初中数学第六章 一次函数综合与测试课堂检测
展开2020-2021学年八年级数学上册尖子生同步培优题典【苏科版】
专题6.9一次函数综合问题
姓名:__________________ 班级:______________ 得分:_________________
注意事项:
本试卷满分100分,试题共24题,其中选择10 、填空8道、解答6道.答卷前,考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、班级等信息填写在试卷规定的位置.
一、选择题(本大题共10小题,每小题3分,共30分)在每小题所给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.
1.(2020春•海陵区期末)在平面直角坐标系xOy中,已知点A(0,4)、点B(2,0),函数y=2x+m的图象与直线AB交于点M,与y轴交于点C.
(1)求直线AB的函数解析式;
(2)当△ABC为直角三角形时,求m的值;
(3)当点M在线段AB上时,求m的取值范围.
【分析】(1)求出直线AB的解析式,构建方程组即可解决问题;
(2)存在两种情况:①如图1,C与原点O重合,∠ACB=90°;②如图2,当∠ABC=90°时,根据两点的距离公式和勾股定理列方程可得M的值;
(3)分别计算点M在A或B时对应的m的值,可得M的取值范围.
【解析】(1)∵点A(0,4)、点B(2,0),
设直线AB的解析式为:y=kx+b
则2k+b=0b=4,解得k=-2b=4
∴直线AB的解析式为y=﹣2x+4;
(2)当△ABC为直角三角形时,存在两种情况:
①如图1,C与原点O重合,∠ACB=90°,此时m=0;
②如图2,当∠ABC=90°时,C(0,m),
由勾股定理得:AB2+BC2=AC2,
∵点A(0,4),点B(2,0),
∴22+42+22+m2=(4﹣m)2,
解得:m=﹣1;
综上,m的值是0或﹣1;
(3)当直线y=2x+m经过点A时,m=4;
当直线y=2x+m经过点B时,如图3,
∴2×2+m=0,
则m=﹣4,
∴当点M在线段AB上时,m的取值范围是﹣4≤m≤4.
2.(2020•工业园区一模)如图①,在△ABC中,∠C=90°,AB=10,BC=8.点D,E分别是边AC,BC上的动点,连接DE.设CD=x(x>0),BE=y,y与x之间的函数关系如图②所示.
(1)求出图②中线段PQ所在直线的函数表达式;
(2)将△DCE沿DE翻折,得△DME.
①点M是否可以落在△ABC的某条角平分线上?如果可以,求出相应x的值;如果不可以,说明理由;
②直接写出△DME与△ABC重叠部分面积的最大值及相应x的值.
【分析】(1)设线段PQ所在直线的函数表达式为y=kx+b,将P(3,4)和Q(6,0)代入可求得答案;
(2)①连接CM并延长CM交AB于点F,证明△DCE∽△ACB,得出∠DEC=∠ABC,则DE∥AB,求出CF=245,CM=85x,MF=245-85x,过点M作MG⊥AC于点M,过点M作MH⊥BC于点H,证得△CGM∽△BCA,则MGAC=CGBC=CMAB,可得出MG,CG,分三种不同情况可求出答案;
②分两种情形,当0<x≤3时,当3<x≤6时,求出△DME与△ABC重叠部分面积的最大值即可.
【解析】(1)设线段PQ所在直线的函数表达式为y=kx+b,
将P(3,4)和Q(6,0)代入得,
4=3k+b0=6k+b,
解得k=-43b=8,
∴线段PQ所在直线的函数表达式为y=-43x+8;
(2)①如图1,
连接CM并延长CM交AB于点F,
∵∠C=90°,AB=10,BC=8,
∴AC=AB2-BC2=6,
由(1)得BE=-43x+8,
∴CE=43x,
∴DCCE=ACBC=34,
∵∠DCE=∠ACB,
∴△DCE∽△ACB,
∴∠DEC=∠ABC,
∴DE∥AB,
∵点C和点M关于直线DE对称,
∴CM⊥DE,
∴CF⊥AB,
∵S△ABC=12AC⋅BC=12AB•CF,
∴6×8=10×CF,
∴CF=245,
∵∠C=90°,CD=x,CE=43x,
∴DE=CE2+CD2=53x,
∴CM=85x,MF=245-85x,
过点M作MG⊥AC于点M,过点M作MH⊥BC于点H,
则四边形GCHM为矩形,
∵∠GCM+∠BCF=∠BCF+∠ABC=90°,
∴∠GCM=∠ABC,
∵∠MGC=∠ACB=90°,
∴△CGM∽△BCA,
∴MGAC=CGBC=CMAB,
即MG6=CG8=85x10,
∴MG=2425x,CG=3225x,
∴MH=3225x,
(Ⅰ)若点M落在∠ACB的平分线上,则有MG=MH,即2425x=3225x,解得x=0(不合题意舍去),
(Ⅱ)若点M落在∠BAC的平分线上,则有MG=MF,即2425x=245-85x,解得x=158,
(Ⅲ)若点M落在∠ABC的平分线上,则有MH=MF,即3225x=245-85x,解得x=53.
综合以上可得,当x=158或x=53时,点M落在△ABC的某条角平分线上.
②当0<x≤3时,点M不在形外,△DME与△ABC重叠部分面积为△DME的面积,
∴S=12x⋅43x=23x2,
当x=3时,S的最大值为23×32=6.
当3<x≤6时,点M在形外,如图2,
由①知CM=2CQ=85x,
∴MT=CM﹣CF=85x-245,
∵PK∥DE,
∴△MPK∽△MDE,
∴S△MPKS△MDE=(MFMQ)2=(85x-24545x)2=(2x-6)2x2,
∴S△MPK=S△MDE•(2x-6)2x2,
∵S四边形DEKP=S△MDE﹣S△MPK,
∴S四边形DEKP=S△MDE[1-(2x-6)2x2]=23x2⋅[1-(2x-6)2x2],
化简得S四边形DEKP=﹣2x2+16x﹣24=﹣2(x﹣4)2+8,
∴当x=4时,△DME与△ABC重叠部分面积的最大值为8.
综合可得,当x=4时,△DME与△ABC重叠部分面积的最大值为8.
3.(2020•新北区一模)定义:在平面直角坐标系中,对于任意P(x1,y1),Q(x2,y2),若点M(x,y)满足x=3(x1+x2),y=3(y1+y2),则称点M是点P,Q的“美妙点”.例如:点P(1,2),Q(﹣2,1),当点M(x,y)满足x=3×(1﹣2)=﹣3,y=3×(2+1)=9时,则点M(﹣3,9)是点P,Q的“美妙点”.
(1)已知点A(﹣1,3),B(3,3),C(2,﹣2),请说明其中一点是另外两点的“美妙点”;
(2)如图,已知点D是直线y=13x+2上的一点.点E(3,0),点M(x,y)是点D、E的“美妙点”.
①求y与x的函数关系式;
②若直线DM与x轴相交于点F,当△MEF为直角三角形时,求点D的坐标.
【分析】(1)由3×(﹣1+2)=3,3×(3﹣2)=3,故点B是A、C的“美妙点”;
(2)设点D(m,13m+2),①M是点D、E的“美妙点”,则x=3(3+m)=9+3m,y=3(0+13m+2)=m+6,即可求解;
②分∠MEF为直角、∠MFE是直角、∠EMF是直角三种情况,分别求解即可.
【解析】(1)∵3×(﹣1+2)=3,3×(3﹣2)=3,
∴点B是A、C的“美妙点”;
(2)设点D(m,13m+2),
①∵M是点D、E的“美妙点”.
∴x=3(3+m)=9+3m,y=3(0+13m+2)=m+6,
故m=13x﹣3,
∴y=(13x﹣3)+6=13x+3;
②由①得,点M(9+3m,m+6),
如图1,当∠MEF为直角时,则点M(3,4),
∴9+3m=3,解得:m=﹣2;
∴点D(﹣2,43);
当∠MFE是直角时,如图2,
则9+3m=m,解得:m=-92,
∴点D(-92,12);
当∠EMF是直角时,
同理可得:点D(-141-276140,99-276140)或(-141+276140,99-276140),
综上,点D(﹣2,43)或(-92,12)或(-141-276140,99-276140)或(-141+276140,99-276140).
4.(2019秋•张家港市期末)在平面直角坐标系中,直线l1:y=﹣2x+6与坐标轴交于A,B两点,直线l2:y=kx+2(k>0)与坐标轴交于点C,D,直线l1,l2与相交于点E.
(1)当k=2时,求两条直线与x轴围成的△BDE的面积;
(2)点P(a,b)在直线l2:y=kx+2(k>0)上,且点P在第二象限.当四边形OBEC的面积为233时.
①求k的值;
②若m=a+b,求m的取值范围.
【分析】(1)根据k=2,l2的解析式,就可求出D点坐标,然后求出E点坐标,根据三角形的面积计算公式,就可求出;
(3)①连接OE.设E(n,﹣2n+6),由S四边形OBEC=S△EOC+S△EOB,可得12×2×n+12×3×(﹣2n+6)=233,解得n=23,求出点E的坐标即可解决问题.
②根据k值求出l2与解析式,把P点入l2,求出a与b的关系式,从而确定m的取值范围.
【解析】(1)∵直线l1:y=﹣2x+6与坐标轴交于A,B两点,
∴当y=0时,得x=3,当x=0时,y=6;
∴A(0,6)B(3,0);
当k=2时,直线l2:y=2x+2(k≠0),
∴C(0,2),D(﹣1,0)
解y=-2x+6y=2x+2得x=1y=4,
∴E(1,4),
∴△BDE的面积=12×4×4=8.
(2)①连接OE.设E(n,﹣2n+6),
∵S四边形OBEC=S△EOC+S△EOB,
∴12×2×n+12×3×(﹣2n+6)=233,
解得n=23,
∴E(23,143),
把点E的人y=kx+2中,143=23k+2,
解得k=4.
②∵直线y=4k+2交x轴于D,
∴D(-12,0),
∵P(a,b)在第二象限,在线段CD上,
∴-12<a<0,
∴b=4a+2,
∴m=a+b=5a+2,
∴-12<m<2.
5.(2019秋•太仓市期末)如图,平面直角坐标系中,直线AB:y=kx+3(k≠0)交x轴于点A(4,0),交y轴正半轴于点B,过点C(0,2)作y轴的垂线CD交AB于点E,点P从E出发,沿着射线ED向右运动,设PE=n.
(1)求直线AB的表达式;
(2)当△ABP为等腰三角形时,求n的值;
(3)若以点P为直角顶点,PB为直角边在直线CD的上方作等腰Rt△BPM,试问随着点P的运动,点M是否也在直线上运动?如果在直线上运动,求出该直线的解析式;如果不在直线上运动,请说明理由.
【分析】(1)将点A的坐标代入直线AB:y=kx+3并解得:k=-34,即可求解;
(2)分AP=BP、AP=AB、AB=BP三种情况,分别求解即可;
(3)证明MHP△≌△PCB(AAS),求出点M(n+73,n+103),即可求解.
【解析】将点A的坐标代入直线AB:y=kx+3并解得:k=-34,
故AB的表达式为:y=-34x+3;
(2)当y=2时,x=43,故点E(43,2),则点P(n+43,2),
而点A、B坐标分别为:(4,0)、(0,3),
则AP2=(43+n﹣4)2+4;BP2=(n+43)2+1,AB2=25,
当AP=BP时,(43+n﹣4)2+4=(n+43)2+1,解得:n=2524;
当AP=AB时,同理可得:n=83+21(不合题意值已舍去);
当AB=BP时,同理可得:n=-43+26;
故n=2524或83+21或-43+26;
(3)在直线上,理由:
如图,过点M作MH⊥CD于点H,
∵∠BPC+∠PBC=90°,∠BPC+∠MPH=90°,
∴∠CPB=∠MPH,BP=PM,∠MHP=∠PCB=90°
∴MHP△≌△PCB(AAS),
则CP=MH=n+43,BC=1=PH,
故点M(n+73,n+103),
故点M在直线y=x+1上.
6.(2019秋•镇江期末)如图,函数y=-13x+b的图象与x轴、y轴分别交于点A、B,与函数y=x的图象交于点M,点M的横坐标为3.
(1)求点A的坐标;
(2)在x轴上有一动点P(a,0).
①若三角形ABP是以AB为底边的等腰三角形,求a的值;
②过点P作x轴的垂线,分别交函数y=-13x+b和y=x的图象于点C、D,若DC=2CP,求a的值.
【分析】(1)函数y=x的图象交于点M,点M的横坐标为3,则点M(3,3),将点M的坐标代入函数y=-13x+b并解得:b=4,即可求解;
(2)①如图1,△ABP是以AB为底边的等腰三角形,则BP是AB的中垂线,OP=a,则AP=12﹣a=BP,OB=4,由勾股定理得:(12﹣a)2=16+a2,即可求解;
②P(a,0),则点C、D的坐标分别为:(a,-13a+4)、(a,a);DC=2CP,即|-13a+4﹣a|=2(-13a+4),即可求解.
【解析】(1)函数y=x的图象交于点M,点M的横坐标为3,则点M(3,3),
将点M的坐标代入函数y=-13x+b并解得:b=4,
故点A的坐标为:(12,0);
(2)①如图1,连接PB,ABP是以AB为底边的等腰三角形,
则BP是AB的中垂线,OP=a,则AP=12﹣a=BP,OB=4,
由勾股定理得:(12﹣a)2=16+a2,解得:a=163;
②P(a,0),则点C、D的坐标分别为:(a,-13a+4)、(a,a);
DC=2CP,即|-13a+4﹣a|=2(-13a+4),
解得:a=±6.
7.(2019秋•建湖县期末)如图,正比例函数y=34x与一次函数y=ax+7的图象相交于点P(4,n),过点A(2,0)作x轴的垂线,交一次函数的图象于点B,连接OB.
(1)求a值;
(2)求△OBP的面积;
(3)在坐标轴的正半轴上存在点Q,使△POQ是以OP为腰的等腰三角形,请直接写出Q点的坐标.
【分析】(1)由点P的坐标,即可得到结论;
(2)由点A的坐标可得出点B、C的坐标,进而可得出BC的长度,根据三角形的面积公式即可求出△POB的面积;
(3)假设存在,当点Q在x轴上时,设点Q的坐标为(m,0),当点Q在y轴上时,设点Q的坐标为(0,n),分PO=OQ及PO=PQ两种情况考虑,根据两点间的距离公式结合等腰三角形的性质,即可得出关于m、n的方程,解之即可得出结论.
【解析】(1)把点P(4,n)代入y=34x得,n=34×4,
∴n=3,
∴P(4,3),
把P(4,3)代入y=ax+7得,3=4a+7,
∴a=﹣1;
(2)∵A(2,0),AB⊥x轴,
∴B点的横坐标为2,
∵点B在y=﹣x+7上,
∴B(2,5),
设直线AB与OP交于C,
∴C(2,32),
∴△OBP的面积=S△BCO+S△BCP=12×2×(5-32)+12×(4﹣2)×(5-32)=7;
(3)假设存在,当点Q在x轴的正半轴上时,设点Q的坐标为(m,0),当点Q在y轴的正半轴上时,设点Q的坐标为(0,n).
∵△POQ是以OP为腰的等腰三角形,
∴分PO=OQ及PO=PQ两种情况考虑.
①当PO=OQ时,有42+32=m或42+32=n,
解得:m=5,n=5,
∴点Q的坐标为(5,0)或(0,5);
②当PO=PQ时,有42+32=(m-4)2+(0-3)2或42+33=(0-4)2+(n-3)2,
解得:m1=8,m1=0(舍去)或n1=6,n2=0(舍去),
∴点Q的坐标为(8,0)或(0,6).
综上所述:假设成立,即在坐标轴的正半轴上存在点Q,使△POQ是以OP为腰的等腰三角形,点Q的坐标为(5,0)或(8,0)或(0,5)或(0,6).
8.(2019秋•常州期末)如图1,对于平面直角坐标系xOy中的点A和点P,若将点P绕点A顺时针旋转90°后得到点Q,则称点Q为点P关于点A的“垂链点”.
(1)△PAQ是 等腰直角 三角形;
(2)已知点A的坐标为(0,0),点P关于点A的“垂链点”为点Q.
①若点P的坐标为(2,0),则点Q的坐标为 (0,﹣2) ;
②若点Q的坐标为(﹣2,1),则点P的坐标为 (﹣1,﹣2) ;
(3)如图2,已知点D的坐标为(3,0),点C在直线y=2x上,若点C关于点D的“垂链点”在坐标轴上,试求点C的坐标.
【分析】(1)根据旋转的性质,即可求解;
(2)根据旋转的性质,即可求解;
(3)①当点C在第一象限时,则点C关于点D的“垂链点”在x轴上,点CD⊥x轴,即可求解;②当点C在第三象限时,根据全等三角形的判定和性质即可得到结论.
【解析】(1)∵将点P绕点A顺时针旋转90°后得到点Q,
∴∠PAQ=90°,PA=QA,
∴△PAQ是等腰直角三角形,
故答案为:等腰直角;
(2)A的坐标为(0,0),即点A是原点,
根据旋转的性质得:①∵点P的坐标为(2,0),∴点Q(0,﹣2),
②∵若点Q的坐标为(﹣2,1),∴点P的坐标为:(﹣1,﹣2),
故答案为:(0,﹣2),(﹣1,﹣2),;
(3)①当点C在第一象限时,
则点C关于点D的“垂链点”在x轴上,点CD⊥x轴,
故点C(3,6);
②当点C在第三象限时,如下图:
设点C(m,2m),点C′(0,n),
点C的“垂链点”C′在y轴上,
过点C作CH⊥x轴于点H,
∵∠CDH+∠HCD=90°,∠OC′D+∠CDH=90°,
∴∠HDC=∠OC′D,
∵∠DHC=∠DOC′=90°,DC=C′D,
∴△CDH≌△DC′O(AAS),
则CH=DO,即:﹣2m=3,解得:m=-32,
故点C(-32,﹣3),
综上,点C坐标(3,6)或(-32,﹣3).
9.(2019秋•盐都区期末)如图,已知一次函数y=x﹣2的图象与y轴交于点A,一次函数y=4x+b的图象与y轴交于点B,且与x轴以及一次函数y=x﹣2的图象分别交于点C、D,点D的坐标为(﹣2,m).
(1)关于x、y的方程组y-x=-2y-4x=b的解为 x=-2y=-4 .
(2)关于x的不等式x﹣2≥4x+b的解集为 x≤﹣2 .
(3)求四边形OADC的面积;
(4)在x轴上是否存在点E,使得以点C,D,E为顶点的三角形是直角三角形?若存在,求出点E的坐标:若不存在,请说明理由.
【分析】(1)根据题目中的两个函数解析式可以求得点D的坐标、从而可以得到关于x、y的方程组y-x=-2y-4x=b的解;
(2)根据一次函数与不等式的关系,利用数形结合的思想可以得到关于x的不等式x﹣2≥4x+b的解集;
(3)根据点D在一次函数y=4x+b上,可以求得b的值,然后即可求得点C和点B的坐标,再根据图形可知四边形OADC的面积=△ABD的面积﹣△BOC的面积,代入数据即可解答本题;
(4)根据题意,画出相应的图形,可知有三种情况,然后分别进行讨论计算即可解答本题.
【解析】(1)∵点D(﹣2,m)在一次函数y=x﹣2上,
∴m=﹣2﹣2=﹣4,
∴点D的坐标为(﹣2,﹣4),
∵一次函数y=x﹣2的图象与一次函数y=4x+b的图象交于点D,
∴y=x-2y=4x+b的解是x=-2y=-4,
∴关于x、y的方程组y-x=-2y-4x=b的解为x=-2y=-4,
故答案为:x=-2y=-4;
(2)由(1)可知点D的坐标为(﹣2,﹣4),
∵一次函数y=x﹣2的图象与一次函数y=4x+b的图象交于点D,
∴关于x的不等式x﹣2≥4x+b的解集为x≤﹣2,
故答案为:x≤﹣2;
(3)∵一次函数y=x﹣2,
∴当x=0时,y=﹣2,
∴点A的坐标为(0,﹣2),
∵点D(﹣2,﹣4)在一次函数y=4x+b上,
∴﹣4=4×(﹣2)+b,得b=4,
∴一次函数y=4x+4,
当y=0时,x=﹣1,当x=0时,y=4,
∴点C的坐标为(﹣1,0),点B的坐标为(0,4),
∴AB=6,OC=1,OB=4,
∴S四边形OADC=S△BAD﹣S△BOC=6×22-1×42=4,
即四边形OADC的面积是4;
(4)如图2,当点E为直角顶点时,过点D作DE1⊥x轴于E1,
∵D(﹣2,﹣4),
∴E1(﹣2,0);
当点C为直角顶点时,x轴上不存在点E;
当点D为直角顶点时,过点D作DE2⊥CD交x轴于点E2,
设E2(t,0),
∵C(﹣1,0),E1(﹣2,0),
∴CE2=﹣1﹣t,E1E2=﹣2﹣t,
∵D(﹣2,﹣4),
∴DE1=4,CE1=﹣1﹣(﹣2)=1,
在Rt△DE1E2中,
DE22=DE12+(E1E2)2=42+(﹣2﹣t)2=t2+4t+20,
在Rt△CDE1中,
CD2=12+42=17,
在Rt△CDE2中,
CE22=DE22+CD2,
∴(﹣1﹣t)2=t2+4t+20+17.
解得t=﹣18.
∴E2(﹣18,0);
由上可得,点E坐标为(﹣2,0)或(﹣18,0).
10.(2019秋•常熟市期末)如图,一次函数y1=x+b的图象与x轴y轴分别交于点A,点B,函数y1=x+b,与y2=-43x的图象交于第二象限的点C,且点C横坐标为﹣3.
(1)求b的值;
(2)当0<y1<y2时,直接写出x的取值范围;
(3)在直线y2=-43x上有一动点P,过点P作x轴的平行线交直线y1=x+b于点Q,当PQ=145OC时,求点P的坐标.
【分析】(1)将x=﹣3代入y2=-43x,可得C(﹣3,4),再将C点代入y1=x+b,可求b=7;
(2)结合函数图象,在0<y1<y2时,有﹣7<x<﹣3;
(3)设P(a,-43a),PQ∥x轴,Q(-43a﹣7,-43a),则PQ=|73a+7|,因为OC=5,所以PQ=145OC=14,则有|73a+7|=14,求出a即可求点P.
【解析】(1)将x=﹣3代入y2=-43x,
可得C(﹣3,4),
再将C点代入y1=x+b,
∴b=7;
(2)﹣7<x<﹣3;
(3)∵点P为直线y2=-43x上一动点,
设P(a,-43a),
∵PQ∥x轴,
∴Q(-43a﹣7,-43a),
∴PQ=|73a+7|,
∵C(﹣3,4),
∴OC=5,
∴PQ=145OC=14,
∴|73a+7|=14,
∴a=3或a=﹣9,
∴P(3,﹣4)或P(﹣9,12).
11.(2019秋•赣榆区期末)【模型建立】
如图1,等腰直角三角形ABC中,∠ACB=90°,CB=CA,直线ED经过点C,过A作AD⊥ED于点D,过B作BE⊥ED于点E.
求证:△BEC≌△CDA;
【模型应用】
①已知直线l1:y=43x+4与x轴交于点A,与y轴交于点B,将直线l1绕着点A逆时针旋转45°至直线l2,如图2,求直线l2的函数表达式;
②如图3,在平面直角坐标系中,点B(8,6),作BA⊥y轴于点A,作BC⊥x轴于点C,P是线段BC上的一个动点,点Q是直线y=2x﹣6上的动点且在第一象限内.问点A、P、Q能否构成以点Q为直角顶点的等腰直角三角形,若能,请直接写出此时点Q的坐标,若不能,请说明理由.
【分析】(1)在△ACD与△CBE中,∠D=∠E,∠ACD=∠EBC,CA=BC,即可求解;
(2)由(1)可知:△CBD≌△BAO,BD=AO,CD=OB,l1⋅y=43x+4,故B(0,4),BD=AO=3,CD=OB=4,OD=4+3=7,即可求解;
(3)△AMQ≌△QNP(AAS),则AM=QN,即|8﹣m|=6﹣(2m﹣6),即可求解.
【解析】(1)证明:∵△ABC为等腰直角三角形
∴CB=CA,∠ACD+∠BCE=180°﹣90°=90°
又∵AD⊥CD,BE⊥EC
∴∠D=∠E=90°
又∵∠EBC+∠BCE=90°
∴∠ACD=∠EBC
在△ACD与△CBE中,
∠D=∠E,∠ACD=∠EBC,CA=BC,
∴△ACD≌△CBE(AAS);
(2)过点B作BC⊥AB交l2于C,过C作CD⊥y轴于D,
∵∠BAC=45°
∴△ABC为等腰Rt△
由(1)可知:△CBD≌△BAO
∴BD=AO,CD=OB
∵l1:y=43x+4,
令y=0,则x=﹣3
∴A(﹣3,0),
令x=0,则y=4
∴B(0,4)
∴BD=AO=3,CD=OB=4
∴OD=4+3=7.
∴C(﹣4,7),
设直线l2的解析式为y=kx+b,
将点A(﹣3,0),C(﹣4,7)代入y=kx+b中,
得0=-3k+b7=-4k+b
解得,k=﹣7,b=﹣21,
则l2的解析式:y=﹣7x﹣21;
(3)如下图,设点Q(m,2m﹣6),
当∠AQP=90°时,
由(1)知,△AMQ≌△QNP(AAS),
∴AM=QN,即|8﹣m|=6﹣(2m﹣6),
解得:m=4或203,
故:Q(4,2),(203,223).
12.(2019秋•东台市期末)如图,在平面直角坐标系中,已知点A(5,0)和点B(0,4).
(1)求直线AB所对应的函数表达式;
(2)设直线y=x与直线AB相交于点C,求△AOC的面积;
(3)若将直线OC沿y轴向下平移,交y轴于点O′,当△ABO′为等腰三角形时,求点O′的坐标.
【分析】(1)根据点A,B的坐标,利用待定系数法即可求出直线AB所对应的函数表达式;
(2)联立直线OC及直线AB所对应的函数表达式为方程组,通过解方程组可求出点C的坐标,再利用三角形的面积公式结合点A的坐标即可求出△AOC的面积;
(3)分AB=AO′,O′B=O′A,BA=BO′三种情况考虑:①当AB=AO′时,由等腰三角形的性质可得出OB=OO′,结合点B的坐标可得出点O′的坐标;②当O′B=O′A时,设OO′=x,则O′A=4+x,在Rt△AOO′中利用勾股定理可求出x的值,进而可得出点O′的坐标;③当BA=BO′时,利用勾股定理可求出BO′的值,结合点B的坐标可得出点O′的坐标.综上,此题得解.
【解析】(1)设直线AB所对应的函数表达式为y=kx+b(k≠0),
将A(5,0),B(0,4)代入y=kx+b,得:
5k+b=0b=4,解得:k=-45b=4,
∴直线AB所对应的函数表达式y=-45x+4.
(2)联立直线OC及直线AB所对应的函数表达式为方程组,得:
y=xy=-45x+4,解得:x=209y=209,
∴点C坐标(209,209),
∴S△AOC=12OA•yC=12×5×209=509.
(3)分三种情况考虑,如图所示.
①当AB=AO′时,OB=OO′,
∵点B的坐标为(0,4),
∴点O′的坐标为(0,﹣4);
②当O′B=O′A时,设OO′=x,则O′A=4+x,
在Rt△AOO′中,AO′2=OO′2+AO2,即(4+x)2=52+x2,
解得:x=98,
∴点O′的坐标为(0,-98);
③当BA=BO′时,∵BO′=OA2+OB2=41,点B的坐标为(0,4),
∴点O′的坐标为(0,4-41)或(0,4+41)(舍去).
综上所述:当△ABO′为等腰三角形时,点O′的坐标为(0,﹣4),(0,-98)或(0,4-41).
13.(2019秋•东台市期末)如图,已知直线y=﹣2x+8与x轴、y轴分别交于点A、C,以OA、OC为边在第一象限内作长方形OABC.
(1)求点A、C的坐标;
(2)将△ABC对折,使得点A与点C重合,折痕交AB于点D,求直线CD的解析式;
(3)在(2)的条件下,坐标平面内是否存在点P(除点B外),使得△APC与△ABC全等?若存在,直接写出符合条件的点P的坐标;若不存在,请说明理由.
【分析】(1)已知直线y=﹣2x+8与x轴、y轴分别交于点A、C,即可求得A和C的坐标;
(2)根据题意可知△ACD是等腰三角形,算出AD长即可求得D点坐标,最后即可求出CD的解析式;
(3)将点P在不同象限进行分类,根据全等三角形的判定方法找出所有全等三角形,找出符合题意的点P的坐标.
【解析】(1)令y=0,则﹣2x+8=0,解得x=4,
∴A(4,0),
令x=0,则y=8,
∴C(0,8);
(2)由折叠可知:CD=AD,
设AD=x,则CD=x,BD=8﹣x,
由题意得,(8﹣x)2+42=x2,
解得x=5,
此时AD=5,
∴D(4,5),
设直线CD为y=kx+8,
把D(4,5)代入得5=4k+8,解得k=-34,
∴直线CD的解析式为y=-34x+8;
(3)①当点P与点O重合时,△APC≌△CBA,此时P(0,0)
②当点P在第一象限时,如图1,
由△APC≌△CBA得∠ACP=∠CAB,
则点P在直线CD上.过P作PQ⊥AD于点Q,
在Rt△ADP中,
AD=5,AP=BC=4,PD=BD=8﹣5=3,
由AD×PQ=DP×AP得:5PQ=3×4,
∴PQ=125,
∴xP=4+125=325,把x=325代入y=-34x+8得y=165,
此时P(325,165)
③当点P在第二象限时,如图2,
同理可求得:PQ=125,
在RT△PCQ中,CQ=PC2-PQ2=42-(125)2=165,
∴OQ=8-165=245,
此时P(-125,245),
综上,满足条件的点P有三个,分别为:(0,0),(325,165),(-125,245).
14.(2019秋•临渭区期末)如图,直线y=﹣2x+7与x轴、y轴分别相交于点C、B,与直线y=32x相交于点A.
(1)求A点坐标;
(2)如果在y轴上存在一点P,使△OAP是以OA为底边的等腰三角形,则P点坐标是 (0,136) ;
(3)在直线y=﹣2x+7上是否存在点Q,使△OAQ的面积等于6?若存在,请求出Q点的坐标,若不存在,请说明理由.
【分析】(1)联立方程,解方程即可求得;
(2)设P点坐标是(0,y),根据勾股定理列出方程,解方程即可求得;
(3)分两种情况:①当Q点在线段AB上:作QD⊥y轴于点D,则QD=x,根据S△OBQ=S△OAB﹣S△OAQ列出关于x的方程解方程求得即可;②当Q点在AC的延长线上时,作QD⊥x轴于点D,则QD=﹣y,根据S△OCQ=S△OAQ﹣S△OAC列出关于y的方程解方程求得即可.
【解析】(1)解方程组:y=-2x+7y=32x得:x=2y=3
∴A点坐标是(2,3);
(2)设P点坐标是(0,y),
∵△OAP是以OA为底边的等腰三角形,
∴OP=PA,
∴22+(3﹣y)2=y2,
解得y=136,
∴P点坐标是(0,136),
故答案为(0,136);
(3)存在;
由直线y=﹣2x+7可知B(0,7),C(72,0),
∵S△AOC=12×72×3=214<6,S△AOB=12×7×2=7>6,
∴Q点有两个位置:Q在线段AB上和AC的延长线上,设点Q的坐标是(x,y),
当Q点在线段AB上:作QD⊥y轴于点D,如图①,则QD=x,
∴S△OBQ=S△OAB﹣S△OAQ=7﹣6=1,
∴12OB•QD=1,即12×7x=1,
∴x=27,
把x=27代入y=﹣2x+7,得y=457,
∴Q的坐标是(27,457),
当Q点在AC的延长线上时,作QD⊥x轴于点D,如图②则QD=﹣y,
∴S△OCQ=S△OAQ﹣S△OAC=6-214=34,
∴12OC•QD=34,即12×72×(﹣y)=34,
∴y=-37,
把y=-37代入y=﹣2x+7,解得x=267,
∴Q的坐标是(267,-37),
综上所述:点Q是坐标是(27,457)或(267,-37).
15.(2019秋•法库县期末)如图,已知函数y=x+1的图象与y轴交于点A,一次函数y=kx+b的图象经过点B(0,﹣1),与x轴以及y=x+1的图象分别交于点C、D,且点D的坐标为(1,n),
(1)则n= 2 ,k= 3 ,b= ﹣1 ;
(2)函数y=kx+b的函数值大于函数y=x+1的函数值,则x的取值范围是 x>1
(3)求四边形AOCD的面积;
(4)在x轴上是否存在点P,使得以点P,C,D为顶点的三角形是直角三角形?若存在求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
【分析】(1)对于直线y=x+1,令x=0求出y的值,确定出A的坐标,把B坐标代入y=kx+b中求出b的值,再将D坐标代入y=x+1求出n的值,进而将D坐标代入求出k的值即可;
(2)由两一次函数解析式,结合图象确定出x的范围即可;
(3)过D作DE垂直于x轴,如图1所示,四边形AOCD面积等于梯形AOED面积减去三角形CDE面积,求出即可;
(4)在x轴上存在点P,使得以点P,C,D为顶点的三角形是直角三角形,理由为:分两种情况考虑:①DP′⊥DC;②DP⊥CP,分别求出P坐标即可.
【解析】(1)对于直线y=x+1,令x=0,得到y=1,即A(0,1),
把B(0,﹣1)代入y=kx+b中,得:b=﹣1,
把D(1,n)代入y=x+1得:n=2,即D(1,2),
把D坐标代入y=kx﹣1中得:2=k﹣1,即k=3,
故答案为:2,3,﹣1;
(2)∵一次函数y=x+1与y=3x﹣1交于D(1,2),
∴由图象得:函数y=kx+b的函数值大于函数y=x+1的函数值时x的取值范围是x>1;
故答案为:x>1;
(3)过D作DE⊥x轴,垂足为E,如图1所示,
则S四边形AOCD=S梯形AOED﹣S△CDE=12(AO+DE)•OE-12CE•DE=12×(1+2)×1-12×23×2=32-23=56;
(4)在x轴上存在点P,使得以点P,C,D为顶点的三角形是直角三角形,理由为:
如图2所示,分两种情况考虑:
①当P′D⊥DC时,可得kP′D•kDC=﹣1,
∵直线DC斜率为3,
∴直线P′D斜率为-13,
∵D(1,2),
∴直线P′D解析式为y﹣2=-13(x﹣1),
令y=0,得到x=7,即P′(7,0);
②当DP⊥CP时,由D横坐标为1,得到P横坐标为1,
∵P在x轴上,
∴P的坐标为(1,0).
16.(2020•和平区校级模拟)如图,直线y=﹣x+1与x轴,y轴分别交于B,A两点,动点P在线段AB上移动,以P为顶点作∠OPQ=45°交x轴于点Q.
(1)求点A和点B的坐标;
(2)比较∠AOP与∠BPQ的大小,说明理由.
(3)是否存在点P,使得△OPQ是等腰三角形?若存在,请求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
【分析】(1)根据直线y=﹣x+1即可求得A、B的坐标;
(2)过P点PE⊥OA交OA于点E,根据OA=OB,求得△AOB是等腰直角三角形,得出∠OAB=∠OBA=45°,即可求得∠APE=45°,根据平角的定义即可求得∠OPE+∠BPQ=90°,再根据直角三角形两锐角互余,即可求得∠AOP=∠BPQ.
(3)假设存在等腰三角形,分三种情况讨论:(ⅰ)QP=QO;(ⅱ)QP=QO;(ⅲ) 若PO=PQ.能求出P点坐标,则存在点P,否则,不存在.
【解析】(1)∵直线y=﹣x+1与x轴,y轴分别交于A,B两点,
令x=0,则y=0+1=1,
∴A(0,1),
令y=0,则0=﹣x+1,
解得:x=1.
∴B(1,0).
(2)∠AOP=∠BPQ.
理由如下:
过P点作PE⊥OA交OA于点E,
∵A(0,1),B(1,0).
∴OA=OB=1,
∴∠OAB=∠OBA=45°,
∵PE⊥OA,
∴∠APE=45°,
∵∠OPQ=45°,
∴∠OPE+∠BPQ=90°,
∵∠AOP+∠OPE=90°,
∴∠AOP=∠BPQ.
(3)△OPQ可以是等腰三角形.
理由如下:
如图,过P点PE⊥OA交OA于点E,
(ⅰ)若OP=OQ,
则∠OPQ=∠OQP=∠OPQ,
∴∠POQ=90°,
∴点P与点A重合,
∴点P坐标为(0,1),
(ⅱ)若QP=QO,
则∠OPQ=∠QOP=45°,
所以PQ⊥QO,
可设P(x,x)代入y=﹣x+1得x=12,
∴点P坐标为(12,12),
(ⅲ) 若PO=PQ
∵∠OPQ+∠1=∠2+∠3,
而∠OPQ=∠3=45°,
∴∠1=∠2,
又∵∠3=∠4=45°,
∴△AOP≌△BPQ(AAS),
PB=OA=1,
∴AP=2-1
由勾股定理求得PE=AE=1-22,
∴EO=22,
∴点P坐标为(1-22,22),
∴点P坐标为(0,1),(12,12)或(1-22,22)时,△OPQ是等腰三角形.
17.(2019秋•亭湖区校级月考)对于平面直角坐标系xOy中的点A和点P,若将点P绕点A逆时针旋转90°后得到点Q,则称点Q为点P关于点A的“垂链点”,图1为点P关于点A的“垂链点”Q的示意图.
(1)如图2,已知点A的坐标为(0,0),点P关于点A的“垂链点”为点Q;
①若点P的坐标为(3,0),则点Q的坐标为 (0,3) ;
②若点Q的坐标为(﹣2,﹣1),则点P的坐标为 (﹣1,2) ;
(2)如图3,已知点C的坐标为(﹣1,0),点D在直线y=2x﹣2上,若点D关于点C的“垂链点”E在坐标轴上,试求出点D的坐标;
(3)如图4,在平面直角坐标系xOy,已知点A(2,0),点C是y轴上的动点,点A关于点C的“垂链点”是点B,连接BO、BA,则BO+BA的最小值是 5 .
【分析】(1)①若点P的坐标为(3,0),则点Q的坐标为 (0,3),②若点Q的坐标为(﹣2,﹣1),同理可得:点P的坐标为(﹣1,2);
(2)分当点E(E′)落在x轴上、点E落在y轴两种情况,分别求解即可;
(3)BO+BA=(m-1)2+(m+1)2+m2+(m+1)2,BO+BA的值,相当于求点P(m,m)到点M(1,﹣1)和点N(0,﹣1)的最小值,相当于在直线y=x上寻找一点P(m,m),使得点P到M(0,﹣1),到N(1,﹣1)的距离和最小,即可求解.
【解析】(1)①若点P的坐标为(3,0),则点Q的坐标为 (0,3),
故答案为:(0,3);
②若点Q的坐标为(﹣2,﹣1),
同理可得:点P的坐标为(﹣1,2),
故答案为:(﹣1,2);
(2)①当点E(E′)落在x轴上时,如图1
则点D(D′)关于点C的“垂链点”在x轴上,点CD⊥x轴,
x=﹣1时,y=﹣2﹣2=﹣4,
故点D(﹣1,﹣4);
②当点E落在y轴时,如图1:
设点D(m,2m﹣2),
点D的“垂链点E在y轴上,
过点D作DH⊥x轴于点H,
则△CHD≌△EOC(AAS),
则DH=OC=1,即:2m﹣2=﹣1,解得:m=12,
故点D(12,﹣1),
综上,点D(﹣1,﹣4)或(12,﹣1);
(3)如图作BH⊥OH于H.
设点C的坐标为(0,m),
由(1)知:OC=HB=m,OA=HC=2,
则点B(m,2+m),
则:BO+BA=(m-1)2+(m+1)2+m2+(m+1)2,
BO+BA的值,相当于求点P(m,m)到点M(1,﹣1)和点N(0,﹣1)的最小值,
相当于在直线y=x上寻找一点P(m,m),使得点P到M(0,﹣1),到N(1,﹣1)的距离和最小,
作M关于直线y=x的对称点M′(﹣1,0),
易知PM+PN=PM′+PN≥NM′,
M′N=25,
答案为:25.
18.(2018秋•东台市期末)如图,直角坐标系xOy中,一次函数y=-12x+4的图象l1分别与x,y轴交于A,B两点,正比例函数的图象l2与l1交于点C(m,3),过动点M(n,0)作x轴的垂线与直线l1和l2分别交于P、Q两点.
(1)求m的值及l2的函数表达式;
(2)当PQ≤4时,求n的取值范围;
(3)是否存在点P,使S△OPC=2S△OBC?若存在,求出此时点P的坐标,若不存在,请说明理由.
【分析】(1)先求得点C的坐标,再运用待定系数法即可得到l2的解析式;
(2)设P(n,-12n+4),Q(n,32n),由PQ≤4,得到32n+12n﹣4≤4,解不等式即可得到结论;
(3)根据三角形的面积公式列方程即可得到结论.
【解析】(1)把C(m,3)代入一次函数y=-12x+4,可得3=-12m+4,
解得m=2,
∴C(2,3),
设l2的解析式为y=ax,则3=2a,
解得a=32,
∴l2的解析式为y=32x;
(2)∵PQ∥y轴,点M(n,0),
∴P(n,-12n+4),Q(n,32n),
∵PQ≤4,
∴32n+12n﹣4≤4,
∴0≤n≤4,
∴n的取值范围为0≤n≤4;
(3)存在,
P(n,-12n+4),
∵S△OPC=2S△OBC,
∴S△OPC=23S△OBP,
∴23×12×4n=2×12×4×2,
解得:n=6,
∴点P的坐标(6,1).
19.(2019春•崇川区校级期中)阅读下列两则材料,回答问题,
材料一:定义直线y=ax+b与直线y=bx+a互为“互助直线”,例如,直线y=x+4与直y=4x+1互为“互助直线”;
材料二:对于平面直角坐标系中的任意两点P1(x1,y1)、P2(x2,y2),P1、P2两点间的直角距离d(P1,
P2)=|x1﹣x2|+|y1﹣y2|.如:Q1(﹣3,1)、Q2(2,4)两点间的直角距离为d(Q1,Q2)=|﹣3﹣2|+|1﹣4|=8;
材料三:设P0(x0,y0)为一个定点,Q(x,y)是直线y=ax+b上的动点,我们把d(P0,Q)的最小值叫做P0到直线y=ax+b的直角距离.
(1)计算S(﹣1,6),T(﹣2,3)两点间的直角距离d(S,T)= 4 ;
(2)直线y=﹣2x+3上的一点H(a,b)又是它的“互助直线”上的点,求点H的坐标.
(3)对于直线y=ax+b上的任意一点M(m,n),都有点N(3m,2m﹣3n)在它的“互助直线”上,试求点L(5,﹣1)到直线y=ax+b的直角距离.
【分析】(1)d(S,T)=|﹣1+2|+|6﹣3|,即可求解;
(2)设点H(a,﹣2a+3),将点H坐标代入y=3x﹣2得:﹣2a+3=3a﹣2,即可求解;
(3)M(m,n)在y=ax+b上则n=am+b,点N在“互助直线”y=bx+a上,则2m﹣3n=3bm+a,联立①②并整理得:m(2﹣3a﹣3b)=a+3b,对于任意一点M(m,n)都等式均成立,故:a+3b=0,2﹣3a﹣3b=0,解得:a=1,b=-13,即可求解.
【解析】(1)d(S,T)=|﹣1+2|+|6﹣3|=4,
故答案为4;
(2)直线y=﹣2x+3上的“互助直线”为:y=3x﹣2,
设点H(a,﹣2a+3),将点H坐标代入y=3x﹣2得:﹣2a+3=3a﹣2,解得:a=1,
故点H(1,1);
(3)M(m,n)在y=ax+b上,则n=am+b…①,
点N在“互助直线”y=bx+a上,则2m﹣3n=3bm+a…②,
联立①②并整理得:m(2﹣3a﹣3b)=a+3b,
对于任意一点M(m,n)都等式均成立,故:a+3b=0,2﹣3a﹣3b=0,
解得:a=1,b=-13,
故函数的表达式为:y=x-13,
设点P(x,x-13)是函数上的点
d(L,P)=|5﹣x|+|x-13+1|=|x﹣5|+|x+23|,
则d(L,P)的最小值为523.
20.(2018秋•涟水县期末)【模型建立】
(1)如图1,等腰直角三角形ABC中,∠ACB=90°,CA=CB,直线ED经过点C,过A作AD⊥ED于点D,过B作BE⊥ED于点E.
求证:△CDA≌△BEC.
【模型运用】
(2)如图2,直线l1:y=43x+4与坐标轴交于点A、B,将直线l1绕点A逆时针旋转90°至直线l2,求直线l2的函数表达式.
【模型迁移】
如图3,直线l经过坐标原点O,且与x轴正半轴的夹角为30°,点A在直线l上,点P为x轴上一动点,连接AP,将线段AP绕点P顺时针旋转30°得到BP,过点B的直线BC交x轴于点C,∠OCB=30°,点B到x轴的距离为2,求点P的坐标.
【分析】【模型建立】
(1)由“AAS”可证△CDA≌△BEC;
【模型运用】
(2)如图2,在l2上取D点,使AD=AB,过D点作DE⊥OA,垂足为E,由(1)可知△BOA≌△AED,可得DE=OA=3,AE=OB=4,可求点D坐标,由待定系数法可求解析式;
【模型迁移】
(3)分两种情况讨论,通过证明△OAP≌△CPB,可得OP=BC=4,即可求点P坐标.
【解答】证明:【模型建立】
(1)∵AD⊥DE,BE⊥DE,
∴∠D=∠E=90°
∵∠ACB=90°,
∴∠ACD=90°﹣∠BCE=∠CBE,且CA=BC,∠D=∠E=90°
∴△CDA≌△BEC(AAS)
【模型运用】
(2)如图2,在l2上取D点,使AD=AB,过D点作DE⊥OA,垂足为E
∵直线y=43x+4与坐标轴交于点A、B,
∴A(﹣3,0),B(0,4),
∴OA=3,OB=4,
由(1)得△BOA≌△AED,
∴DE=OA=3,AE=OB=4,
∴OE=7,
∴D(﹣7,3)
设l2的解析式为y=kx+b,
得3=-7k+b0=-3k+b
解得k=-34b=-94
∴直线l2的函数表达式为:y=-34x-94
【模型迁移】
(3)若点P在x轴正半轴,如图3,过点B作BE⊥OC,
∵BE=2,∠BCO=30°,BE⊥OC
∴BC=4,
∵将线段AP绕点P顺时针旋转30°得到BP,
∴AP=BP,∠APB=30°,
∵∠APC=∠AOC+∠OAP=∠APB+∠BPC,
∴∠OAP=∠BPC,且∠AOC=∠PCB=30°,AP=BP,
∴△OAP≌△CPB(AAS)
∴OP=BC=4,
∴点P(4,0)
若点P在x轴负半轴,如图4,过点B作BE⊥OC,
∵BE=2,∠BCO=30°,BE⊥OC
∴BC=4,
∵将线段AP绕点P顺时针旋转30°得到BP,
∴AP=BP,∠APB=30°,
∵∠APE+∠BPE=30°,∠BCE=30°=∠BPE+∠PBC,
∴∠APE=∠PBC,
∵∠AOE=∠BCO=30°,
∴∠AOP=∠BCP=150°,且∠APE=∠PBC,PA=PB
∴△OAP≌△CPB(AAS)
∴OP=BC=4,
∴点P(﹣4,0)
综上所述:点P坐标为(4,0)或(﹣4,0)
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