初中数学中考复习 专题23 函数与几何综合【考点精讲】-【中考高分导航】备战2022年中考数学考点总复习(全国通用)(解析版)
展开专题23 函数与几何综合
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题型精讲
题型一:一次函数与几何结合
【例1】(2021·四川泸州市)一次函数y=kx+b(k≠0)的图像与反比例函数的图象相交于A(2,3),B(6,n)两点
(1)求一次函数的解析式
(2)将直线AB沿y轴向下平移8个单位后得到直线l,l与两坐标轴分别相交于M,N,与反比例函数的图象相交于点P,Q,求的值
【答案】(1)一次函数y=,(2).
【分析】
(1)利用点A(2,3),求出反比例函数,求出 B(6,1),利用待定系数法求一次函数解析式;
(2)利用平移求出y=,联立,求出P(-6,-1),Q(-2,-3),在Rt△MON中,由勾股定理MN=,PQ=即可.
【详解】
解:(1)∵反比例函数的图象过A(2,3),
∴m=6,
∴6n=6,
∴n=1,
∴B(6,1)
一次函数y=kx+b(k≠0)的图像与反比例函数的图象相交于A(2,3),B(6,1)两点,
∴,
解得,
一次函数y=,
(2)直线AB沿y轴向下平移8个单位后得到直线l,得y=,
当y=0时,,,当x=0时,y=-4,
∴M(-8,0),N(0,-4),
,
消去y得,
解得,
解得,,
∴P(-6,-1),Q(-2,-3),
在Rt△MON中,
∴MN=,
∴PQ=,
∴.
【例2】(2021·浙江金华市)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.
【答案】(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.
题型二:反比例函数与几何结合
【例3】(2021·山东菏泽市)如图,在平面直角坐标系中,矩形的两边、分别在坐标轴上,且,,连接.反比例函数()的图象经过线段的中点,并与、分别交于点、.一次函数的图象经过、两点.
(1)分别求出一次函数和反比例函数的表达式;
(2)点是轴上一动点,当的值最小时,点的坐标为______.
【答案】(1), ;(2)
【分析】
(1)先求出B点的坐标,再由反比例函数过点,求出点的坐标,代入即可,
由矩形的性质可得、坐标,代入即可求出解析式;
(2)“将军饮马问题”,作关于轴的对称点,连接,直线与轴交点即为所求.
【详解】
(1) 四边形是矩形,,
为线段的中点
将代入,得
将,代入,得:
,解得
(2)如图:作关于轴的对称点,连接交轴于点P
当三点共线时,有最小值
,
设直线的解析式为
将,代入,得
,解得
令,得
【例4】(2021·黑龙江大庆市)如图,一次函数的图象与轴的正半轴交于点,与反比例函数的图像交于两点.以为边作正方形,点落在轴的负半轴上,已知的面积与的面积之比为.
(1)求一次函数的表达式:
(2)求点的坐标及外接圆半径的长.
【答案】(1);(2)点的坐标为;外接圆半径的长为
【分析】
(1)过D点作DE∥y轴交x轴于H点,过A点作EF∥x轴交DE于E点,过B作BF∥y轴交EF于F点,证明△ABF≌△DAE,,的面积与的面积之比为得到,进而得到,求出A、D两点坐标即可求解;
(2)联立一次函数与反比例函数解析式即可求出P点坐标;再求出C点坐标,进而求出CP长度,Rt△CPD外接圆的半径即为CP的一半.
【详解】
解:(1)过D点作DE∥y轴交x轴于H点,过A点作EF∥x轴交DE于E点,过B作BF∥y轴交EF于F点,如下图所示:
∵与有公共的底边BO,其面积之比为1:4,
∴DH:OA=1:4,
设,则,
∵ABCD为正方形,
∴AB=AD,∠BAD=90°,
∴∠BAF+∠EAD=90°,
∵∠BAF+∠FBA=90°,
∴∠FBA=∠EAD,
在△ABF和△DAE中: ,
∴△ABF≌△DAE(AAS),
∴
又,
∴,解得(负值舍去),
∴,代入中,
∴ ,解得 ,
∴一次函数的表达式为;
(2)联立一次函数与反比例函数解析式: ,
整理得到:,
解得 ,,
∴点的坐标为;D点的坐标为(4,1)
∵四边形ABCD为正方形,
∴,
且,
在中,由勾股定理:,
∴,
又△CPD为直角三角形,其外接圆的圆心位于斜边PC的中点处,
∴△CPD外接圆的半径为.
提分训练
1.(2021·湖北黄冈市·中考真题)如图,反比例函数上的图象与一次函数的图象相交于,两点.
(1)求反比例函数和一次函数的解析式;
(2)设直线交y轴于点C,点是正半轴上的一个动点,过点N作轴交反比例函数的图象于点M,连接,.若,求t的取值范围.
【答案】(1),;(2).
【分析】
(1)先根据点的坐标,利用待定系数法可得反比例函数的解析,从而可得点的坐标,再根据点的坐标,利用待定系数法可得一次函数的解析式;
(2)先根据一次函数的解析式求出点的坐标,根据反比例函数的解析式求出点的坐标,再根据建立不等式,解不等式即可得.
【详解】
解:(1)将点代入得:,
则反比例函数的解析式为;
当时,,解得,即,
将点代入得:,解得,
则一次函数的解析式为;
(2)对于一次函数,
当时,,即,
,
轴,且,
,,
,
,
,
解得.
2.(2021·湖南株洲市·中考真题)如图所示,在平面直角坐标系中,一次函数的图像与函数的图像(记为)交于点A,过点A作轴于点,且,点在线段上(不含端点),且,过点作直线轴,交于点,交图像于点.
(1)求的值,并且用含的式子表示点的横坐标;
(2)连接、、,记、的面积分别为、,设,求的最大值.
【答案】(1),D点横坐标为;(2)
【分析】
(1)先求出A点坐标,再利用待定系数法即可求出k的值,利用OC=t和D点在直线l上即可得到D点横坐标;
(2)分别用含t的式子表示出、,得到关于t的二次函数,求函数的最大值即可.
【详解】
解:(1)∵,
∴A点横坐标为1,
∵A点在一次函数的图像上,
∴,
∴,
∵A点也在反比例函数图像上,
∴,
∴反比例函数解析式为:,
∵,直线轴,
∴D点纵坐标为t,
∵D点在直线l上,
∴D点横坐标为,
综上可得:,D点横坐标为.
(2)直线轴,交于点,交图像于点,
∴E点纵坐标为t,
将纵坐标t代入反比例函数解析式中得到E点坐标为,
∴,A点到DE的距离为,
∴,
∵轴于点,
∴,
∴,
∴,
∴当时,最大=;
∴的最大值为.
3.(2021·山东泰安市·中考真题)如图,点P为函数与函数图象的交点,点P的纵坐标为4,轴,垂足为点B.
(1)求m的值;
(2)点M是函数图象上一动点,过点M作于点D,若,求点M的坐标.
【答案】(1)24;(2)M点的坐标为
【分析】
(1)根据交点坐标的意义,求得点P的横坐标,利用k=xy计算m即可;
(2)利用分类思想,根据正切的定义,建立等式求解即可.
【详解】
解:(1)∵点P纵坐标为4,
∴,解得,
∴,
∴.
(2)∵,
∴,
设,则,
当M点在P点右侧,
∴M点的坐标为,
∴(6+2t)(4-t)=24,
解得:,(舍去),
当时,,
∴M点的坐标为,
当M点在P点的左侧,
∴M点的坐标为,
∴(6-2t)(4+t)=24,
解得:,,均舍去.
综上,M点的坐标为.
4.(2021·浙江中考真题)已知在平面直角坐标系中,点是反比例函数图象上的一个动点,连结的延长线交反比例函数的图象于点,过点作轴于点.
(1)如图1,过点作轴于点,连结.
①若,求证:四边形是平行四边形;
②连结,若,求的面积.
(2)如图2,过点作,交反比例函数的图象于点,连结.试探究:对于确定的实数,动点在运动过程中,的面积是否会发生变化?请说明理由.
【答案】(1)①证明见解析,②1;(2)不改变,见解析
【分析】
(1)①计算得出,利用平行四边形的判定方法即可证明结论;
②证明,利用反比例函数的几何意义求得,即可求解;
(2)点的坐标为,点的坐标为,可知四边形是平行四边形,由,利用相似三角形的性质得到关于的一元二次方程,利用三角形的面积公式即可求解.
【详解】
(1)①证明:设点的坐标为,
则当时,点的坐标为,
,
轴,
,
∴四边形是平行四边形;
②解:过点作轴于点,
轴,
,
,
,
∴当时,则,即.
;
(2)解 不改变.
理由如下:
过点作轴于点与轴交于点,
设点的坐标为,点的坐标为,
则,OH=b,
由题意,可知四边形是平行四边形,
∴OG=AE=a,∠HPG=∠OEG=∠EOA,且∠PHG=∠OEA=90°,
∴,
,
即,
∴,
,
解得,
异号,,
,
.
∴对于确定的实数,动点在运动过程中,的面积不会发生变化.
.
5.(2020•连云港)如图,在平面直角坐标系xOy中,反比例函数y=mx(x>0)的图象经过点A(4,32),点B在y轴的负半轴上,AB交x轴于点C,C为线段AB的中点.
(1)m= 6 ,点C的坐标为 (2,0) ;
(2)若点D为线段AB上的一个动点,过点D作DE∥y轴,交反比例函数图象于点E,求△ODE面积的最大值.
【分析】(1)根据待定系数法即可求得m的值,根据A点的坐标即可求得C的坐标;
(2)根据待定系数法求得直线AB的解析式,设出D、E的坐标,然后根据三角形面积公式得到S△ODE=-38(x﹣1)2+278,由二次函数的性质即可求得结论.
【解析】(1)∵反比例函数y=mx(x>0)的图象经过点A(4,32),
∴m=4×32=6,
∵AB交x轴于点C,C为线段AB的中点.
∴C(2,0);
故答案为6,(2,0);
(2)设直线AB的解析式为y=kx+b,
把A(4,32),C(2,0)代入得4k+b=322k+b=0,解得k=34b=-32,
∴直线AB的解析式为y=34x-32;
∵点D为线段AB上的一个动点,
∴设D(x,34x-32)(0<x≤4),
∵DE∥y轴,
∴E(x,6x),
∴S△ODE=12x•(6x-34x+32)=-38x2+34x+3=-38(x﹣1)2+278,
∴当x=1时,△ODE的面积的最大值为278.
6.(2020•江西)如图,Rt△ABC中,∠ACB=90°,顶点A,B都在反比例函数y=kx(x>0)的图象上,直线AC⊥x轴,垂足为D,连结OA,OC,并延长OC交AB于点E,当AB=2OA时,点E恰为AB的中点,若∠AOD=45°,OA=22.
(1)求反比例函数的解析式;
(2)求∠EOD的度数.
【分析】(1)根据题意求得A(2,2),然后代入y=kx(x>0),求得k的值,即可求得反比例函数的解析式;
(2)根据AB=2OA时,点E恰为AB的中点,得出OA=AE=BE,根据直角三角形斜边中线的性质得出CE=AE=BE,根据等腰三角形的性质越久三角形外角的性质即可得出∠AOE=2∠EOD,从而求得∠EOD=15°.
【解析】(1)∵直线AC⊥x轴,垂足为D,∠AOD=45°,
∴△AOD是等腰直角三角形,
∵OA=22,
∴OD=AD=2,
∴A(2,2),
∵顶点A在反比例函数y=kx(x>0)的图象上,
∴k=2×2=4,
∴反比例函数的解析式为y=4x;
(2)∵AB=2OA,点E恰为AB的中点,
∴OA=AE,
∵Rt△ABC中,∠ACB=90°,
∴CE=AE=BE,
∴∠AOE=∠AEO,∠ECB=∠EBC,
∵∠AEO=∠ECB+∠EBC=2∠EBC,
∵BC∥x轴,
∴∠EOD=∠ECB,
∴∠AOE=2∠EOD,
∵∠AOD=45°,
∴∠EOD=15°.
7.(2020•广东)如图,点B是反比例函数y=8x(x>0)图象上一点,过点B分别向坐标轴作垂线,垂足为A,C.反比例函数y=kx(x>0)的图象经过OB的中点M,与AB,BC分别相交于点D,E.连接DE并延长交x轴于点F,点G与点O关于点C对称,连接BF,BG.
(1)填空:k= ;
(2)求△BDF的面积;
(3)求证:四边形BDFG为平行四边形.
【分析】(1)设点B(s,t),st=8,则点M(12s,12t),则k=12s•12t=14st=2;
(2)△BDF的面积=△OBD的面积=S△BOA﹣S△OAD,即可求解;
(3)确定直线DE的表达式为:y=-12m2x+52m,令y=0,则x=5m,故点F(5m,0),即可求解.
【解析】(1)设点B(s,t),st=8,则点M(12s,12t),
则k=12s•12t=14st=2,
故答案为2;
(2)△BDF的面积=△OBD的面积=S△BOA﹣S△OAD=12×8-12×2=3;
(3)设点D(m,2m),则点B(4m,2m),
∵点G与点O关于点C对称,故点G(8m,0),
则点E(4m,12m),
设直线DE的表达式为:y=sx+n,将点D、E的坐标代入上式得2m=ms+n12m=4ms+n,解得k=-12m2b=52m,
故直线DE的表达式为:y=-12m2x+52m,令y=0,则x=5m,故点F(5m,0),
故FG=8m﹣5m=3m,而BD=4m﹣m=3m=FG,
则FG∥BD,故四边形BDFG为平行四边形.
8.(2019•沈阳)在平面直角坐标系中,直线y=kx+4(k≠0)交x轴于点A(8,0),交y轴于点B.
(1)k的值是 -12 ;
(2)点C是直线AB上的一个动点,点D和点E分别在x轴和y轴上.
①如图,点E为线段OB的中点,且四边形OCED是平行四边形时,求▱OCED的周长;
②当CE平行于x轴,CD平行于y轴时,连接DE,若△CDE的面积为334,请直接写出点C的坐标.
【分析】(1)根据点A的坐标,利用待定系数法可求出k值;
(2)①利用一次函数图象上点的坐标特征可得出点B的坐标,由平行四边形的性质结合点E为OB的中点可得出CE是△ABO的中位线,结合点A的坐标可得出CE的长,在Rt△DOE中,利用勾股定理可求出DE的长,再利用平行四边形的周长公式即可求出▱OCED的周长;
②设点C的坐标为(x,-12x+4),则CE=|x|,CD=|-12x+4|,利用三角形的面积公式结合△CDE的面积为334可得出关于x的方程,解之即可得出结论.
【解析】(1)将A(8,0)代入y=kx+4,得:0=8k+4,
解得:k=-12.
故答案为:-12.
(2)①由(1)可知直线AB的解析式为y=-12x+4.
当x=0时,y=-12x+4=4,
∴点B的坐标为(0,4),
∴OB=4.
∵点E为OB的中点,
∴BE=OE=12OB=2.
∵点A的坐标为(8,0),
∴OA=8.
∵四边形OCED是平行四边形,
∴CE∥DA,
∴BCAC=BEOE=1,
∴BC=AC,
∴CE是△ABO的中位线,
∴CE=12OA=4.
∵四边形OCED是平行四边形,
∴OD=CE=4,OC=DE.
在Rt△DOE中,∠DOE=90°,OD=4,OE=2,
∴DE=OD2+OE2=25,
∴C平行四边形OCED=2(OD+DE)=2(4+25)=8+45.
②设点C的坐标为(x,-12x+4),则CE=|x|,CD=|-12x+4|,
∴S△CDE=12CD•CE=|-14x2+2x|=334,
∴x2﹣8x+33=0或x2﹣8x﹣33=0.
方程x2﹣8x+33=0无解;
解方程x2﹣8x﹣33=0,得:x1=﹣3,x2=11,
∴点C的坐标为(﹣3,112)或(11,-32).
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