
在与中,
又
是等腰直角三角形
(3)直线上存在点,使得是以为直角顶点的等腰三角形.
在直线上,代入得:
当点在点下方时,如图一所示连接,过点作交的延长线于点
轴且点的纵坐标为
是以为直角顶点的等腰三角形
在与中,
点的纵坐标为
把代入中得:
当点在点上方时,如图二所示点作轴,过点作于点,过点作交的延长线于点.
则
点的橫坐标为,
则
是以为直角顶点的等腰三角形
在与中,
点的纵坐标为
点的纵坐标为
把代入中得:
综上所述,直线上存在点,使得是以为直角顶点的等腰三角形.且或.
【点睛】
本题主要考查了待定系数法求函数解析式,等腰直角三角形的判定和性质,全等三角形的判定和性质,属于一次函数的综合题,准确作出辅助线是解题关键,
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