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2022年中考数学基础题提分讲练专题:16 一次函数综合题(含答案)
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专题16 一次函数综合题
考点分析
【例1】如图,在平面直角坐标系中,直线分别交x轴、y轴于点B,C,正方形AOCD的顶点D在第二象限内,E是BC中点,OF⊥DE于点F,连结OE.动点P在AO上从点A向终点O匀速运动,同时,动点Q在直线BC上从某点Q1向终点Q2匀速运动,它们同时到达终点.
(1)求点B的坐标和OE的长;
(2)设点Q2为(m,n),当tan∠EOF时,求点Q2的坐标;
(3)根据(2)的条件,当点P运动到AO中点时,点Q恰好与点C重合.
①延长AD交直线BC于点Q3,当点Q在线段Q2Q3上时,设Q3Q=s,AP=t,求s关于t的函数表达式.
②当PQ与△OEF的一边平行时,求所有满足条件的AP的长.
【答案】(1)(8,0),;(2)(6,1);(3)①,②的长为或.
【解析】
解:(1)令,则,
∴,
∴为.
∵为,
在中,.
又∵为中点,∴.
(2)如图,作于点,则,
∴,
∴,
∴,
∴.
∵,
∴,
由勾股定理得,
∴,
∴.
∵,
∴,
∴为.
(3)①∵动点同时作匀速直线运动,
∴关于成一次函数关系,设,
将和代入得,解得,
∴.
②(ⅰ)当时,(如图),,
作轴于点,则.
∵,
又∵,
∴,
∴,
∴,
∴.
(ⅱ)当时(如图),过点作于点,过点作于点,由得.
∵,
∴,
∴,
∴.
∵,
∴,
∴,
∴.
(ⅲ)由图形可知不可能与平行.
综上所述,当与的一边平行时,的长为或.
【点睛】
此题是一次函数的综合题,主要考查了:用待定系数法求一次函数关系式,三角形相似的性质和判定,三角函数的定义,勾股定理,正方形的性质等知识,并注意运用分类讨论和数形结合的思想解决问题.
【例2】如图,已知函数的图象与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2.在x轴上有一点P (a,0)(其中a>2),过点P作x轴的垂线,分别交函数和y=x的图象于点C,D.
(1)求点A的坐标;
(2)若OB=CD,求a的值.
【答案】(1)(6,0);(2)4.
【解析】
解:(1)∵点M在直线y=x的图象上,且点M的横坐标为2,
∴点M的坐标为(2,2),
把M(2,2)代入y=﹣x+b得﹣1+b=2,解得b=3,
∴一次函数的解析式为y=﹣x+3,
把y=0代入y=﹣x+3得﹣x+3=0,解得x=6,
∴A点坐标为(6,0);
(2)把x=0代入y=﹣x+3得y=3,
∴B点坐标为(0,3),
∵CD=OB,
∴CD=3,
∵PC⊥x轴,
∴C点坐标为(a,﹣a+3),D点坐标为(a,a)
∴a﹣(﹣a+3)=3,
∴a=4.
考点集训
1.函数图象在探索函数的性质中有非常重要的作用,下面我们就一类特殊的函数展开探索.画函数的图象,经历分析解析式、列表、描点、连线过程得到函数图象如图所示;经历同样的过程画函数和的图象如图所示.
x
…
﹣3
﹣2
﹣1
0
1
2
3
…
y
…
﹣6
﹣4
﹣2
0
﹣2
﹣4
﹣6
…
(1)观察发现:三个函数的图象都是由两条射线组成的轴对称图形;三个函数解折式中绝对值前面的系数相同,则图象的开口方向和形状完全相同,只有最高点和对称轴发生了变化.写出点A,B的坐标和函数的对称轴.
(2)探索思考:平移函数的图象可以得到函数和的图象,分别写出平移的方向和距离.
(3)拓展应用:在所给的平面直角坐标系内画出函数的图象.若点和在该函数图象上,且,比较,的大小.
【答案】(1)见解析;(2)见解析;(3)见解析.
【解析】
解:(1),,函数的对称轴为;
(2)将函数的图象向上平移2个单位得到函数的图象;
将函数的图象向左平移2个单位得到函数的图象;
(3)将函数的图象向上平移1个单位,再向右平移3个单位得到函数的图象.
所画图象如图所示,当时,.
【点睛】
本题考查了一次函数与几何变换,一次函数的图象,一次函数的性质,平移的性质,正确的作出图形是解题的关键.
2.在平面直角坐标系xOy中,点P的坐标为(,),点Q的坐标为(,),且,,若P,Q为某个矩形的两个顶点,且该矩形的边均与某条坐标轴垂直,则称该矩形为点P,Q的“相关矩形”.下图为点P,Q 的“相关矩形”的示意图.
(1)已知点A的坐标为(1,0).
①若点B的坐标为(3,1)求点A,B的“相关矩形”的面积;
②点C在直线x=3上,若点A,C的“相关矩形”为正方形,求直线AC的表达式;
(2)⊙O的半径为,点M的坐标为(m,3).若在⊙O上存在一点N,使得点M,N的“相关矩形”为正方形,求m的取值范围.
【答案】(1)①2;②或;(2)1≤m≤5 或者.
【解析】
(1)①S=2×1=2;
②C的坐标可以为(3,2)或者(3,-2),设AC的表达式为y=kx+b,将A、C分别代入AC的表达式得到:或,解得:或,则直线AC的表达式为或;
(2)若⊙O上存在点N,使MN的相关矩形为正方形,则直线MN的斜率k=±1,即过M点作k=±1的直线,与⊙O有交点,即存在N,当k=-1时,极限位置是直线与⊙O相切,如图与,直线与⊙O切于点N,ON=,∠ONM=90°,∴与y交于(0,-2).(,3),∴,∴=-5,∴(-5,3);同理可得(-1,3);
当k=1时,极限位置是直线与(与⊙O相切),可得(1,3),(5,3).
因此m的取值范围为1≤m≤5或者.
考点:一次函数,函数图象,应用数学知识解决问题的能力.
3.如图所示,在平面直角坐标系中,过点A(﹣,0)的两条直线分别交y轴于B、C两点,且B、C两点的纵坐标分别是一元二次方程x2﹣2x﹣3=0的两个根
(1)求线段BC的长度;
(2)试问:直线AC与直线AB是否垂直?请说明理由;
(3)若点D在直线AC上,且DB=DC,求点D的坐标;
(4)在(3)的条件下,直线BD上是否存在点P,使以A、B、P三点为顶点的三角形是等腰三角形?若存在,请直接写出P点的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)4;(2)AC⊥AB,理由见解析;(3)D(﹣2,1);(4)点P的坐标为(﹣3,0),(﹣,2),(﹣3,3﹣),(3,3+).
【解析】
(1)∵x2﹣2x﹣3=0,
∴x=3或x=﹣1,
∴B(0,3),C(0,﹣1),
∴BC=4;
(2)∵A(﹣,0),B(0,3),C(0,﹣1),
∴OA=,OB=3,OC=1,
∴OA2=OB•OC,
∵∠AOC=∠BOA=90°,
∴△AOC∽△BOA,
∴∠CAO=∠ABO,
∴∠CAO+∠BAO=∠ABO+∠BAO=90°,
∴∠BAC=90°,
∴AC⊥AB;
(3)设直线AC的解析式为y=kx+b,
把A(﹣,0)和C(0,﹣1)代入y=kx+b,
∴,
解得:,
∴直线AC的解析式为:y=﹣x﹣1,
∵DB=DC,
∴点D在线段BC的垂直平分线上,
∴D的纵坐标为1,
∴把y=1代入y=﹣x﹣1,
∴x=﹣2,
∴D的坐标为(﹣2,1),
(4)设直线BD的解析式为:y=mx+n,直线BD与x轴交于点E,
把B(0,3)和D(﹣2,1)代入y=mx+n,
∴,
解得,
∴直线BD的解析式为:y=x+3,
令y=0代入y=x+3,
∴x=﹣3,
∴E(﹣3,0),
∴OE=3,
∴tan∠BEC==,
∴∠BEO=30°,
同理可求得:∠ABO=30°,
∴∠ABE=30°,
当PA=AB时,如图1,
此时,∠BEA=∠ABE=30°,
∴EA=AB,
∴P与E重合,
∴P的坐标为(﹣3,0),
当PA=PB时,如图2,
此时,∠PAB=∠PBA=30°,
∵∠ABE=∠ABO=30°,
∴∠PAB=∠ABO,
∴PA∥BC,
∴∠PAO=90°,
∴点P的横坐标为﹣,
令x=﹣代入y=x+3,
∴y=2,
∴P(﹣,2),
当PB=AB时,如图3,
∴由勾股定理可求得:AB=2,EB=6,
若点P在y轴左侧时,记此时点P为P1,
过点P1作P1F⊥x轴于点F,
∴P1B=AB=2,
∴EP1=6﹣2,
∴sin∠BEO=,
∴FP1=3﹣,
令y=3﹣代入y=x+3,
∴x=﹣3,
∴P1(﹣3,3﹣),
若点P在y轴的右侧时,记此时点P为P2,
过点P2作P2G⊥x轴于点G,
∴P2B=AB=2,
∴EP2=6+2,
∴sin∠BEO=,
∴GP2=3+,
令y=3+代入y=x+3,
∴x=3,
∴P2(3,3+),
综上所述,当A、B、P三点为顶点的三角形是等腰三角形时,点P的坐标为(﹣3,0),(﹣,2),(﹣3,3﹣),(3,3+).
考点:一次函数和三角形的综合题.
4.小明在一次数学兴趣小组活动中,对一个数学问题作如下探究:
问题情境:如图1,四边形ABCD中,AD∥BC,点E为DC边的中点,连结AE并延长交BC的延长线于点F.求证:S四边形ABCD=S△ABF.(S表示面积)
问题迁移:如图2,在已知锐角∠AOB内有一定点P.过点P任意作一条直线MN,分别交射线OA、OB于点M、N.小明将直线MN绕着点P旋转的过程中发现,△MON的面积存在最小值.请问当直线MN在什么位置时,△MON的面积最小,并说明理由.
实际应用:如图3,若在道路OA、OB之间有一村庄Q发生疫情,防疫部分计划以公路OA、OB和经过防疫站的一条直线MN为隔离线,建立一个面积最小的三角形隔离区△MON.若测得∠AOB=66º,∠POB=30º,OP=4km,试求△MON的面积.(结果精确到0.1km2)(参考数据:sin66º≈0.91,tan66º≈2.25,≈1.73)
拓展延伸:如图4,在平面直角坐标系中,O为坐标原点,点A、B、C、P的坐标分别为(6,0)、(6,3)、、(4,2),过点P的直线l与四边形OABC一组对边相交,将四边形OABC分成两个四边形,求其中以点O为顶点的四边形的面积的最大值.
【答案】问题情境:见解析
问题迁移:见解析
实际运用:∴。
拓展延伸:截得四边形面积的最大值为10
【解析】
问题情境:证明:∵AD∥BC,∴∠DAE=∠F,∠D=∠FCE。
∵点E为DC边的中点,∴DE=CE。
∵在△ADE和△FCE中,,
∴△ADE≌△FCE(AAS)。∴S△ADE=S△FCE。
∴S四边形ABCE+S△ADE=S四边形ABCE+S△FCE,即S四边形ABCD=S△ABF。
问题迁移:当直线旋转到点P是MN的中点时S△MON最小,理由如下:
如图2,过点P的另一条直线EF交OA、OB于点E、F,
设PF<PE,过点M作MG∥OB交EF于G,
由问题情境可以得出当P是MN的中点时S四边形MOFG=S△MON。
∵S四边形MOFG<S△EOF,∴S△MON<S△EOF。
∴当点P是MN的中点时S△MON最小。
实际运用:如图3,作PP1⊥OB,MM1⊥OB,垂足分别为P1,M1,
在Rt△OPP1中,∵∠POB=30°,
∴PP1=OP=2,OP1=2。
由问题迁移的结论知,当PM=PN时,△MON的面积最小,
∴MM1=2PP1=4,M1P1=P1N。
在Rt△OMM1中,,即,
∴。∴。
∴。
∴。
拓展延伸:①如图4,当过点P的直线l与四边形OABC的一组对边OC、AB分别交于点M、N,延长OC、AB交于点D,
∵C,∴∠AOC=45°。∴AO=AD。
∵A(6,0),∴OA=6。∴AD=6。
∴。
由问题迁移的结论可知,当PN=PM时,△MND的面积最小,
∴四边形ANMO的面积最大。
作PP1⊥OA,MM1⊥OA,垂足分别为P1,M1,
∴M1P1=P1A=2。∴OM1=M1M=2,∴MN∥OA。
∴。
②如图5,当过点P的直线l与四边形OABC的另一组对边CB、OA分别交M、N,延长CB交x轴于T,
设直线BC的解析式为y=kx+b,
∵C、B(6,3),
∴,解得:。
∴直线BC的解析式为。
当y=0时,x=9,∴T(9,0)。
∴。
由问题迁移的结论可知,当PM=PN时,△MNT的面积最小,
∴四边形CMNO的面积最大。
∴NP1=M1P1,MM1=2PP1=4。∴,解得x=5。∴M(5,4)。
∴OM1=5。
∵P(4,2),∴OP1=4。∴P1M1=NP1=1。∴ON=3。∴NT=6。
∴。
∴。
∴综上所述:截得四边形面积的最大值为10。
5.如图,在平面直角坐标系中,一次函数y=﹣x+4的图象与x轴和y轴分别相交于A、B两点.动点P从点A出发,在线段AO上以每秒3个单位长度的速度向点O作匀速运动,到达点O停止运动,点A关于点P的对称点为点Q,以线段PQ为边向上作正方形PQMN.设运动时间为t秒.
(1)当t=秒时,点Q的坐标是 ;
(2)在运动过程中,设正方形PQMN与△AOB重叠部分的面积为S,求S与t的函数表达式;
(3)若正方形PQMN对角线的交点为T,请直接写出在运动过程中OT+PT的最小值.
【答案】(1)(4,0);(2)①当0<t≤1时,S =t2;②当1<t≤时,S =﹣t2+18t;③当<t≤2时, S =﹣3t2+12;(3)OT+PT的最小值为.
【解析】
(1)令y=0,
∴﹣x+4=0,
∴x=6,
∴A(6,0),
当t=秒时,AP=3×=1,
∴OP=OA﹣AP=5,
∴P(5,0),
由对称性得,Q(4,0);
(2)当点Q在原点O时,OQ=6,
∴AP=OQ=3,
∴t=3÷3=1,
①当0<t≤1时,如图1,令x=0,
∴y=4,
∴B(0,4),
∴OB=4,
∵A(6,0),
∴OA=6,
在Rt△AOB中,tan∠OAB=,
由运动知,AP=3t,
∴P(6﹣3t,0),
∴Q(6﹣6t,0),
∴PQ=AP=3t,
∵四边形PQMN是正方形,
∴MN∥OA,PN=PQ=3t,
在Rt△APD中,tan∠OAB=,
∴PD=2t,
∴DN=t,
∵MN∥OA
∴∠DCN=∠OAB,
∴tan∠DCN=,
∴CN=t,
∴S=S正方形PQMN﹣S△CDN=(3t)2﹣t×t=t2;
②当1<t≤时,如图2,同①的方法得,DN=t,CN=t,
∴S=S矩形OENP﹣S△CDN=3t×(6﹣3t)﹣t×t=﹣t2+18t;
③当<t≤2时,如图3,S=S梯形OBDP=(2t+4)(6﹣3t)=﹣3t2+12;
(3)如图4,由运动知,P(6-3t,0),Q(6-6t,0),
∴M(6-6t,3t),
∵T是正方形PQMN的对角线交点,
∴T(6-),
∴点T是直线y=-x+2上的一段线段,(-3≤x<6),
同理:点N是直线AG:y=-x+6上的一段线段,(0≤x≤6),
∴G(0,6),
∴OG=6,
∵A(6,0),
∴AG=6,在Rt△ABG中,OA=6=OG,
∴∠OAG=45°,
∵PN⊥x轴,
∴∠APN=90°,
∴∠ANP=45°,
∴∠TNA=90°,
即:TN⊥AG,
∵T正方形PQMN的对角线的交点,
∴TN=TP,
∴OT+TP=OT+TN,
∴点O,T,N在同一条直线上(点Q与点O重合时),且ON⊥AG时,OT+TN最小,
即:OT+TN最小,
∵S△OAG=OA×OG=AG×ON,
∴ON==.
即:OT+PT的最小值为3
【点睛】
此题是一次函数综合题,主要考查了正方形的面积,梯形,三角形的面积公式,正方形的性质,勾股定理,锐角三角函数,用分类讨论的思想解决问题是解本题的关键,找出点T的位置是解本题(3)的难点.
6.如图,直线MN与x轴,y轴分别相交于A,C两点,分别过A,C两点作x轴,y轴的垂线相交于B点,且OA,OC(OA>OC)的长分别是一元二次方程x2﹣14x+48=0的两个实数根.
(1)求C点坐标;
(2)求直线MN的解析式;
(3)在直线MN上存在点P,使以点P,B,C三点为顶点的三角形是等腰三角形,请直接写出P点的坐标.
【答案】(1)C(0,6).
(2)y=x+6.
(3)P1(4,3),P2()P3(),P4().
【解析】
(1)解方程x2-14x+48=0得
x1=6,x2=8
∵OA,OC(OA>OC)的长分别是一元二次方程x2-14x+48=0的两个实数根
∴OC=6,OA=8
∴C(0,6)
(2)设直线MN的解析式是y=kx+b(k≠0)
由(1)知,OA=8,则A(8,0)
∵点A、C都在直线MN上
∴
解得,
∴直线MN的解析式为y=-x+6
(3)
∵A(8,0),C(0,6)
∴根据题意知B(8,6)
∵点P在直线MN y=-x+6上
∴设P(a,--a+6)
当以点P,B,C三点为顶点的三角形是等腰三角形时,需要分类讨论:
①当PC=PB时,点P是线段BC的中垂线与直线MN的交点,则P1(4,3);
②当PC=BC时,a2+(-a+6-6)2=64
解得,a=±,则P2(-,),P3(,)
③当PB=BC时,(a-8)2+(-a+6-6)2=64
解得,a=,则-a+6=-
∴P4(,)
综上所述,符合条件的点P有:P1(4,3),P2(-,),P3(,),P4(,-)
考点:一次函数综合题.
7.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 ;
(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,请直接写出点C的坐标.
【答案】(1);(2)①▱OCED的周长8+4;②C的坐标为(﹣3,)或(11,).
【解析】
(1)将A(8,0)代入y=kx+4,得:0=8k+4,
解得:k=.
故答案为.
(2)①由(1)可知直线AB的解析式为y=x+4.
当x=0时,y=x+4=4,
∴点B的坐标为(0,4),
∴OB=4.
∵点E为OB的中点,
∴BE=OE=OB=2.
∵点A的坐标为(8,0),
∴OA=8.
∵四边形OCED是平行四边形,
∴CE∥DA,
∴,
∴BC=AC,
∴CE是△ABO的中位线,
∴CE=OA=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=,
∴C平行四边形OCED=2(OD+DE)=2(4+2)=8+4.
②设点C的坐标为(x,+4),则CE=|x|,CD=|x+4|,
∴S△CDE=CD•CE=|﹣x2+2x|=,
∴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,)或(11,).
【点睛】
本题考查了待定系数法求一次函数解析式、一次函数图象上点的坐标特征、平行四边形的性质、勾股定理、平行四边形的周长、三角形的面积、解一元二次方程以及三角形的中位线,解题的关键是:(1)根据点的坐标,利用待定系数法求出k值;(2)①利用勾股定理及三角形中位线的性质,求出CE,DE的长;②利用三角形的面积公式结合△CDE的面积为,找出关于x的方程.
8.在平面直角坐标系中,已知,动点在的图像上运动(不与重合),连接,过点作,交轴于点,连接.
(1)求线段长度的取值范围;
(2)试问:点运动过程中,是否问定值?如果是,求出该值;如果不是,请说明理由.
(3)当为等腰三角形时,求点的坐标.
【答案】(1);(2)为定值,=30°;(3), ,,
【解析】
解:(1)作,则
∵点在的图像上
∴,
∵,
∴
∴
(2)①当点在第三象限时,
由,可得、、、四点共圆,
∴
②当点在第一象的线段上时,
由,可得、、、四点共圆,
∴,又此时
∴
③当点在第一象限的线段的延长线上时,
由,可得,
∴、、、四点共圆,
∴
(3)设,则:
∵,∴
∴:
∴
∴,
①当时,则
整理得: 解得:
∴,
②当时,则
整理得:
解得:或
当时,点与重合,舍去,
∴,∴
③当时,
则
整理得:
解得:
∴
【点睛】
本题为一次函数综合题,涉及到待定系数法求函数解析式、三角函数、等腰三角形判定和性质以及圆的相关性质等知识点,其中(2)(3),要注意分类求解,避免遗漏.
9.如图,Rt△OAB的直角边OA在x轴上,顶点B的坐标为(6,8),直线CD交AB于点D(6,3),交x轴于点C(12,0).
(1)求直线CD的函数表达式;
(2)动点P在x轴上从点(﹣10,0)出发,以每秒1个单位的速度向x轴正方向运动,过点P作直线l垂直于x轴,设运动时间为t.
①点P在运动过程中,是否存在某个位置,使得∠PDA=∠B?若存在,请求出点P的坐标;若不存在,请说明理由;
②请探索当t为何值时,在直线l上存在点M,在直线CD上存在点Q,使得以OB为一边,O,B,M,Q为顶点的四边形为菱形,并求出此时t的值.
【答案】(1)直线CD的解析式为y=﹣x+6;(2)①满足条件的点P坐标为(,0)或(,0).②满足条件的t的值为或.
【解析】
(1)设直线CD的解析式为y=kx+b,则有
,
解得,
∴直线CD的解析式为y=﹣x+6.
(2)①如图1中,作DP∥OB,则∠PDA=∠B.
∵DP∥OB,
∴,
∴,
∴,
∴OP=6﹣,
∴P(,0),
根据对称性可知,当AP=AP′时,P′(,0),
∴满足条件的点P坐标为(,0)或(,0).
②如图2中,当OP=OB=10时,作PQ∥OB交CD于Q.
∵直线OB的解析式为y=x,
∴直线PQ的解析式为y=x+,
由,
解得,
∴Q(﹣4,8),
∴PQ==10,
∴PQ=OB.
∵PQ∥OB,
∴四边形OBQP是平行四边形.
∵OB=OP,
∴四边形OBQP是菱形,此时点M与的Q重合,满足条件,t=0.
如图3中,当OQ=OB时,设Q(m,﹣m+6),
则有m2+(﹣m+6)2=102,解得m=,
∴点Q 的横坐标为或,
设点M的横坐标为a,则有:或,
∴a=或,
∴满足条件的t的值为或.
点睛:本题考查了一次函数综合题、待定系数法、菱形的判定、平行线分线段成比例定理等知识,解题的关键是学会由分类讨论的思想思考问题,学会构建一次函数,利用方程组确定两个函数的交点坐标.
10.如图,直线与坐标轴分别交于点A、B,与直线交于点C.在线段OA上,动点Q以每秒1个单位长度的速度从点O出发向点A做匀速运动,同时动点P从点A出发向点O做匀速运动,当点P、Q其中一点停止运动时,另一点也停止运动.分别过点P、Q作x轴的垂线,交直线AB、OC于点E、F,连接EF.若运动时间为t秒,在运动过程中四边形PEFQ总为矩形(点P、Q重合除外).
(1)求点P运动的速度是多少?
(2)当t为多少秒时,矩形PEFQ为正方形?
(3)当t为多少秒时,矩形PEFQ的面积S最大?并求出最大值.
【答案】(1)点P运动的速度是每秒2个单位长度;(2)2秒或4秒;(3)当t=4时,S的最大值为:16.
【解析】
解:(1)∵直线与坐标轴分别交于点A、B,
∴x=0时,y=4;y=0时,x=8.
∴BO=4,AO=8.
∴.
当t秒时,QO=FQ=t,则EP=t,
∵EP∥BO,
∴△ABO∽△AEP.
∴,即.
∴AP=2t
∵动点Q以每秒1个单位长度的速度从点O出发向点A做匀速运动,
∴点P运动的速度是每秒2个单位长度.
(2)∵当OP=OQ时,PE与QF重合,此时t=,当点P、Q其中一点停止运动时,另一点也停止运动,
∴分0<t<和<t≤4两种情况讨论:
如图1,当0<t<,即点P在点Q右侧时,若PQ=PE,矩形PEFQ为正方形,
∵OQ=FQ=t,PA=2t,
∴QP=8-t-2t=8-3t.
∴8-3t=t.
解得:t=2
如图2,当<t≤4,即点P在点Q左侧时,若PQ=PE,矩形PEFQ为正方形,
∵OQ=t,PA=2t
∴OP=8-2t
∴
∴
解得:t=4.
∴当t为2秒或4秒时,矩形PEFQ为正方形.
(3)同(2)分0<t<和<t≤4两种情况讨论:
如图1,当0<t<时,Q在P点的左边
∵OQ=t,PA=2t,∴QP=8-t-2t=8-3t,
∴.
∴当t=时,S的最大值为,
如图2,当<t≤4时,Q在P点的右边,
∵OQ=t,PA=2t,∴.
∴.
∵当<t≤4时,S随t的增大而增大,
∴t=4时,S的最大值为:3×42﹣8×4=16.
综上所述,当t=4时,S的最大值为:16.
【点睛】
本题考查一次函数的综合,相似三角形性质,二次函数最值.能根据题意表示相关线段的长度是解决此题的关键.
11.定义:在平面直角坐标系中,对于任意两点,,若点满足,,那么称点是点,的融合点.
例如:,,当点满是,时,则点是点,的融合点,
(1)已知点,,,请说明其中一个点是另外两个点的融合点.
(2)如图,点,点是直线上任意一点,点是点,的融合点.
①试确定与的关系式.
②若直线交轴于点,当为直角三角形时,求点的坐标.
【答案】(1)点是点,的融合点;(2)①,②符合题意的点为, .
【解析】
(1)解:,
∴点是点,的融合点
(2)解:①由融合点定义知,得.
又∵,得
∴,化简得.
②要使为直角三角形,可分三种情况讨论:
(i)当时,如图1所示,
设,则点为.
由点是点,的融合点,
可得或,
解得,∴点.
(ii)当时,如图2所示,
则点为.
由点是点,的融合点,
可得点.
(iii)当时,该情况不存在.
综上所述,符合题意的点为,
【点睛】
本题是一次函数综合运用题,涉及到勾股定理得运用,此类新定义题目,通常按照题设顺序,逐次求解.
12.在平面直角坐标系中,直线l:与直线,直线分别交于点A,B,直线与直线交于点.
(1)求直线与轴的交点坐标;
(2)横、纵坐标都是整数的点叫做整点.记线段围成的区域(不含边界)为.
①当时,结合函数图象,求区域内的整点个数;
②若区域内没有整点,直接写出的取值范围.
【答案】(1)直线与轴交点坐标为(0,1);(2)①整点有(0,-1),(0,0),(1,-1),(1,0),(1,1),(1,2)共6个点,②-1≤k<0或k=-2.
【解析】
解:(1)令x=0,y=1,
∴直线l与y轴的交点坐标(0,1);
(2)由题意,A(k,k2+1),B,C(k,-k),
①当k=2时,A(2,5),B,C(2,-2),
在W区域内有6个整数点:(0,0),(0,-1),(1,0),(1,-1),(1,1),(1,2);
②直线AB的解析式为y=kx+1,
当x=k+1时,y=-k+1,则有k2+2k=0,
∴k=-2,
当0>k≥-1时,W内没有整数点,
∴当0>k≥-1或k=-2时W内没有整数点;
【点睛】
本题考查一次函数图象上点的特征;能够数形结合解题,根据k变化分析W区域内整数点的情况是解题的关键.
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