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2022年中考数学复习之挑战压轴题(解答题):一次函数(含答案)
展开这是一份2022年中考数学复习之挑战压轴题(解答题):一次函数(含答案),共49页。试卷主要包含了,连接PA、PB,与x轴交于点C,已知等内容,欢迎下载使用。
2022年中考数学复习之挑战压轴题(解答题):一次函数
一.解答题(共10小题)
1.(2021秋•开江县期末)如图,在平面直角坐标系中,直线l1:y=kx+1交y轴于点A,交x轴于点B(4,0),过点E(2,0)的直线l2平行于y轴,交直线l1于点D,点P是直线l2上一动点(异于点D),连接PA、PB.
(1)求直线l1的解析式;
(2)设P(2,m),求△ABP的面积S的表达式(用含m的代数式表示);
(3)当△ABP的面积为3时,则以点B为直角顶点作等腰直角△BPC,请直接写出点C的坐标.
2.(2021秋•泰兴市期末)如图,在平面直角坐标系中,直线l:y=x+b(b<0)与x轴交于点C.点D为直线l上第一象限内一点,过D作DE⊥y轴于点E,CA⊥DE于点A.点B在线段DA上,DB=AC.连接CB,P为线段CB上一动点,过点P作PR⊥x轴,分别交x轴、CD、DE于点R、Q、S.
(1)若点D坐标为(12,3).
①求直线BC的函数关系式;
②若Q为RS中点,求点P坐标.
(2)在点P运动的过程中,的值是否变化?若不变,求出该值;若变化,请说明理由.
3.(2021秋•宜兴市期末)已知:如图,一次函数y=x﹣3的图象分别与x轴、y轴相交于点A、B,且与经过x轴负半轴上的点C的一次函数y=kx+b的图象相交于点D,直线CD与y轴相交于点E,E与B关于x轴对称,OA=3OC.
(1)直线CD的函数表达式为 ;点D的坐标 ;(直接写出结果)
(2)点P为线段DE上的一个动点,连接BP.
①若直线BP将△ACD的面积分为7:9两部分,试求点P的坐标;
②点P是否存在某个位置,将△BPD沿着直线BP翻折,使得点D恰好落在直线AB上方的坐标轴上?若存在,求点P的坐标;若不存在,请说明理由.
4.(2021秋•宁波期末)如图,在平面直角坐标系中,直线分别与x轴,y轴交于A,B两点,把线段AB绕点B顺时针旋转90°后得到线段BC,连结AC,OC.
(1)当时,求点C的坐标;
(2)当m值发生变化时,△BOC的面积是否保持不变?若不变,计算其大小;若变化,请说明理由;
(3)当S△AOB=2S△BOC时,在x轴上找一点P,使得△PAB是等腰三角形,求满足条件的所有P点的坐标.
5.(2021秋•沙坪坝区校级期末)如图,在平面直角坐标系中l1:y=﹣x﹣,l2:y=kx+b(k≠0),直线l1交y轴于点C,直线l2交x轴于点A(﹣2,0),交y轴于点B(0,2),点D为直线l2上第一象限内的一点,且到y轴的距离为,连接OD.
(1)如图1,求直线l2的解析式;
(2)如图2,E(3,0),P为直线l1上第四象限的一动点,连接PD、PO,当S△POD=时,线段CP在直线l1上移动,记平移后的线段为C'P',求△EC'P'周长取得最小值时点C'的坐标;
(3)如图3,将△OBD绕点D逆时针旋转,旋转角度为α(0°<α≤180°),旋转中的三角形记为△DB'O',在旋转过程中,边DB',DO'所在直线分别交l1于点M、N,在旋转过程中是否存在△DMN为等腰三角形,若存在,请直接写出点B'的坐标,若不存在,请说明理由.
6.(2021秋•姜堰区期末)如图,在平面直角坐标系xOy中,A(0,3)、B(﹣4,0),连接AB,点C为线段AB上的一个动点(点C不与A、B重合),过点C作CP⊥x轴,垂足为P,将线段AP绕点A逆时针旋转至AQ,且∠PAQ=∠BAO.连接OQ,设点C的横坐标为m.
(1)求经过点A、B的直线的函数表达式;
(2)当m为何值时,△ACP≌△AOQ;
(3)点C在运动的过程中,
①在y轴上是否存在一点D,使得∠ADQ的大小始终不发生变化?若存在,请求出点D的坐标;若不存在,请说明理由;
②连接OQ,请直接写出OQ长度的取值范围.
7.(2021秋•沙坪坝区校级期末)如图,在平面直角坐标系中,A(﹣1,0),B(0,3),直线y=﹣x+1与x轴交于点C,与直线AB交于点D.
(1)求直线AB的解析式及点D的坐标;
(2)如图2,H是直线AB上位于第一象限内的一点,连接HC,当S△HCD=时,点M、N为y轴上两动点,点M在点N的上方,且MN=1,连接HM、NC,求HM+MN+NC的最小值;
(3)将△OAB绕平面内某点E旋转90°,旋转后的三角形记为△O′A′B′,若点O′落在直线AB上,点A′落在直线CD上,请直接写出满足条件的点O′的坐标以及对应的点E的坐标.
8.(2021秋•皇姑区校级期中)已知A(0,6),点D在点A的上方,点C(10,0),点B在线段OC上运动,且CD∥AB.
(1)如图1,若∠OCD=30°,求直线AB的解析式,并直接写出四边形ABCD的面积.
(2)如图2,在(1)的条件下,点E和点F都在线段CD上运动,且满足CF:DE=2:3,直接写出当△AEF的面积为2时,点E的坐标.
(3)如图3,点E在线段CD上运动,点F在线段CE上运动,且满足CF:DE=2:3,点P和点Q分别是线段AB和线段EF上的动点,当点P从点A匀速运动到点B时,点Q恰好从点F匀速运动到点E.设QE=m,PA=n,已知n=﹣m+12,直接写出直线PQ经过点O时,直线PQ的解析式.
9.(2021秋•福田区校级期中)如图1,直线y=x﹣5与x轴、y轴分别交于B、C两点,点A为y轴正半轴上一点,且S△ABC=75.
(1)请直接写出点B、C的坐标及直线AB的解析式: 、 、 ;
(2)如图2,点P为线段OB上一点,若∠BCP=45°,请写出点P的坐标: ,并简要写出解答过程;
(3)如图3,点D是AB的中点,M是OA上一点,连接DM,过点D作DN⊥DM交OB于点N,连接BM,若∠OBM=2∠ADM,请写出点M的坐标,并简要写出解答过程.
10.(2021秋•瓦房店市月考)平面直角坐标系xOy中,直线y=﹣x+3与x、y轴交于A、B两点,与正比例函数y=kx的图象交于点F,CE∥x轴,点C坐标为(0,m)(0<m<3),以BC、BE为邻边作平行四边形BCDE,当点D在OF上时,m=2.
(1)求直线OF的函数解析式;
(2)设平行四边形BCDE与△BOF重叠部分面积为S,求S与m的关系式,并直接写出自变量m的取值范围.
2022年中考数学复习之挑战压轴题(解答题):一次函数(10题)
参考答案与试题解析
一.解答题(共10小题)
1.(2021秋•开江县期末)如图,在平面直角坐标系中,直线l1:y=kx+1交y轴于点A,交x轴于点B(4,0),过点E(2,0)的直线l2平行于y轴,交直线l1于点D,点P是直线l2上一动点(异于点D),连接PA、PB.
(1)求直线l1的解析式;
(2)设P(2,m),求△ABP的面积S的表达式(用含m的代数式表示);
(3)当△ABP的面积为3时,则以点B为直角顶点作等腰直角△BPC,请直接写出点C的坐标.
【考点】一次函数综合题.
【专题】压轴题;运算能力;推理能力.
【分析】(1)将B(4,0)代入y=kx+1得到y=﹣x+1;
(2)由两直线交点的求法得到点D的坐标;易得线段PD的长度,所以根据三角形的面积公式即可得到结论;
(3)根据三角形的面积公式列方程求得m=2,于是得到点P(2,2),推出∠EPB=∠EBP=45°.
第1种情况,如图2,过点C作CF⊥x轴于点F根据全等三角形的性质得到BF=CF=PE=EB=2,于是得到C(6,2);
第2种情况,如图3根据全等三角形的性质得到PC=CB=PE=EB=2,于是得到C(2,﹣2);
第3种情况,当点P在点D下方时,得到(3,2)或(5,﹣2).
【解答】解:(1)∵直线l1:y=kx+1交x轴于点B(4,0),
∴0=4k+1.
∴k=﹣.
∴直线l1:y=﹣x+1;
(2)由得:.
∴D(2,).
∵P(2,m),
∴PD=|m﹣|.
∴S=×|4﹣0|•PD=×|m﹣|×4=|2m﹣1|.
当m时,S=2m﹣1;
当m<时,S=1﹣2m;
(3)当S△ABP=3时,2m﹣1=3,
解得m=2,
∴点P(2,2),
∵E(2,0),
∴PE=BE=2,
∴∠EPB=∠EBP=45°,
如图2,∠PBC=90°,BP=BC,
过点C作CF⊥x轴于点F,
∵∠PBC=90°,∠EBP=45°,
∴∠CBF=∠PBE=45°,
在△CBF与△PBE中,
,
∴△CBF≌△PBE(AAS).
∴BF=CF=PE=EB=2.
∴OF=OB+BF=4+2=6.
∴C(6,2);
如图3,△PBC是等腰直角三角形,
∴PE=CE,
∴C(2,﹣2),
∴以点B为直角顶点作等腰直角△BPC,点C的坐标是(6,2)或(2,﹣2).
当1﹣2m=3时,n=﹣1,可得P(2,﹣1),
同法可得C(3,2)或(5,﹣2).
综上所述,满足条件的点C坐标为(6,2)或(2,﹣2)或(3,2)或(5,﹣2).
【点评】本题属于一次函数综合题,主要考查了待定系数法确定一次函数解析式,全等三角形的判定和性质,等腰直角三角形的性质,坐标与图形的性质,正确的作出图形是解题的关键.
2.(2021秋•泰兴市期末)如图,在平面直角坐标系中,直线l:y=x+b(b<0)与x轴交于点C.点D为直线l上第一象限内一点,过D作DE⊥y轴于点E,CA⊥DE于点A.点B在线段DA上,DB=AC.连接CB,P为线段CB上一动点,过点P作PR⊥x轴,分别交x轴、CD、DE于点R、Q、S.
(1)若点D坐标为(12,3).
①求直线BC的函数关系式;
②若Q为RS中点,求点P坐标.
(2)在点P运动的过程中,的值是否变化?若不变,求出该值;若变化,请说明理由.
【考点】一次函数综合题.
【专题】代数几何综合题;几何直观.
【分析】(1)①求出,B,C两点坐标,利用待定系数法解决问题即可;
②设P(m,m﹣),则R(m,0),Q(m,m﹣1),S(m,3),根据QS=QR,构建方程求出m即可解决问题;
(2)结论:=.如图,过点D作DT⊥x轴于点T.设D(m,m+b),用m,b表示出直线BC的解析式y=x+b,设P(t,t+b),则R(t,0),Q(t,t+b),用t,b表示出PQ,CR的长,可得结论.
【解答】解:(1)①∵点D(12,3)在直线y=x+b上,
∴3=×12+b,
∴b=﹣1,
∴直线l的解析式为y=x﹣1,
∴C(3,0),
∵DE⊥y轴,
∴OE=3,
∵CA⊥OC,
∴AC=OE=3,
∴DB=AC=3,
∴B(9,3),
设直线BC的解析式为y=kx+b,则有,
解得,,
∴直线BC的解析式为y=x﹣;
②设P(m,m﹣),则R(m,0),Q(m,m﹣1),S(m,3),
∵QS=QR,
∴3﹣(m﹣1)=m﹣1,
∴m=,
∴P(,);
(2)结论:=.
理由:如图,过点D作DT⊥x轴于点T.设D(m,m+b),
∵C(﹣3b,0),
∴OC=3b,OT=m,DT=m+b,
∴CT=OT﹣OC=m+3b,
∴AC=DT=BD=m+b,
∴B(m﹣b,m+b),
∴直线BC的解析式为y=x+b,
设P(t,t+b),则R(t,0),Q(t,t+b),
∴PQ=t+b﹣(t+b)=t+b,CR=t﹣(﹣3b)=t+3b,
∴==.
【点评】本题属于一次函数综合题,考查了一次函数的性质,待定系数法等知识,解题的关键是学会利用参数,构建方程解决问题,属于中考常考题型.
3.(2021秋•宜兴市期末)已知:如图,一次函数y=x﹣3的图象分别与x轴、y轴相交于点A、B,且与经过x轴负半轴上的点C的一次函数y=kx+b的图象相交于点D,直线CD与y轴相交于点E,E与B关于x轴对称,OA=3OC.
(1)直线CD的函数表达式为 y=x+3 ;点D的坐标 (﹣4,﹣6) ;(直接写出结果)
(2)点P为线段DE上的一个动点,连接BP.
①若直线BP将△ACD的面积分为7:9两部分,试求点P的坐标;
②点P是否存在某个位置,将△BPD沿着直线BP翻折,使得点D恰好落在直线AB上方的坐标轴上?若存在,求点P的坐标;若不存在,请说明理由.
【考点】一次函数综合题.
【专题】一次函数及其应用.
【分析】(1)先求出点A和点B的坐标,根据题意,得出点C和点E的坐标,用待定系数法可求出直线CD的解析式,联立直线CD和直线AB的解析式可求出点D的坐标;
(2)①过点D向x轴作DF⊥x轴于点F,先求出△ACD的面积,直线BP将△ACD的面积分为7:9两部分,需要分两种情况:当点P在线段CD上时,则有S△BDP=S△ACD,表达△BDP的面积,建立方程求解即可;当点P在线段CE上时,设直线BP与x轴交于点Q,则S△ABQ=S△ACD,表达△ABQ的面积,建立方程求解即可;
②将△BPD沿着直线BP翻折,使得点D恰好落在直线AB上方的坐标轴上时,需要分三种情况:当点D落在x轴负半轴上;当点D落在y轴上;当点D落在x轴正半轴上,画出图形,求解即可.
【解答】解:(1)∵一次函数y=x﹣3的图象分别与x轴、y轴相交于点A、B,
∴A(4,0),B(0,﹣3),
∴OA=4,
∵E与B关于x轴对称,OA=3OC.
∴E(0,3),OC=,
∴C(﹣,0).
把点C和点E的坐标代入一次函数y=kx+b,
∴,解得,
∴直线CD的解析式为:y=x+3;
令x+3=x﹣3,解得x=﹣4,
∴y=×(﹣4)﹣3=﹣6,
∴点D的坐标为(﹣4,﹣6).
故答案为:y=x+3;(﹣4,﹣6);
(2)①如图1,过点D作DF⊥x轴于点F,连接BC,
∴DF=6,
∵OA=4,OC=,
∴AC=,
∴S△ACD=•AC•DF=××6=16.
∵A(4,0),B(0,﹣3),D(﹣4,﹣6),
∴点B是线段AD的中点,
∴S△DBC=S△ACB.
当点P在线段CD上时,则有S△BDP=S△ACD,
∵S△BDP=(xP﹣xD)•BE,
∴(xP+4)•6=×16,解得xP=﹣,
∴P(﹣,﹣).
当点P在线段CE上时,设直线BP与x轴交于点Q,如图2,此时有S△ABQ=S△ACD,
∵S△ABQ=•AQ•BO,
∴AQ•3=7,解得AQ=,
∴OQ=﹣3=,
∴Q(﹣,0).
∴直线BQ的解析式为:y=﹣x﹣3,
令x+3=﹣x﹣3,解得x=﹣,
∴P(﹣,1).
综上所述,若直线BP将△ACD的面积分为7:9两部分,点P的坐标为(﹣,﹣);(﹣,1).
②存在,理由如下:
将△BPD沿着直线BP翻折,使得点D恰好落在直线AB上方的坐标轴上时,需要分三种情况:
当点D落在x轴负半轴上D1处,如图3,
由折叠可知,∠DBP=∠D1BP,BD=BD1,
由题意可知,OB=3,OA=4,则AB=5,
∴BD=AB=5,
∴BD1=5,
∴OD1=4,
∴△ABO≌△D1BO(SSS),
∴∠OAB=∠OD1B,
∵∠DBD1=∠OAB+∠OD1B,
∴∠OD1B=∠D1BP,
∴BP∥x轴,
∴点P的纵坐标为﹣3,
∴P(﹣,﹣3).
当点D落在y轴上D2处,如图4,过点P作PG⊥AD于点G,作PH⊥y轴于点H,过点D作DM⊥y轴于点M,
由折叠可知,BP平分∠DBD2,
∴PG=PH,
∵S△BDP=S△BEP+S△BDE,
∴•BE•DM=•BD•PG+•BE•PH,即×6×4=×5•PG+×6•PH,
解得PG=PH=;
∴P(﹣,﹣).
当点D落在x轴正半轴上D3处,如图5,此时点A和点D3重合,不符合题意,舍去.
综上所述,存在点P,将△BPD沿着直线BP翻折,使得点D恰好落在直线AB上方的坐标轴上,此时点P的坐标为:(﹣,﹣3)或(﹣,﹣).
【点评】本题属于一次函数综合题,涉及待定系数法求函数解析式,一次函数的交点问题,三角形的面积,折叠的性质等内容,分类讨论思想等数学思想,做题关键是根据题意进行正确的分类讨论并作出图形.
4.(2021秋•宁波期末)如图,在平面直角坐标系中,直线分别与x轴,y轴交于A,B两点,把线段AB绕点B顺时针旋转90°后得到线段BC,连结AC,OC.
(1)当时,求点C的坐标;
(2)当m值发生变化时,△BOC的面积是否保持不变?若不变,计算其大小;若变化,请说明理由;
(3)当S△AOB=2S△BOC时,在x轴上找一点P,使得△PAB是等腰三角形,求满足条件的所有P点的坐标.
【考点】一次函数综合题.
【专题】一次函数及其应用;图形的全等;等腰三角形与直角三角形;平移、旋转与对称;运算能力;推理能力.
【分析】(1)证明△AOB≌△BDC,求得CD和BD的长,从而得出点C坐标;
(2)由(1)得,CD=OB=4,可求得三角形BCO的面积不变;
(3)由条件求得OA,AB的长,△PAB是等腰三角形,分为三种情形:PA=PB,PA=AB,PB=AB,当PA=PB时,设点P坐标,根据PA2=PB2列出方程求得,当PA=AB时,可根据长度直接求得,当PB=AB时,根据等腰三角形“三线合一”求得结果.
【解答】解:(1)如图1,
当m=时,y=﹣,
当x=0时,y=4,
∴OB=4,
当y=时,﹣,
∴x=5,
∴OA=5,
作CD⊥OB于D,
∴∠BDC=∠AOB=90°,
∴∠ABO+∠OAB=90°,
∵∠ABC=90°,
∴∠ABO+∠CBD=90°,
∴∠OAB=∠CBD,
在△AOB和△BDC中,
,
∴△AOB≌△BDC(AAS),
∴CD=OB=4,BD=OA=5,
∴OD=BD﹣OB=5﹣4=1,
∴C(﹣4,﹣1);
(2)△BOC的面积不变,理由如下:
由(1)知:CD=4,OB=4,
∴=8;
(3)∵S△BOC=8,
∴S△AOB=2S△BOC=16,
∴,
∴OB=8,
∵∠AOB=90°,
∴AB===4,
当PA=AB=4时,
OP=PA﹣OA=4﹣8或OP=PA+OA=4+8,
∴P(8﹣4,0)或(4+8),
如图2,
当PB=AB时,
∵OB⊥AP,
∴OP=OA=8,
∴点P(﹣8,0);
如图3,
当PA=PB时,
(8﹣OP)2=OP2+42,
∴OP=3,
∴P(3,0),
综上所述:点P(8﹣4,0)或(4+8)或(﹣8,0)或(3,0).
【点评】本题是以一次函数为背景的综合题,考查了由函数及其图象求点的坐标,全等三角形的判定和性质,等腰三角形的判定和分类等知识,解决问题的关键是正确分类,利用好等腰三角形性质及列方程求解.
5.(2021秋•沙坪坝区校级期末)如图,在平面直角坐标系中l1:y=﹣x﹣,l2:y=kx+b(k≠0),直线l1交y轴于点C,直线l2交x轴于点A(﹣2,0),交y轴于点B(0,2),点D为直线l2上第一象限内的一点,且到y轴的距离为,连接OD.
(1)如图1,求直线l2的解析式;
(2)如图2,E(3,0),P为直线l1上第四象限的一动点,连接PD、PO,当S△POD=时,线段CP在直线l1上移动,记平移后的线段为C'P',求△EC'P'周长取得最小值时点C'的坐标;
(3)如图3,将△OBD绕点D逆时针旋转,旋转角度为α(0°<α≤180°),旋转中的三角形记为△DB'O',在旋转过程中,边DB',DO'所在直线分别交l1于点M、N,在旋转过程中是否存在△DMN为等腰三角形,若存在,请直接写出点B'的坐标,若不存在,请说明理由.
【考点】一次函数综合题.
【专题】一次函数及其应用;等腰三角形与直角三角形;平移、旋转与对称;运算能力;推理能力.
【分析】(1)设直线l2的解析式是:y=kx+b,将A、B两点坐标代入求得结果;
(2)作PH⊥OB于H,DG⊥OB于G,设P(x,﹣),由S梯形PHGD﹣S△ODG﹣S△POH=S△POD,得出方程,求得x的值,进而求得CP的长,作EF∥l1,作点C′关于EF的对称点Q,连接QP′,QP′过点E时,△EC′P′的周长最小,进一步求得结果;
(3)可求得△BOD是等腰三角形,∠BDO=∠BOD=30°,当∠MDN=∠MND=30°时,△DMN是等腰三角形,此时点B′在OD时,可得OD=2,B′D=BD=2,
OB′=2,作B′E⊥OA于E,通过解直角三角形EOB′求得结果.
【解答】解:(1)设直线l2的解析式是:y=kx+b,
∴,
∴,
∴y=;
(2)当x=时,y==3,
∴D(,3),
(2)如图1,
作PH⊥OB于H,DG⊥OB于G,
设P(x,﹣),
∴PH=x,OH=,
∵D(,3),
∴DG=,OG=3,
∵S梯形PHGD﹣S△ODG﹣S△POH=S△POD,
∴﹣﹣=,
∴x=1,
∴P(1,﹣2),
当x=0时,y=﹣=﹣,
∴C(0,﹣),
∴PC=2,
如图2,
作EF∥l1,作点C′关于EF的对称点Q,连接QP′,
当QP′过点E时,△EC′P′的周长最小,
当y=0时,﹣x﹣=0,
∴x=﹣1,
∴OG=1,
∵OC=,
∴CG==2,
∴可得∠CGE=60°,
∵GE=4,
∴可得EC⊥CG,
∵∠QC′P′=90°,点E是QP′的中点,
∴EC′=EP′,
∴CC′==1,
∴点C′是CG的中点,
∴C′(﹣,﹣);
(3)如图3,
可求得△BOD是等腰三角形,∠BDO=∠BOD=30°,
∴当∠MDN=∠MND=30°时,△DMN是等腰三角形,
此时点B′在OD时,可得OD=2,B′D=BD=2,
∴OB′=2,
作B′E⊥OA于E,
可得OE=OB′=,B′E==3﹣,
∴B′(,3).
【点评】本题考查了用待定系数法求一次函数解析式,轴对称作图和性质,等腰三角形的判定和性质等知识,解决问题的关键是作辅助线,作点关于某直线的对称点以及注意题目中的特殊角使用.
6.(2021秋•姜堰区期末)如图,在平面直角坐标系xOy中,A(0,3)、B(﹣4,0),连接AB,点C为线段AB上的一个动点(点C不与A、B重合),过点C作CP⊥x轴,垂足为P,将线段AP绕点A逆时针旋转至AQ,且∠PAQ=∠BAO.连接OQ,设点C的横坐标为m.
(1)求经过点A、B的直线的函数表达式;
(2)当m为何值时,△ACP≌△AOQ;
(3)点C在运动的过程中,
①在y轴上是否存在一点D,使得∠ADQ的大小始终不发生变化?若存在,请求出点D的坐标;若不存在,请说明理由;
②连接OQ,请直接写出OQ长度的取值范围.
【考点】一次函数综合题.
【专题】一次函数及其应用;图形的全等;等腰三角形与直角三角形;运算能力;推理能力.
【分析】(1)设AB的函数表达式是:y=kx+b,将点A、B两点坐标代入,进而求得结果;
(2)可得AC=OA=3时,△ACP≌AOQ,表示出点C的坐标,根据AC=3列出方程求得结果;
(3)①当AD=AB时,△BAP≌△DAQ,此时AD=AB=5,求得D(﹣2,0),从而∠ADQ=∠ABC,故∠ADQ不变;
②因为点Q在①中的直线上运动,故当OQ⊥DV时,值最小,当点P运动到点O时,OQ最大=AC,进而求得AC,从而确定结果.
【解答】解:(1)设直线AB的表达式是:y=kx+b,
∴,
∴,
∴y=;
(2)∵∠BAO=∠PAQ,
∴∠BAO﹣∠PAO=∠PAQ﹣∠PAO,
即:∠BAP=∠QAO,
∵AP=AQ,
∴当AC=AO=3时,△ACP≌△AOQ(SAS),
∵C(m,),
∴m2+()2=32,
∴m=﹣;
(3)①如图,
存在点D(﹣2,0)使∠ADQ=∠ABC,理由如下:
∵D(﹣2,0),A(0,3),
∴AD=5,
∵∠AOB=90°,OA=3,OB=4,
∴AB=5,
∴AD=AB,
由(2)得:∠BAP=∠DAQ,AP=AQ,
∴△BAP≌△DAQ(SAS),
∴∠ADQ=∠ABC,
∴∠ADQ不变;
②如图2,
由①知:点Q在直线DV上运动,作OE⊥DV于E,AF⊥DV于F,
当Q点运动到E点时,OQ最小,当运动到F点,OQ最大,
可得AF=OA=OC=3,而C(﹣,),
∴OF=OC==,
此时,点P在点O处,点C在点A,
可得OE=,
∴≤OQ<.
【点评】本题考查了求一次函数关系式,全等三角形的判定和性质,直角三角形的勾股定理运用等知识,解决问题的关键是根据旋转不变性构造全等三角形.
7.(2021秋•沙坪坝区校级期末)如图,在平面直角坐标系中,A(﹣1,0),B(0,3),直线y=﹣x+1与x轴交于点C,与直线AB交于点D.
(1)求直线AB的解析式及点D的坐标;
(2)如图2,H是直线AB上位于第一象限内的一点,连接HC,当S△HCD=时,点M、N为y轴上两动点,点M在点N的上方,且MN=1,连接HM、NC,求HM+MN+NC的最小值;
(3)将△OAB绕平面内某点E旋转90°,旋转后的三角形记为△O′A′B′,若点O′落在直线AB上,点A′落在直线CD上,请直接写出满足条件的点O′的坐标以及对应的点E的坐标.
【考点】一次函数综合题.
【专题】一次函数及其应用;运算能力;应用意识.
【分析】(1)用待定系数法求函数解析式,再将两个一次函数的解析式联立方程组即可求交点D的坐标;
(2)判断△HCD是直角三角形,利用△HCD的面积求出HD的长,再由两点间距离公式求出H点的坐标,作H点关于y轴的对称点H',过点C作CG⊥x轴,且CG=1,连接H'G交y轴于点M,当H'、M'、G三点共线时,HM+MN+NC的值最小,求出H'G的长即可求解;
(3)分两种情况,△AOB逆时针旋转90°和顺时针旋转90°分别讨论;根据旋转后O'A'∥y轴,OA=O'A'=1,可求O'的坐标,再由△OEO'是等腰直角三角形,再求E点的坐标即可.
【解答】解:(1)设直线AB的解析式为y=kx+b,
将A(﹣1,0),B(0,3)代入,
∴,
∴,
∴y=3x+3,
联立方程组,
∴,
∴D(﹣,);
(2)设H(t,3t+3),
∵OA=1,OB=3,
∴tan∠ABO=,
直线y=﹣x+1与y轴的交点为(0,1),与x轴的交点C(3,0),
∴tan∠DCA=,
∴∠DCA=∠ABO,
∴∠CDB=90°,
∵CD=,
∵S△HCD==××DH,
∴DH=,
∵=,
∴t=2或t=﹣,
∵H是直线AB上位于第一象限内的一点,
∴t=2,
∴H(2,9),
如图1,作H点关于y轴的对称点H',过点C作CG⊥x轴,且CG=1,
∴G(3,1),H'(﹣2,9),
连接H'G交y轴于点M,
∵MN=1,
∴四边形MNCG是平行四边形,
∴MG=CN,
由对称性可知,MH=MH',
∴HM+MN+NC=MH'+MN+MG≥1+H'G,
∴当H'、M'、G三点共线时,HM+MN+NC的值最小,
∵H'G=,
∴HM+MN+NC的最小值为+1;
(3)将△OAB逆时针旋转90°时,如图2,
∵点O′落在直线AB上,点A′落在直线CD上,
设A'(m,3m+3),
∵OA⊥y轴,
∴O'A'⊥x轴,
则O'(m,﹣m+1),
∵OA=O'A'=1,
∴﹣m+1﹣3m﹣3=1,
∴m=﹣,
∴O'(﹣,),
∵OE=O'E,OE⊥O'E,
∴△OEO'是等腰直角三角形,
∵O'O=,
∴OE=,
过点E作GH⊥x轴,交B'O'于G,交x轴于H,
∵∠HOE+∠HEO=90°,∠HEO+∠GEO'=90°,
∴∠EOH=∠GEO',
∵EO=EO',
∴△HEO≌△GO'E(AAS)
∴HO=GE,GO'=EH,
设E(x,y),
∴﹣x+y=,
∵y=+x,
∴=,
∴x=﹣(舍)或x=﹣,
∴E(﹣,);
将△OAB顺时针旋转90°时,如图3,
∵点O′落在直线AB上,点A′落在直线CD上,
设A'(m,3m+3),
∵OA⊥y轴,
∴O'A'⊥x轴,
则O'(m,﹣m+1),
∵OA=O'A'=1,
∴3m+3﹣(﹣m+1)=1,
∴m=﹣,
∴O'(﹣,),
∵OE=O'E,OE⊥O'E,
∴△OEO'是等腰直角三角形,
∵O'O=,
∴OE=,
过点E作PQ⊥x轴,交B'O'于P,交x轴于Q,
∵∠QOE+∠QEO=90°,∠QEO+∠O'EP=90°,
∴∠QOE=∠PEO',
∵EO=EO',
∴△QEO≌△PO'E(AAS),
∴QO=PE,PO'=EQ,
设E(x,y),
∴x+y=,
∵y=﹣x,
∴=,
∴x=或x=(舍),
∴E(,);
综上所述:O'(﹣,),E(﹣,)或O'(﹣,),E(,).
【点评】本题是一次函数的综合题,熟练掌握一次函数的图象及性质,图形旋转的性质,三角形全等的判定及性质是解题的关键.
8.(2021秋•皇姑区校级期中)已知A(0,6),点D在点A的上方,点C(10,0),点B在线段OC上运动,且CD∥AB.
(1)如图1,若∠OCD=30°,求直线AB的解析式,并直接写出四边形ABCD的面积.
(2)如图2,在(1)的条件下,点E和点F都在线段CD上运动,且满足CF:DE=2:3,直接写出当△AEF的面积为2时,点E的坐标.
(3)如图3,点E在线段CD上运动,点F在线段CE上运动,且满足CF:DE=2:3,点P和点Q分别是线段AB和线段EF上的动点,当点P从点A匀速运动到点B时,点Q恰好从点F匀速运动到点E.设QE=m,PA=n,已知n=﹣m+12,直接写出直线PQ经过点O时,直线PQ的解析式.
【考点】一次函数综合题.
【专题】一次函数及其应用;图形的相似;解直角三角形及其应用;运算能力;推理能力.
【分析】(1)解直角三角形AOB,求出点B坐标,进而求得;
(2)作AG⊥CD,先求出EF的值,进而求得EF,DE,CF的值,解直角△HDE即可;
(3)先根据题意求得EF=10,进而表示P点和Q点坐标,根据O、P、Q在一条直线上列出比例方程,从而求得m的值,进而求出OP的解析式.
【解答】解:(1)如图1,
∵AB∥CD,
∴∠ABO=∠OCD=30°,
∴OB===6,
设直线AB的解析式是:y=kx+b,
∴,
∴k=﹣,
∴y=﹣x+6,
作AG⊥CD于G,
∵∠OCD=30°,OC=10,
∴OD=OC•tan∠OCD=10=10,
∴AD=10﹣6=4,CD=2OD=20,
在Rt△ADG中,AD=4,∠ODC=90°﹣∠OCD=30°,
∴AG=AD•sin60°=4×=2,
S四边形ABCD==32;
(2)如图2,
由(1)知:AG
∴EF•2=2,
∴EF=2,
当E,F相遇前时,
∴DE=×(20﹣2)=,
∴DH=DE=,HE==,
∴OH=OD﹣DH=10﹣=,
∴E(,),
当D,E相遇后,
∴DE==,
∴DH=,HE=,
∴OH=10﹣=,
∴E(,),
综上所述:E(,)或(,);
(3)如图3,
由题意得,
=,
∴=,
∴EF=,
∵n=﹣m+12,
∴EF==10,
∴DE=×10=6,
∴CQ=CD﹣DE﹣EQ=20﹣6﹣m=14﹣m,
作QM⊥OC于M,
∴QM=CQ=7﹣m,CM=QM=7﹣m,
∴OM=10﹣(7﹣m)=3+m
作PN⊥OC于N,
∵PB=12﹣n,∠ABO=30°,
∴PN=PB=6﹣=6﹣(﹣m+12)=m,
BN=PN=m,
∴ON=6﹣,
∵OP经过Q,
∴=,
∴=,
∴m=,
∴PN==,
ON=6﹣=,
设OP的解析式是y=kx,
∴=,
∴k=,
∴y=x.
【点评】本题考查了解直角三角形,求一次函数解析式,相似三角形的判定和性质,列方程求值等知识,解决问题的关键转化题意,列出方程.
9.(2021秋•福田区校级期中)如图1,直线y=x﹣5与x轴、y轴分别交于B、C两点,点A为y轴正半轴上一点,且S△ABC=75.
(1)请直接写出点B、C的坐标及直线AB的解析式: (10,0) 、 (0,﹣5) 、 y=﹣x+10 ;
(2)如图2,点P为线段OB上一点,若∠BCP=45°,请写出点P的坐标: (,0) ,并简要写出解答过程;
(3)如图3,点D是AB的中点,M是OA上一点,连接DM,过点D作DN⊥DM交OB于点N,连接BM,若∠OBM=2∠ADM,请写出点M的坐标,并简要写出解答过程.
【考点】一次函数综合题.
【专题】一次函数及其应用;图形的全等;等腰三角形与直角三角形;图形的相似;运算能力;推理能力;模型思想.
【分析】(1)令y=0,x=0,求得B、C两点坐标,设直线AB的解析式是y=kx+b,将A、B两点坐标代入即可;
(2)作∠CPQ=90°,交CB于Q,作QD⊥OB于D,由△POC≌△QDP得PD=OC=5,QD=OP,再根据△BDQ∽△BOC求得P点坐标;
(3)连接OD,MN,在射线OB上截取EO=ON,可推得△ADM≌△ODN,从而AM=ON=OE,根据∠EMN=2∠MNO=2∠ODN=2∠ADM,从而得出∠EMN=∠OBM,从而推出BM=BE,进而列出方程,求得M点坐标.
【解答】解:(1)当y=0时,
,
∴x=10,
∴B(10,0),
当x=0时,y=﹣5,
∴C(0,﹣5),
∵,
∴=75,
∴AC=15,
∴OA=AC﹣OC=10,
∴A(0,10),
设直线AB的解析式是:y=kx+b,
∴,
∴,
∴y=﹣x+10,
故答案是(10,0),(0.﹣5),y=﹣x+10;
(2)如图2,
作BD⊥CP于D,作DE⊥OC于E,作BF⊥DE于F,
∴∠CED=∠BFD=∠CDB=90°,
∴∠ECD+∠EDC=90°,∠EDC+∠PDF=90°,
∴∠ECD=∠BDF
∵∠BCP=45°,
∴∠CBD=90°﹣∠BCP=45°,
∴∠CBD=∠BCP,
∴CD=BD,
∴△CED≌△DFB(AAS),
∴BF=DE,DF=CE,
∵OE=BF,
∴OE=DE
∴DF=CE=OC+OE=5+DE,
∵EF=OB=10,
∴DE+DF=10,
∴DE+(5+DE)=10,
∴OE=DE=,
∴D(,),
∵D(0,﹣5),
∴直线CD的解析式是:y=3x﹣5,
∴当y=0时,3x﹣5=0,
∴x=,
∴P(,0),
故答案是(,0);
(3)如图3,
连接OD,MN,在射线OB上截取EO=ON,
∵MO⊥OB,
∴∠ME=MN,
∴∠EMN=2∠OMN,∠MEN=∠MNE,
∵DN⊥DM,
∴∠MDN=∠MON=90°,
∴点M、O、N、D共圆,
∴∠OMN=∠ODN,
在Rt△AOB中,OA=OB,点D是AB的中点,
∴∠OAD=∠DON=45°,
OD=AD,
∠ADO=90°,
∵∠MDN=90°,
∴∠ADO﹣∠MDO=∠MDN﹣∠MDO,
∴∠ODN=∠ADM,
∴△ADM≌△ODN(ASA),
∴AM=ON,
∵∠OBM=2∠ADM,
∴∠OBM=∠EMN,
∴∠BEM=∠BME,
∴BM=BE,
设OM=m,
∴OE=ON=AM=10﹣m,
∴BE=OE+OB
=10﹣m+10
=20﹣m,
在Rt△BOM中,
BM2=OB2+OM2
=100+m2,
∴100+m2=(20﹣m)2,
∴m=,
∴M(0,).
【点评】本题考查了一次函数及其图象性质,全等三角形的判定和性质,等腰直角三角形的判定和性质,相似三角形的判定和性质等知识,解决问题的关键是熟悉“一线三等角”模型及作辅助线构造全等三角形和等腰三角形.
10.(2021秋•瓦房店市月考)平面直角坐标系xOy中,直线y=﹣x+3与x、y轴交于A、B两点,与正比例函数y=kx的图象交于点F,CE∥x轴,点C坐标为(0,m)(0<m<3),以BC、BE为邻边作平行四边形BCDE,当点D在OF上时,m=2.
(1)求直线OF的函数解析式;
(2)设平行四边形BCDE与△BOF重叠部分面积为S,求S与m的关系式,并直接写出自变量m的取值范围.
【考点】一次函数综合题.
【专题】数形结合;分类讨论;待定系数法;一次函数及其应用;运算能力;应用意识.
【分析】(1)由y=﹣x+3得B(0,3),当m=2时,C(0,2),E(,2),根据四边形BCDE是平行四边形,可得D(,1),由待定系数法即可求出直线OF的函数解析式;
(2)由y=﹣x+3得E(4﹣m,m),根据四边形BCDE是平行四边形,可得D(4﹣m,2m﹣3),①当2≤m<3时,S=2S△BCE=2×BC•CE=BC•CE=m2﹣8m+12,②由得F(2,),当≤m<2时,设ED交OF于H,CD交OF于G,过G作GM⊥ED于M,可得H(4﹣m,3﹣m),即有HD=6﹣3m,而直线CD解析式为y=﹣x+m,可得G(m,m),从而GM=4﹣2m,即得S△DHG=HD•GM=3m2﹣12m+12,故S=S▱BCDE﹣S△DHG=﹣m2+4m;③当0<m<时,由S△BOF=OB•xF=3,S△COG=m2,即得S=S△BOF﹣S△COG=3﹣m2=﹣m2+3.
【解答】解:(1)在y=﹣x+3中,令x=0得y=3,
∴B(0,3),
当m=2时,C(0,2),
在y=﹣x+3中,令y=2得x=,
∴E(,2),
∵四边形BCDE是平行四边形,
∴CE的中点即是BD的中点,
设D(s,t),则,
解得,
∴D(,1),
∵点D在OF上,
∴1=k,
∴k=,
∴直线OF的函数解析式为y=x;
(2)在y=﹣x+3中,令y=m得x=4﹣m,
∴E(4﹣m,m),
∵四边形BCDE是平行四边形,
∴CE的中点即是BD的中点,
而B(0,3),C(0,m),
设D(s,t),则,
解得,
∴D(4﹣m,2m﹣3),
①当2≤m<3时,如图:
S=2S△BCE=2×BC•CE=BC•CE=(3﹣m)•(4﹣m)=m2﹣8m+12,
②由得,
∴F(2,),
当≤m<2时,设ED交OF于H,CD交OF于G,过G作GM⊥ED于M,如图:
在y=x中,令x=4﹣m得y=3﹣m,
∴H(4﹣m,3﹣m),
∴HD=(3﹣m)﹣(2m﹣3)=6﹣3m,
∵CD∥AB,
∴直线CD解析式为y=﹣x+m,
由得,
∴G(m,m),
∴GM=(4﹣m)﹣m=4﹣2m,
∴S△DHG=HD•GM=(6﹣3m)×(4﹣2m)=3m2﹣12m+12,
由①知S▱BCDE=﹣m2﹣8m+12,
∴S=S▱BCDE﹣S△DHG=(m2﹣8m+12)﹣(3m2﹣12m+12)=﹣m2+4m;
③当0<m<时,如图:
∵B(0,3),F(2,),
∴S△BOF=OB•xF=×3×2=3,
由②知G(m,m),
又C(0,m),
∴S△COG=OC•xG=m×m=m2,
∴S=S△BOF﹣S△COG=3﹣m2=﹣m2+3,
综上所述,S=.
【点评】本题考查一次函数综合应用,涉及待定系数法、平行四边、三角形及多边形面积等知识,解题的关键是分类画出图象,用含m的代数式表示相关点坐标及相关线段的长度.
考点卡片
1.一次函数综合题
(1)一次函数与几何图形的面积问题
首先要根据题意画出草图,结合图形分析其中的几何图形,再求出面积.
(2)一次函数的优化问题
通常一次函数的最值问题首先由不等式找到x的取值范围,进而利用一次函数的增减性在前面范围内的前提下求出最值.
(3)用函数图象解决实际问题
从已知函数图象中获取信息,求出函数值、函数表达式,并解答相应的问题.
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