初中数学人教版七年级下册7.1.2平面直角坐标系同步测试题
展开1.在平面直角坐标系中,,,直角三角形的边与轴分别相交于、两点,与直线分别交于、点,.
(1)将直角三角形如图位置摆放,如果,则______;
(2)将直角三角形如图位置摆放,为上一点,
①若,请直接写出与之间的等量关系:______;
②若,请判断与之间的等量关系,并说明理由.
(3)将直角三角形如图位置摆放,若,延长交于点,点是射线上一动点,探究,与的数量关系,请直接写出结论题中的所有角都大于小于:______.
2.在平面直角坐标系中,对于,两点给出如下定义:表示点到、轴的距离中的最大值,表示点到、轴的距离中的最大值,若,则称,两点为“等距点”例如:如图中的,两点,有,所以、两点为“等距点”.
(1)已知点的坐标为,
①则点到、轴的距离中的最大值______;
②在点,,中,为点的“等距点”的是______;
③点的坐标为,且,两点为“等距点”,则点的坐标为______;
(2)若,且,两点为“等距点”,求的值.
3.如图,以直角三角形AOC的直角顶点O为原点,以OC、OA所在直线为x轴和y轴建立平面直角坐标系,点A(0,a),C(b,0)满足+|b﹣2|=0,D为线段AC的中点.在平面直角坐标系中,以任意两点P(x1,y1)、Q(x2,y2)为端点的线段中点坐标为(,).
(1)则A点的坐标为 ;点C的坐标为 ,D点的坐标为 .
(2)已知坐标轴上有两动点P、Q同时出发,P点从C点出发沿x轴负方向以1个单位长度每秒的速度匀速移动,Q点从O点出发以2个单位长度每秒的速度沿y轴正方向移动,点Q到达A点整个运动随之结束.设运动时间为t(t>0)秒.问:是否存在这样的t,使S△ODP=S△ODQ,若存在,请求出t的值;若不存在,请说明理由.
(3)点F是线段AC上一点,满足∠FOC=∠FCO,点G是第二象限中一点,连OG,使得∠AOG=∠AOF.点E是线段OA上一动点,连CE交OF于点H,当点E在线段OA上运动的过程中,请确定∠OHC,∠ACE和∠OEC的数量关系,并说明理由.
4.如图1,在平面直角坐标系中,A(3,0)是x轴正半轴上一点,C是第四象限一点,CB⊥y轴,交y轴负半轴于B(0,﹣4),S四边形AOBC=16
(1)求C点坐标;
(2)如图2,设D为线段OB上一动点,当AD⊥AC时,∠ODA的角平分线与∠CAE的角平分线的反向延长线交于点P,求∠APD的度数;
(3)如图3,当D点在线段OB上运动时,作DM⊥AD交BC于M点,∠BMD、∠DAO的平分线交于N点,则D点在运动过程中,∠N的大小是否变化?若不变,求出其值,若变化,说明理由.
5.在平面直角坐标系中,点A(2,5),AB⊥x轴于点B,AC⊥y轴于点C.
(1)直接写出点B,C的坐标;
(2)平移线段OA到DE,点O,A的对应点分别为D,E.
①若点E在y轴上,且点D到直线AB,AC的距离相等,求点E的坐标;
②若点E在x轴上,直线OD,AB相交于点G,且=,请画图并求点E的坐标.
6.如图1,在平面直角坐标系中,A(a,0),C(b,2),且满足,过点C作轴于B.
(1)求△ABC的面积;
(2)如图2,过点B作交y轴于D,且AE,DE分别平分∠CAB与∠BDO,求∠AED的度数;
(3)如图1,在y轴上是否存在点P,使得△ACP和△ABC的面积相等?若存在,求出点P坐标;若不存在,请说明理由.
7.在平面直角坐标系中,点的坐标满足:,将线段向右平移到的位置(点A与D对应,点B与C对应).
(1)求点A、B的坐标;
(2)①若原点O恰好在线段上,则四边形的面积=___________;
②、分别表示三角形、三角形的面积,若,则长为___________;
(3)点是四边形所在平面内一点,且三角形的面积为4,求m,n之间的数量关系.
8.如图1,点A(a,0)、B(b,0),其中a、b满足(3a+b)20,,将点A、B分别向上平移2个单位,再向右平移1个单位至C、D,连接AC、BD.
(1)连接AD交OC于一点F,求OF;
(2)如图2,点M从O点出发,以每秒1个单位的速度向上平移运动,同时点N从B点出发,以每秒2个单位的速度向左平移运动,设射线DN交y轴于点G.问的值是否为定值?如果是定值,请求出它的值;如果不是定值,请说明理由.
9.已知A(0,a)、B(b,0),且+(b﹣4)2=0.
(1)直接写出点A、B的坐标;
(2)点C为x轴负半轴上一点满足S△ABC=15.
①如图1,平移直线AB经过点C,交y轴于点E,求点E的坐标;
②如图2,若点F(m,10)满足S△ACF=10,求m.
(3)如图3,D为x轴上B点右侧的点,把点A沿y轴负半轴方向平移,过点A作x轴的平行线l,在直线l上取两点G、H(点H在点G右侧),满足HB=8,GD=6.当点A平移到某一位置时,四边形BDHG的面积有最大值,直接写出面积的最大值.
10.如图,在平面直角坐标系xy中,点A(a,0)B(b,0),C(b,c)CB⊥x轴于点B,CD⊥y轴于点D.
(1)若|a+2|++(c﹣3)2=0,求点D的坐标;
(2)在(1)的条件下,过点A的直线AM交四边形ABCD的边CD于点M,且直线AM分四边形ABCD所成的两部分面积之比为1:4,求点M的坐标;
(3)过点A的直线AM交四边形ABCD的边于点M,若直线AM交y轴于点E,且EB平分∠MEO,试探究∠DME,∠EBO,∠CDM之间的数量关系并说明理由.
11.在平面直角坐标系中,对于任意两点与的“非常距离”,给出如下定义:
若,则点与点的“非常距离”为;
若,则点P1与点P2的“非常距离”为.
例如:点,点,因为,所以点与点的“非常距离”为,也就是图1中线段与线段长度的较大值(点Q为垂直于y轴的直线与垂直于x轴的直线的交点).
(1)已知点,B为y轴上的一个动点.
①若点A与点B的“非常距离”为2,写出一个满足条件的点B的坐标;
②直接写出点A与点B的“非常距离”的最小值;
(2)已知点是直线m上的一个动点.
①如图2,点D的坐标是,求点C与点D的“非常距离”的最小值及相应的点C的坐标;
②如图3,正方形的边长为1,边在x轴上运动,点F的横坐标大于等于﹣1,点E是正方形边上的一个动点,直接写出点C与点E的“非常距离”的最小值及相应的点E和点C的坐标.
12.对于平面直角坐标系xOy中的不同两点,,给出如下定义:点A与点B两点横坐标差的绝对值与它们纵坐标差的绝对值的和,叫做A,B两点的折线距离,记作,即.例如,图1中,点与之间的折线距离.
(1)已知点,则______;
(2)已知点,,且,求t的值;
(3)如图2,已知点,,点P是线段FG上的一个动点,请判断是否是一个定值______(填“是”或“否”);
(4)如果点Q满足,请在图3中画出所有符合条件的点Q组成的图形.
13.在平面直角坐标系中,对于给定的两点P,Q,若存在点M,使得△MPQ的面积等于1,则称点M为线段PQ的“单位面积点”.解答问题:如图,在平面直角坐标系中,点P的坐标为(1,0).
(1)在点A(1,2),B(−1,1),C(−1,−2),D(2,−4)中,线段OP的“单位面积点”是______;
(2)已知点E(0,3),F(0,4),将线段OP沿y轴向上平移t(t>0)个单位长度,使得线段EF上存在线段OP的“单位面积点”,则t的取值范围是______;
(3)已知点A(1,2),点M在第一象限且M的纵坐标为3,点M,N是线段PA的两个“单位面积点”,若△OMN是△PAN面积的3倍,直接写出所有满足题意的点N的坐标.
难点特训(二)和平面直角坐标系有关的压轴大题
1.在平面直角坐标系中,,,直角三角形的边与轴分别相交于、两点,与直线分别交于、点,.
(1)将直角三角形如图位置摆放,如果,则______;
(2)将直角三角形如图位置摆放,为上一点,
①若,请直接写出与之间的等量关系:______;
②若,请判断与之间的等量关系,并说明理由.
(3)将直角三角形如图位置摆放,若,延长交于点,点是射线上一动点,探究,与的数量关系,请直接写出结论题中的所有角都大于小于:______.
【答案】(1)
(2)①;②,见解析
(3)或
【分析】(1)过点作,可得轴,则,,结合,可得,即可得出答案.
(2)①过点作轴,可得轴,则,,结合已知条件与邻补角的定义可得,根据,可得,结合,可得出答案.
②由轴,可得,,结合已知条件与邻补角的定义可得,最后由,可得出答案.
(3)当点在上时,或当点在线段的延长线上时,分别利用平行线的性质可得出答案.
(1)
解:过点作,
,,
轴,
轴,
,,
,
,
,
,
.
故答案为:.
(2)
解:①过点作轴,
轴,
,,
,,
,
,
,
,
,
整理得.
故答案为:.
.
理由如下:
轴,
,,
,,
,
,
.
(3)
解:当点在上时,过点作,
,
,,
,
.
当点在线段的延长线上时,
,
,,
,
,
.
故答案为:或.
【点睛】本题考查平行线的判定与性质、角的计算及坐标与图形,能够添加恰当的辅助线是解答本题的关键.
2.在平面直角坐标系中,对于,两点给出如下定义:表示点到、轴的距离中的最大值,表示点到、轴的距离中的最大值,若,则称,两点为“等距点”例如:如图中的,两点,有,所以、两点为“等距点”.
(1)已知点的坐标为,
①则点到、轴的距离中的最大值______;
②在点,,中,为点的“等距点”的是______;
③点的坐标为,且,两点为“等距点”,则点的坐标为______;
(2)若,且,两点为“等距点”,求的值.
【答案】(1)①3;②E,F;③
(2)1
【分析】(1)①找到x、y轴距离最大为3的点即可;
②先分析出直线上的点到x、y轴距离中有3的点,再根据“等距点”概念进行解答即可;
(2)根据“等距点”概念对4k- 3分类讨论, 进行解答即可.
(1)
解:点到、轴的距离中最大值为,
故答案为:;
∵,,,
∴,,,
∵点到、轴的距离中最大值为,即,
与点的“等距点”的是,,
故答案为:,.
当点坐标中到、轴距离其中至少有一个为的点有、、,这些点中与符合“等距点”的是.
故答案为:;
(2)
解:,两点为“等距点”,
当时,
则,即,
或,
解得舍去或.
根据“等距点”的定义知,符合题意.
即的值是.
【点睛】本题考查了平面直角坐标系的知识,此题属于阅读理解类型题目,读懂“等距点”的定义是解题的关键.
3.如图,以直角三角形AOC的直角顶点O为原点,以OC、OA所在直线为x轴和y轴建立平面直角坐标系,点A(0,a),C(b,0)满足+|b﹣2|=0,D为线段AC的中点.在平面直角坐标系中,以任意两点P(x1,y1)、Q(x2,y2)为端点的线段中点坐标为(,).
(1)则A点的坐标为 ;点C的坐标为 ,D点的坐标为 .
(2)已知坐标轴上有两动点P、Q同时出发,P点从C点出发沿x轴负方向以1个单位长度每秒的速度匀速移动,Q点从O点出发以2个单位长度每秒的速度沿y轴正方向移动,点Q到达A点整个运动随之结束.设运动时间为t(t>0)秒.问:是否存在这样的t,使S△ODP=S△ODQ,若存在,请求出t的值;若不存在,请说明理由.
(3)点F是线段AC上一点,满足∠FOC=∠FCO,点G是第二象限中一点,连OG,使得∠AOG=∠AOF.点E是线段OA上一动点,连CE交OF于点H,当点E在线段OA上运动的过程中,请确定∠OHC,∠ACE和∠OEC的数量关系,并说明理由.
【答案】(1),,;(2)存在,;(3)
【分析】(1)根据绝对值和算术平方根的非负性,求得a,b的值,得出点A,C的坐标,再运用中点公式求出点D的坐标;
(2)根据题意可得CP=t,OP=2-t,OQ=2t,AQ=4-2t,再根据S△ODP=S△ODQ,列方程求解即可;
(3)过点H作HP∥AC交x轴于点P,先证明OG∥AC,再根据角的和差关系以及平行线性质,得出∠PHO=∠GOF=∠1+∠2,∠OHC=∠OHP+∠PHC=∠GOF+∠4=∠1+∠2+∠4,最后代入可得.
【详解】解:(1),
,,
,,
,,
设,
为线段的中点.
,,
,
故答案为:,,;
(2)存在,.
由条件可知:点从点运动到点需要时间为2秒,点从点运动到点需要时间2秒,
,点在线段上,
,,,,
,
,
,
,
.
(3)如图2,,,,
,
,
,
,
如图,过点作HP∥AC交轴于点,
则,PH∥OG,
,
,
∴.
【点睛】本题考查了平行线的性质,三角形面积,非负数的性质,中点坐标公式等,是一道三角形综合题,解题关键是学会添加辅助线,运用转化的思想思考问题.
4.如图1,在平面直角坐标系中,A(3,0)是x轴正半轴上一点,C是第四象限一点,CB⊥y轴,交y轴负半轴于B(0,﹣4),S四边形AOBC=16
(1)求C点坐标;
(2)如图2,设D为线段OB上一动点,当AD⊥AC时,∠ODA的角平分线与∠CAE的角平分线的反向延长线交于点P,求∠APD的度数;
(3)如图3,当D点在线段OB上运动时,作DM⊥AD交BC于M点,∠BMD、∠DAO的平分线交于N点,则D点在运动过程中,∠N的大小是否变化?若不变,求出其值,若变化,说明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)不变化,
【分析】(1)由点,的坐标求出和的长,根据梯形面积公式,从而求得的长,进而求得点坐标;
(2)可设,从而表示出,,,进而表示出,,进而根据三角形内角和定理得出结果;
(3)连接,并延长至,根据三角形内角和定理推论,可得出,根据三角形内角和定理推出,进而得出,再根据三角形内角和求得结果.
(1)
解:由题意得:,,
由得,
,
,
,
;
(2)
解:设,
,
,
,
,
平分,
,
,
在中,
;
(3)
解:如图,
点在运动过程中,的大小不变化,理由如下:
连接,并延长至,
是的外角,
,
同理可得,
,
,
即,
轴,,
,,
,,
,
,
,
平分,平分;
,,
,
,
,
,
即原.
【点睛】本题考查了平面直角坐标系中点的坐标和线段长之间关系,角平分线的定义,三角形内角和定理及其推论等知识,解决问题的关键是熟练掌握相关基础知识.
5.在平面直角坐标系中,点A(2,5),AB⊥x轴于点B,AC⊥y轴于点C.
(1)直接写出点B,C的坐标;
(2)平移线段OA到DE,点O,A的对应点分别为D,E.
①若点E在y轴上,且点D到直线AB,AC的距离相等,求点E的坐标;
②若点E在x轴上,直线OD,AB相交于点G,且=,请画图并求点E的坐标.
【答案】(1)B(2,0),C(0,5);
(2)①(0,6)或(0,14);②图见解析,(0,0)或(8,0).
【分析】(1)根据点A的坐标,可得结论;
(2)①分情况判断出点D的坐标,利用平移变换的性质可得对应的点E的坐标;
③分两种情形,分别画出图形,先求出点D的坐标,进而求解即可.
(1)
解:∵A(2,5),AB⊥x轴于点B,AC⊥y轴于点C,
∴B(2,0),C(0,5);
(2)
①如图1中,当点D在AC的下方时.
∵点E在y轴上,点D到AB,AC的距离相等,
∴D(−2,1),
∵点D向右平移2个单位,向上平移5个单位到点E,
∴E(0,6);
如图1−1中,当点D在AC的上方时,同理可得D(−2,9),此时E(0,14),
综上所述,满足条件的点E的坐标为(0,6)或(0,14);
②如图2中,
∵=,
∴OG=OD,
∵点G的横坐标为2,
∴点D的横坐标为−2,
∵点D向右平移2个单位,向上平移5个单位到点E,
∴E(0,0);
如图3中,过点D作DH⊥OE于点H.
∵GB∥DH,
∴BH:OB=DG:OG=2,
∵OB=2,
∴BH=4,
∴D(6,−5),
∵点D向右平移2个单位,向上平移5个单位到点E,
∴E(8,0),
综上所述,满足条件的点E的坐标为(0,0)或(8,0).
【点睛】本题考查坐标与图形变化−平移,解题的关键是理解题意,熟练掌握平移变换的性质,属于中考常考题型.
6.如图1,在平面直角坐标系中,A(a,0),C(b,2),且满足,过点C作轴于B.
(1)求△ABC的面积;
(2)如图2,过点B作交y轴于D,且AE,DE分别平分∠CAB与∠BDO,求∠AED的度数;
(3)如图1,在y轴上是否存在点P,使得△ACP和△ABC的面积相等?若存在,求出点P坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)4
(2)∠AED =45°
(3)存在,P(0,-1)或(0,3)
【分析】(1)根据非负数的性质易得a=-2,b=2,然后根据三角形面积公式计算;
(2)过E作EFAC,根据平行线性质得BDACEF,且∠3=∠CAB=∠1,∠4=∠ODB=∠2,所以∠AED=∠1+∠2=(∠CAB+∠ODB);然后把∠CAB+∠ODB=∠5+∠6=90° 代入计算即可;
(3)分类讨论:设P(0,t),当P在y轴正半轴上时,过P作MNx轴,ANy轴,BMy轴,利用S△APC=S梯形MNAC-S△ANP-S△CMP=4可得到关于t的方程,再解方程求出t;当P在y轴负半轴上时,运用同样方法可计算出t.
(1)
解:∵,
∴a+2=0,b-2=0,
∴a=-2,b=2,
∵CB⊥AB
∴A(-2,0),B(2,0),C(2,2),
∴△ABC的面积=×2×4=4;
(2)
解:∵CBy轴,BDAC,
∴∠CAB=∠5,∠ODB=∠6,∠CAB+∠ODB=∠5+∠6=90°,
过E作EFAC,如图①,
∵BDAC,
∴BDACEF,
∵AE,DE分别平分∠CAB,∠ODB,
∴∠3=∠CAB=∠1,∠4=∠ODB=∠2,
∴∠AED=∠1+∠2=(∠CAB+∠ODB)=45°;
(3)
解:①当P在y轴正半轴上时,如图②,
设P(0,t),
过P作MNx轴,ANy轴,BMy轴,
∵S△APC=S梯形MNAC-S△ANP-S△CMP=4,
∴-t-(t-2)=4,解得t=3,
②当P在y轴负半轴上时,如图③
∵S△APC=S梯形MNAC-S△ANP-S△CMP=4
∴+t-(2-t)=4,解得t=-1,
∴P(0,-1)或(0,3).
【点睛】本题考查了平行线的判定与性质、非负数的性质、坐标与图形性质,掌握平行线的性质与判定.
7.在平面直角坐标系中,点的坐标满足:,将线段向右平移到的位置(点A与D对应,点B与C对应).
(1)求点A、B的坐标;
(2)①若原点O恰好在线段上,则四边形的面积=___________;
②、分别表示三角形、三角形的面积,若,则长为___________;
(3)点是四边形所在平面内一点,且三角形的面积为4,求m,n之间的数量关系.
【答案】(1)
(2)①3;②5
(3)或
【分析】(1)根据,满足:,即可求、两点的坐标;
(2)①根据的面积的面积,可得结论;
②如图2,作辅助线,根据,列式可得的长;
(3)分两种情况:①点在的右侧,②点在的左侧,根据三角形的面积列等式可得结论.
【详解】(1)解:,
,,
,,
、两点的坐标为:,;
(2)解:①如图1,连接,
四边形是平行四边形,
;
故答案为:3;
②如图2,过点作,连接,,,,,
,
,
,,,
,
,
,
;
故答案为:5;
(3)解:分两种情况:
①当点在的右侧时,如图3,过点作于,交于,
,
,
,
,
,
;
同理,当点在的左侧时,.
综上,,之间的数量关系为或.
【点睛】本题是四边形的综合题,考查了平移的性质,非负数的性质,三角形和四边形的面积等知识,解决本题的关键是掌握平移的性质.
8.如图1,点A(a,0)、B(b,0),其中a、b满足(3a+b)20,,将点A、B分别向上平移2个单位,再向右平移1个单位至C、D,连接AC、BD.
(1)连接AD交OC于一点F,求OF;
(2)如图2,点M从O点出发,以每秒1个单位的速度向上平移运动,同时点N从B点出发,以每秒2个单位的速度向左平移运动,设射线DN交y轴于点G.问的值是否为定值?如果是定值,请求出它的值;如果不是定值,请说明理由.
【答案】(1)
(2)是定值,定值为3
【分析】(1)利用非负数的性质求出a,b的值,再利用面积法求解;
(2)结论:S△FMD﹣S△OFN的值是定值.分两种情形:如图2﹣1中,当点N在线段OB上时,连接OD.如图2﹣2中,当点N在BO的延长线上时,连接OD.分别求解即可.
(1)
∵(3a+b)20,
又∵(3a+b)2≥0,b﹣a﹣4≥0,
∴,
解得,
∴A(﹣1,0),B(3,0),
∴AB=CD=4,
∵OC=2,CD∥AB,
∴D(4,2),
∵S△ACD=S△ACF+S△CDF,
∴CO•CDCF•AOCF•CD,
即4×2CF×1CF×4,
∴CF,
∴OF=2;
(2)
结论:S△FMD﹣S△OFN的值是定值.
理由:如图2﹣1中,当点N在线段OB上时,连接OD.
设运动时间为t秒,
由题意:OM=t,BN=2t,
∴S△OMDt×4=2t,S△DBN2t×2=2t,
∴S△OMD=S△BND,
∴S四边形DMON=S△OBD3×2=3,
∵S△GMD﹣S△OFN=S四边形DMON=3=定值.
如图2﹣2中,当点N在BO的延长线上时,连接OD.
∵S△GMD﹣S△OGN=S△ODM﹣S△ODN=S△DBN﹣S△ODN=S△OBD=3=定值,
综上所述,S△GMD﹣S△OGN的值是定值,定值为3.
【点睛】本题考查了平行四边形的性质,非负数的性质,平行线分线段成比例定理,三角形的面积等知识,解题的关键是灵活运用所学知识解决问题,学会用分类讨论的思想思考问题.
9.已知A(0,a)、B(b,0),且+(b﹣4)2=0.
(1)直接写出点A、B的坐标;
(2)点C为x轴负半轴上一点满足S△ABC=15.
①如图1,平移直线AB经过点C,交y轴于点E,求点E的坐标;
②如图2,若点F(m,10)满足S△ACF=10,求m.
(3)如图3,D为x轴上B点右侧的点,把点A沿y轴负半轴方向平移,过点A作x轴的平行线l,在直线l上取两点G、H(点H在点G右侧),满足HB=8,GD=6.当点A平移到某一位置时,四边形BDHG的面积有最大值,直接写出面积的最大值.
【答案】(1)A(0,5),B(4,0);(2)①E(0,﹣);②﹣2或6;(3)24.
【分析】(1)根据二次根式和偶次幂的非负性得出a,b解答即可;
(2)①根据三角形的面积公式得出点C的坐标,根据平行线的性质解答即可;②延长CA交直线l于点H(a,10),过点H作HM⊥x轴于点M,根据三角形面积公式解答即可;
(3)平移GH到DM,连接HM,根据三角形面积公式解答即可.
【详解】解:(1)∵,且,(b﹣4)2≥0,
∴a﹣5=0,b﹣4=0,
解得:a=5,b=4,
∴A(0,5),B(4,0);
(2)①连接BE,如图1,
∵,
∴BC=6,
∴C(﹣2,0),
∵AB∥CE,
∴S△ABC=S△ABE,
∴,
∴AE=,
∴OE=,
∴E(0,﹣);
②∵F(m,10),
∴点F在过点G(0,10)且平行于x轴的直线l上,
延长CA交直线l于点H(a,10),过点H作HM⊥x轴于点M,则M(a,0),如图2,
∵S△HCM=S△ACO+S梯形AOMH,
∴,
解得:a=2,
∴H(2,10),
∵S△AFC=S△CFH﹣S△AFH,
∴,
∴FH=4,
∵H(2,10),
∴F(﹣2,10)或(6,10),
∴m=﹣2或6;
(3)平移GH到DM,连接HM,则GD∥HM,GD=HM,如图3,
四边形BDHG的面积=△BHM的面积,
当BH⊥HM时,△BHM的面积最大,其最大值=.
【点睛】本题主要考查图形与坐标及平移的性质,熟练掌握图形与坐标及平移的性质是解题的关键.
10.如图,在平面直角坐标系xy中,点A(a,0)B(b,0),C(b,c)CB⊥x轴于点B,CD⊥y轴于点D.
(1)若|a+2|++(c﹣3)2=0,求点D的坐标;
(2)在(1)的条件下,过点A的直线AM交四边形ABCD的边CD于点M,且直线AM分四边形ABCD所成的两部分面积之比为1:4,求点M的坐标;
(3)过点A的直线AM交四边形ABCD的边于点M,若直线AM交y轴于点E,且EB平分∠MEO,试探究∠DME,∠EBO,∠CDM之间的数量关系并说明理由.
【答案】(1)D(0 ,3);(2)M (;(3)∠DME+2∠EBO-∠CDM=90°,见解析
【分析】(1)根据|a+2|++(c﹣3)2=0,利用非负性可求得a,b,c的值,再根据垂直的性质即可求出D的坐标;
(2)由梯形的面积公式可求出四边形的面积,再由面积的比值可求出的面积,利用三角形的面积公式即可运算求解;
(3)分类讨论M在边CD上时和M在边CB上时的情况,再通过平行线的性质和角的等量代换即可求解.
【详解】(1) 解:∵|a+2|++=0
且 |a+2|0
∴ |a+2|=0
∴a+2 =0,=0,=0
∴a= ,b=3,c=3
∵ CB⊥x轴于点B,CD⊥y轴于点D
B(b ,0),C(b , c)
∴ B(3 ,0),C(3 , 3)
∴ D(0 ,3)
(2) 解:AB+CD)OD=
当点M在边CD上时,则:1:4
+=
∴ ,
∵=
∴
∴DM=
∵D(0 ,3)
∴M (;
当S△ADM:S四边形ABCD=4:5时,点M不存在;
综上可知,M (;
(3)∠DME+2∠EBO-∠CDM=
理由如下:①当点M在边CD上时,∠CDM=
过点E作EF∥CD
∴ ∠DME=∠MEF
∵ AB ∥CD
∴ EF∥AB
∴ ∠EBO=∠BEF, ∠FEO=-∠EOB=
∴ ∠EBO+∠DME =∠MEB
∵ EB平分∠MEO
∴∠MEB=∠OEB=∠EBO+∠DME
∴∠OEB+∠BEF=∠EBO+∠DME+∠EBO=∠DME+2∠EBO
∴∠FEO=∠DME+2∠EBO
∴∠DME+2∠EBO=
②当点M在边CB上时, 过点E作EF∥CD, M作MN∥CD
则∠CDM=∠DMN
由①可得:∠MEB=∠NME+∠EBO
∠FEO==∠NME+2∠EBO
∵∠NME=∠DME-∠DMN=∠DME-∠CDM
∴ ∠NME+2∠EBO=∠DME-∠CDM+2∠EBO=
∴ ∠DME+2∠EBO-∠CDM=
综上可知, ∠DME+2∠EBO-∠CDM=
【点睛】本题主要考查了图形与坐标结合的综合大题,其中涉及到了几何图形的面积公式,垂直的定义,平行线的性质及判定,角平分线的性质,熟悉掌握各性质,合理作出辅助线是解题的关键.
11.在平面直角坐标系中,对于任意两点与的“非常距离”,给出如下定义:
若,则点与点的“非常距离”为;
若,则点P1与点P2的“非常距离”为.
例如:点,点,因为,所以点与点的“非常距离”为,也就是图1中线段与线段长度的较大值(点Q为垂直于y轴的直线与垂直于x轴的直线的交点).
(1)已知点,B为y轴上的一个动点.
①若点A与点B的“非常距离”为2,写出一个满足条件的点B的坐标;
②直接写出点A与点B的“非常距离”的最小值;
(2)已知点是直线m上的一个动点.
①如图2,点D的坐标是,求点C与点D的“非常距离”的最小值及相应的点C的坐标;
②如图3,正方形的边长为1,边在x轴上运动,点F的横坐标大于等于﹣1,点E是正方形边上的一个动点,直接写出点C与点E的“非常距离”的最小值及相应的点E和点C的坐标.
【答案】(1)①或;②;
(2)①最小值为:,;②最小值为;E, .
【分析】(1)①根据点B位于y轴上,可以设点B的坐标为.由“非常距离”的定义可以确定,据此可以求得y的值;
②设点B的坐标为.因为,所以点A与点B的“非常距离”最小值为;
(2)①设点C的坐标为.根据材料“若,则点与点的“非常距离”为”知,C、D两点的“非常距离”的最小值为,据此可以求得点C的坐标;
②当点F在点处,且点E在与点N重合时,求出的最小值符合题意;再结合当C,E的“非常距离”最小且,由此列出方程即可求解.
【详解】(1)解:①∵B为y轴上的一个动点,
∴设点B的坐标为.
∵,
∴,解得或;
∴点B的坐标是或;
故答案是:或;
②设点B的坐标为
∵
∴
∴点A与点B的“非常距离”的最小值为.
故答案是:.
(2)解:①如图2,取点C与点D的“非常距离”的最小值时,
根据运算定义,若,则点点与点的“非常距离”为知:.即,
由题意可知,点C是直线上的一个动点,点D的坐标是,
∴设点C的坐标为,
∴,解得:,
∴点C与点D的“非常距离”的最小值为:,
此时;
②如图3,根据“非常距离”的定义可知,当点F与重合,且点E与点N重合时,C,E的“非常距离”最小,且,
此时,,
∴,解得:,
∴.
此时,点C的坐标为,“非常距离”的最小值为.
综上,C与点E的“非常距离”的最小值为;相应的点E的坐标为,点C的坐标.
【点睛】本题属于一次函数的综合题,主要考查了一次函数上点的坐标特征、解一元一次方程等知识点,弄清题意、理解“非常距离”的定义是解题的关键.
12.对于平面直角坐标系xOy中的不同两点,,给出如下定义:点A与点B两点横坐标差的绝对值与它们纵坐标差的绝对值的和,叫做A,B两点的折线距离,记作,即.例如,图1中,点与之间的折线距离.
(1)已知点,则______;
(2)已知点,,且,求t的值;
(3)如图2,已知点,,点P是线段FG上的一个动点,请判断是否是一个定值______(填“是”或“否”);
(4)如果点Q满足,请在图3中画出所有符合条件的点Q组成的图形.
【答案】(1)3
(2)±1
(3)是
(4)见解析
【分析】(1)根据折线距离的定义求解即可;
(2)根据折线距离的定义,构建方程求解即可;
(3)如图2中,过点P作PM⊥y轴于点M,PN⊥x轴于点N.则四边形PMON是矩形,证明PM+PN=OG=2即可;
(4)根据d(O,Q)=3,画出图形即可.
(1)
解:∵C(-2,-1),
∴d(O,C)=|-2|+|-1|=3,
故答案为:3.
(2)
解:由题意|-2-1|+|t|=4,
∴t=±1;
(3)
解:如图2中,过点P作PM⊥y轴于点M,PN⊥x轴于点N.则四边形PMON是矩形,
∴PM=ON,
∵点F(0,2),G(2,0),
∴OF=OG=2,
∴∠PGN=∠GPN=45°,
∴PN=NG,
∴d(O,P)=|x|+|y|=ON+NG=2,是定值.
故答案为:是;
(4)
解:如图3中,正方形ABCD即为点Q组成的图形.
【点睛】本题考查作图-复杂作图,坐标与图形性质等知识,解题的关键是理解题意,灵活运用所学知识解决问题.
13.在平面直角坐标系中,对于给定的两点P,Q,若存在点M,使得△MPQ的面积等于1,则称点M为线段PQ的“单位面积点”.解答问题:如图,在平面直角坐标系中,点P的坐标为(1,0).
(1)在点A(1,2),B(−1,1),C(−1,−2),D(2,−4)中,线段OP的“单位面积点”是______;
(2)已知点E(0,3),F(0,4),将线段OP沿y轴向上平移t(t>0)个单位长度,使得线段EF上存在线段OP的“单位面积点”,则t的取值范围是______;
(3)已知点A(1,2),点M在第一象限且M的纵坐标为3,点M,N是线段PA的两个“单位面积点”,若△OMN是△PAN面积的3倍,直接写出所有满足题意的点N的坐标.
【答案】(1)A,C
(2)1≤t≤2或5≤t≤6
(3)(0,3)或(0,-3)
【分析】(1)由P点的坐标得出OP=1,则,, ,,即可得出结果;
(2)当点E为线段OP的“单位面积点”时,,t=1或t=5,当点F为线段OP的“单位面积点”时,,解得:t=2或t=6,即可得出结果;
(3)设点M的坐标为(a,3),则点M到AP的距离为|a-1|,解得a=0或2,又因为点M在第一象限内,所以a=2,即点M的坐标为(2,3),设点N的坐标为(0,b),则ON=|b|,把ON作为△OMN的底时,点M到ON的距离为2,得又因为△OMN是△PAN面积的3倍,=1,所以=3,即b=±3,所以点N坐标为(0,3)或(0,-3) .
(1)
解:如图1所示:
∵点P的坐标为(1,0),
∴OP=1,
∵A(1,2)、B(﹣1,1)、C(﹣1,﹣2)、D(2,﹣4),
∴,
,
,
,
∴点A、点C是线段OP的“单位面积点”.
(2)
(2)如图2所示:
当点E为线段OP的“单位面积点”时,
,
解得:t=1或t=5,
当点F为线段OP的“单位面积点”时,
,
解得:t=2或t=6,
∴线段EF上存在线段OP的“单位面积点”,
综上所述,1≤t≤2或5≤t≤6.
(3)
解:如图所示,
∵点A的坐标为(1,2),点P的坐标为(1,0),
∴AP=2,
设点M的坐标为(a,3),则点M到AP的距离为|a-1|,
∴=|a-1|×2=1,
解得a=0或2,
又∵点M在第一象限内,
∴a=2,即点M的坐标为(2,3),
同理,可得点N的横坐标为0,
设点N的坐标为(0,b),则ON=|b|,
把ON作为△OMN的底时,点M到ON的距离为2,得
又因为△OMN是△PAN面积的3倍,=1,
∴=3,即b=±3,
所以点N坐标为(0,3)或(0,-3) .
【点睛】本题考查三角形综合题,主要考查单位面积点、图形与坐标,三角形面积的计算、分类讨论等知识,熟练掌握新概念“单位面积点”是解题的关键.
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