中考数学一轮复习专题3.3 坐标系中的规律探究四大类型(北师大版)(解析版)
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本套训练卷共30题,题型针对性较高,覆盖面广,选题有深度,可加强学生对坐标与中的规律探究的四大类型的理解!
【类型1 沿平行于坐标轴方向运动的点的规律探究】
1.(2023春·八年级单元测试)如图,在平面直角坐标系中A−1,1,B−1,−2,C3,−2,D3,1,一只瓢虫从点A出发以2个单位长度/秒的速度沿A→B→C→D→A循环爬行,问第2021秒瓢虫在( )处.
A.3,1B.−1,−2C.1,−2D.3,−2
【答案】A
【分析】根据点的坐标求出四边形ABCD的周长,然后求出第2022秒是爬了第几圈后的第几个单位长度,从而确定答案.
【详解】∵ A−1,1,B−1,−2,C3,−2,D3,1,
∴AB=CD=3,BC=AD=4,
∴AB+BC+CD+AD=3+4+3+4=14,
∴瓢虫转一周,需要的时间是142=7 秒
∵2021=288×7+5 ,
∴ 按A→B→C→D→A顺序循环爬行,第2021秒相当于从A点出发爬了5秒,路程是:5×2=10个单位,10=3+4+3,
∴第2022秒瓢虫在3,1 .
故选A.
【点睛】本题考查了点的变化规律,根据点的坐标求出四边形ABCD一周的长度,从而确定2021秒瓢虫爬完了多少个整圈,不成一圈的路程在第几圈第几个单位长度的位置是解题的关键.
2.(2023春·八年级单元测试)如图,一个粒子在第一象限和x轴,y轴的正半轴上运动,在第1秒内,它从原点运动到0,1,接着它按图所示在x轴、y轴的平行方向来回运动(即(0,0)→(0,1)→(1,1)→(1,0)→(2,0)→ 2,2→...,且每秒运动1个单位,那么2021秒时,这个粒子所处位置的坐标为( )
A.(3,44)B.(4,44)C.(44,3)D.(44,4)
【答案】A
【分析】根据现有点(1,1)、(2,2)、(3,3)、(4,4)分析点的运动时间和运动方向,可以得出一般结论,设点(n,n),当n为奇数时,运动了n(n+1)秒,方向向下;当n为偶数时,运动了n(n+1)秒,方向向左;然后利用这个结论算出2021秒的坐标.
【详解】解:粒子所在位置与运动的时间的情况如下:
位置:(1,1)运动了2=1×2秒,方向向下,
位置:(2,2)运动了6=2×3秒,方向向左,
位置:(3,3)运动了12=3×4秒,方向向下,
位置:(4,4)运动了20=4×5秒,方向向左;
……
总结规律发现,设点(n,n),
当n为奇数时,运动了n(n+1)秒,方向向下;
当n为偶数时,运动了n(n+1)秒,方向向左;
∵44×45=1980,45×46=2070,
∴到(44,44)处,粒子运动了44×45=1980秒,方向向左,
故到2021秒,须由(44,44)再向左运动2021−1980=41秒,
44−41=3,
2021秒时,这个粒子所处位置为(3,44).
故选:A.
【点睛】本题考查了点的坐标,数形结合并发现点运动的坐标规律是解题的关键.
3.(2023春·安徽滁州·八年级统考期中)如图,在平面直角坐标系中,点A−1,0,点A第1次向上跳动1个单位至点A1−1,1,紧接着第2次向右跳动2个单位至点A21,1,第3次向上跳动1个单位,第4次向左跳动3个单位,第5次又向上跳动1个单位,第6次向右跳动4个单位,…依此规律跳动下去,点A第2022次跳动至点A2022的坐标是( )
A.505,1009B.−506,1010C.−506,1011D.506,1011
【答案】D
【分析】设第n次跳动至点An,根据部分点An坐标的变化找出变化规律“A4n(−n−1,2n),A4n+1(−n−1,2n+1),A4n+2(n+1,2n+1),A4n+3(n+1,2n+2)(n为自然数)”,依此规律结合2022=505×4+2即可得出点A2022的坐标.
【详解】解:设第n次跳动至点An,
观察,发现:A(−1,0),A1(−1,1),A2(1,1),A3(1,2),A4(−2,2),A5(−2,3),A6(2,3),A7(2,4),A8(−3,4),A9(−3,5),…,
∴A4n(−n−1,2n),A4n+1(−n−1,2n+1),A4n+2(n+1,2n+1),A4n+3(n+1,2n+2)(n为自然数).
∵2022=505×4+2,
∴A2022(506,1011).
故选:D.
【点睛】本题考查了规律型中点的坐标,解题的关键是根据部分点An坐标的变化找出变化规律.
4.(2023春·八年级课时练习)如图,点A1的坐标为(1,1),将点A1先向上平移1个单位长度,再向右平移2个单位长度得到点A2;将点A2先向上平移2个单位长度,再向右平移4个单位长度得到点A3;将点A3先向上平移4个单位长度,再向右平移8个单位长度得到点A4……按这个规律平移下去得到点An,(n 为正整数),则点An的坐标是( )
A.(2n,2n−1)B.(2n−1,2n)C.(2n−1,2n+1)D.(2n−1,2n−1)
【答案】D
【分析】探究规律,利用根据解决问题即可.
【详解】解:由题意知,A1(1,1),
A2(3,2),即(22−1,22−1),
A3(7,4),(23−1,23−1),
A4(15,8),(24−1,24−1),
…
An(2n−1,2n−1).
故选:D.
【点睛】本题考查坐标与图形变化-平移,解题的关键是学会探究规律的方法.
5.(2023春·湖南娄底·八年级娄底市第三中学校考期中)如图,在平面直角坐标系中,一动点从原点O出发,按向上,向右,向下,向右的方向不断地移动,每移动一个单位,得到点A10,1,A21,1,A31,0,A42,0,……,那么点A2023的坐标为___________.
【答案】1011,0
【分析】动点在平面直角坐标系中按向上,向右,向下,向右的方向不断地移动,只要求出前几个坐标,根据规律找坐标即可.
【详解】解:根据题意可知,A10,1,A21,1,A31,0,A42,0,A52,1,A63,1,A73,0,A84,0,……,
∴坐标变换的规律为每移动4次,它的纵坐标都能为1,横坐标向右移动力2个单位长度,也就是移动次数的一半,
∴2023÷4=505⋯⋯3,
∴点A2023的纵坐标为0,横坐标为0+2×505+1=1011,
∴点A2023的坐标1011,0,
故答案为:1011,0.
【点睛】本题考查了点的坐标规律型问题,解题的关键是根据点的坐标的变化得到规律,利用得到的规律解题.
6.(2023春·全国·八年级专题练习)如图,在平面直角坐标系中,每个最小方格的边长均为1个单位长,P1,P2,P3,…,均在格点上,其顺序按图中“→”方向排列,如:P1(0,0),P2(0,1),P3(1,1),P4(1,-1),P5(-1,-1),…,根据这个规律,点P2022的坐标为____________.
【答案】(-505,506)
【分析】根据各个点的位置关系,可得出下标为4的倍数的点在第四象限的角平分线上,由图可知,被4除余2的点在第二象限的角平分线往右移一个单位长度的点上,再根据第二象限内点的符号得出答案即可.
【详解】解:∵P1(0,0),P2(0,1),P3(1,1),P4(1,-1),P5(-1,-1),P6(-1,2),…,
∴下标为4的倍数的点在第四象限的角平分线上,被4除余2的点在第二象限的角平分线往上移一个单位长度的直线上,
由规律可得,2022÷4=505⋅⋅⋅2,即点P2022在第二象限的角平分线往上移一个单位长度的直线上,
∴点P2022(-505,506),
故答案为:(-505,506)
【点睛】本题考查平面直角坐标系当中点的规律,正确找出平面角坐标系当中点的规律是解题的关键.
【类型2 沿斜线或曲线运动的点的规律探究】
1.(2023春·全国·八年级专题练习)如图,在平面直角坐标系中,各点坐标分别为A1(2,0),A2(1,−1),A3(0,0),A4(2,2),A5(4,0),A6(1,−3),A7(−2,0),A8(2,4),A9(6,0),则依图中所示规律,A2022的坐标为( )
A.(1,−1011)B.(1,−1010)C.(2,1010)D.(2,1011)
【答案】A
【分析】观察给出点的坐标,找出点之间的规律解答即可.
【详解】解:∵A1(2,0),A2(1,−1),A3(0,0),A4(2,2),
A5(4,0),A6(1,−3),A7(−2,0),A8(2,4),A9(6,0),
观察可知:每四个点为一组,第n组的点分别为:An(2n,0),An+1(1,1−2n),An+2(2−2n,0),An+3(2,2n),
∵2022÷4=505⋯⋯2,
∴A2022位于第506组的第二个点,
∴A20221,1−2×506,即A20221,−1011.
故选:A
【点睛】本题考查点的坐标规律,解题的关键是找出点的规律:每四个点为一组,第n组的点分别为:An(2n,0),An+1(1,1−2n),An+2(2−2n,0),An+3(2,2n).
2.(2023春·陕西西安·八年级交大附中分校校考阶段练习)如图,在平面直角坐标系中,半径均为2个单位长度的半圆组成一条平滑的曲线,点P从原点O出发,沿这条曲线向右运动,速度为每秒π个单位长度,则第2023秒时,点P的坐标是( )
A.4044,2B.4046,−2C.4046,0D.2023,−2
【答案】B
【分析】根据图象可得移动4秒图象完成一个循环,从而可得出点P的坐标.
【详解】解:半径为2个单位长度的半圆的周长为12×2π×2=2π,
∵点P从原点O出发,沿这条曲线向右运动,速度为每秒π个单位长度,
∴点P每秒走12个半圆,
当点P从原点O出发,沿这条曲线向右运动,运动时间为1秒时,点P的坐标为(2,2),
当点P从原点O出发,沿这条曲线向右运动,运动时间为2秒时,点P的坐标为(4,0),
当点P从原点O出发,沿这条曲线向右运动,运动时间为3秒时,点P的坐标为(6,-2),
当点P从原点O出发,沿这条曲线向右运动,运动时间为4秒时,点P的坐标为(8,0),
当点P从原点O出发,沿这条曲线向右运动,运动时间为5秒时,点P的坐标为(10,2),
当点P从原点O出发,沿这条曲线向右运动,运动时间为6秒时,点P的坐标为(12,0),
…,
∵2023÷4=505……3,
∴P的坐标是(4046,-2),
故选:B.
【点睛】此题考查了点的规律变化,解答本题的关键是仔细观察图象,得到点的变化规律,解决问题.
3.(2023春·湖北荆州·八年级统考期末)如图,一个实心点从原点出发,沿下列路径0,0→0,1→1,0→1,1→1,2→⋅⋅⋅每次运动一个点,则运动到第2017次时实心点所在位置的横坐标为( )
A.45B.946C.990D.103
【答案】C
【分析】根据多点横坐标相同的情况,设第m次多点横坐标相同时横坐标为n,且实心点最多运动的次数为an,观察图形可知m=1,n=1,a1=4=22=1+12,且有3个点横坐标相同;m=2,n=3,a3=9=32=2+12,且有4个点横坐标相同;m=3,n=6,a6=16=42=3+12,且有5个点横坐标相同;可推导一般性规律为第m次多点横坐标相同时横坐标为n=m×m+12,an=m+12,且有m+2个点横坐标相同;令an=m+12≤2017,求合适的m,n,an的值,进而可得结果.
【详解】解:根据多点横坐标相同的情况,设第m次多点横坐标相同时横坐标为n,且实心点最多运动的次数为an,观察图形可知
①m=1,n=1,a1=4=22=1+12,且有3个点横坐标相同;
②m=2,n=3,a3=9=32=2+12,且有4个点横坐标相同;
③m=3,n=6,a6=16=42=3+12,且有5个点横坐标相同;
∴可推导一般性规律为:第m次多点横坐标相同时横坐标为n=m×m+12,an=m+12,且有m+2个点横坐标相同;
∴令an=m+12≤2017,
解得43≤m≤44,
当m=43时,n=43×43+12=946,a946=43+12=1936,
当m=44时,n=44×44+12=990,a990=44+12=2025,且有46个点横坐标相同,
∵1936<1979<2017<2025,
∴运动到第2017次时实心点所在位置的横坐标为990,
故选C.
【点睛】本题考查了平面直角坐标系中点坐标的规律探索问题.解题的关键在于根据已知信息推导出一般规律.
4.(2023春·湖南衡阳·八年级校考期中)如图,在平面直角坐标系上有点A1,0,点A第一次跳动至点A1−1,1,第二次向右跳动3个单位至点A22,1,第三次跳动至点A3−2,2,第四次向右跳动5个单位至点A43,2,…,依此规律跳动下去,点A第2023次跳动至A2023的坐标是( )
A.1012,1011B.−1012,1012C.−1011,1011D.−1010,1010
【答案】B
【分析】先分别求出点A1,A3,A5,A7的坐标,再归纳类推出一般规律即可求得答案.
【详解】解:由题意得:点A5的坐标为A5(−3,3),
点A6的坐标为A6(−3+7,3),即A6(4,3),
点A7的坐标为A7(−4,4),
观察可知,点A2×1−1的坐标为(−1,1),
点A2×2−1的坐标为(−2,2),
点A2×3−1的坐标为(−3,3),
点A2×4−1的坐标为(−4,4),
归纳类推得:点A2n−1的坐标为(−n,n)(其中,n为正整数),
∵2023=2×1012−1,
∴点A2023的坐标为(−1012,1012).
故选:B .
【点睛】本题考查了点坐标规律探索,正确归纳类推出一般规律是解题关键.
5.(2023春·湖南湘潭·八年级统考期末)我们把1,1,2,3,5,8,13,21,…这组数称为斐波那契数列,为了进一步研究,依次以这列数为半径作90°圆弧P1P2,P2P3,P3P4,…得到斐波那契螺旋线,然后顺次连结P1P2,P2P3,P3P4,…得到螺旋折线(如图),已知点P1(0,1),P2(−1,0),P3(0,−1),则该折线上的点P9的坐标为( )
A.(−6,24)B.(−6,25)C.(−5,24)D.(−5,25)
【答案】B
【分析】根据题意,找出斐波那契数列的变化规律和点的变化规律,即可求解.
【详解】由题意,P5在P2的正上方,推出P9在P6的正上方,且到P6的距离=21+5=26,
所以P9的坐标为−6,25,
故选B.
【点睛】本题主要考查点的坐标变化规律,找出P9在P6的正上方,是解题的关键.
6.(2023春·江苏·八年级专题练习)如图,O为坐标原点,O11,3、O22,2、O33,5,…,按照这样的规律下去,点O2023的坐标为_________.
【答案】2023,2025
【分析】根据2023为奇数找到点O2023的位置,利用坐标规律写出答案即可.
【详解】解:∵2023为奇数,
∴点O2023的位置就像O1、O3、O5•••的位置一样,
且当n为奇数时候,点On的坐标为(n,n+2),
当n=2023时,O2023的坐标为(2023,2025).
故答案为:(2023,2025).
【点睛】考查了点的坐标变化规律,根据2023为奇数找到点O2023的位置是解决本题的关键,难度不大.
7.(2023春·甘肃白银·八年级校考期中)如图,动点P在平面直角坐标系中按图中箭头所示的方向运动,第1次从原点运动到点(1,1),第2次接着运动到点(2,0),第3次接着运动到点(3,2),…按这样的运动规律,经过第2019次运动后,动点P的坐标是 _____.
【答案】(2023,2)
【分析】分析点P的运动规律,找到循环次数即可.
【详解】解:分析图象可以发现,点P的运动每4次位置循环一次.每循环一次向右移动四个单位.
∵2019=4×504+3,
2020=4×505,
∴当第504循环结束时,即经过第4×504=2016次运动后,点P位置在(2023,0),
在此基础之上运动三次到(2023,2),
故答案为:(2023,2).
【点睛】本题是点的坐标规律探究题,解题关键是找到动点运动过程中,每运动多少次形成一个循环.
8.(2023春·浙江·八年级专题练习)如图,在平面直角坐标系xy中,B1(0,1),B2(0,3),B3(0,6),B4(0,10),…,以B1B2为对角线作第一个正方形A1B1C1B2,以B2B3为对角线作第二个正方形A2B2C2B3,以B3B4为对角线作第三个正方形A3B3C3B4,…,如果所作正方形的对角线BnBn+1都在y轴上,且BnBn+1的长度依次增加1个单位,顶点An都在第一象限内(n≥1,且n为整数). 那么A1的坐标为____________;An的坐标为_________(用含n的代数式表示).
【答案】 (1,2) (n+12,(n+1)22)
【分析】根据A1、A2点的横纵坐标规律归纳出An的横纵坐标(n+12,(n+1)22)
【详解】解:如下图所示,
作A1D⊥ y轴于点D,
则B1D=B1B2÷2=(3−1)÷2=1,
∵ A1D=B1D=1,
∴ A1的横坐标= A1D=1,A1的纵坐标=B1D+B1O=1+1=1+122=2,
即A1的坐标为(1,2)
同理可得:A2的横坐标=(B2B3)÷2=32,
A2的纵坐标=OB2+(B2B3)÷2=3+(6−3)÷2=1+222=4.5,
∴ An的横坐标为n+12,纵坐标为1+n22,
故答案为:(1)(1,2); (2)(n+12,(n+1)22)
【点睛】本题主要考查了点的坐标的规律,培养学生的观察能力和归纳能力,从所给的数据和图形中寻找规律分别得出An点横纵坐标的规律是解决问题的关键.
【类型3 平面直角坐标系中图形的变换规律探究】
1.(2023春·河北石家庄·八年级厦门市槟榔中学统考期中)如图,面积为3的等腰△ABC,AB=AC,点B、点C在x轴上,且B1,0、C3,0,规定把△ABC “先沿y轴翻折,再向下平移1个单位”为一次变换,这样连续经过2023次变换后,△ABC顶点A的坐标为( )
A.−2,−2020B.2,−2020C.2,−2021D.−2,−2021
【答案】A
【分析】根据题意可得点A2,3,第1次变换后,点A的坐标为−2,2,第2次变换后,点A的坐标为2,1,第3次变换后,点A的坐标为−2,0,第4次变换后,点A的坐标为2,−1,第5次变换后,点A的坐标为 −2,−2……,以此可发现规律:当经过n次变换后,n为奇数时,点A的横坐标为−2,纵坐标为3−n;当经过n次变换后,n为偶数时,点A的横坐标为2,纵坐标为3−n,以此即可解答.
【详解】解:∵面积为3的等腰△ABC,AB=AC,B1,0、C3,0,
∴点A到x轴的距离为3,横坐标为2,
∴A2,3,
∴第1次变换A的坐标为−2,2,
第2次变换A的坐标为2,1,
第3次变换A的坐标为−2,0,
第4次变换后,点A的坐标为2,−1,
第5次变换后,点A的坐标为−2,−2,
以此可发现规律:当经过n次变换后,n为奇数时,点 A的横坐标为−2,纵坐标为3−n;
当经过n次变换后,n为偶数时,点A的横坐标为2,纵坐标为3−n,
第2023次变换后,点A的坐标为−2,−2020,
故选:A.
【点睛】本题考查了翻折变换、规律型:点的坐标、等腰三角形的性质、坐标与图形变化,根据对称和平移的性质总结出点A坐标变化的规律是解题关键.
2.(2023春·江苏·八年级专题练习)在平面直角坐标系中,把△ABC先沿x轴翻折,再向右平移3个单位,得到△A1B1C1,把这两步操作规定为翻移变换,如图,已知等边三角形ABC的顶点B,C的坐标分别是(1,1),(3,1).把△ABC经过连续3次翻移变换得到△A3B3C3,则边BC中点的对应点的坐标是( )
A.(11,1)B.(-11,1)C.(11,﹣1)D.(-11,-1)
【答案】C
【分析】根据平移和对称变换,点坐标的变化规律可得答案.
【详解】解:∵B,C的坐标分别是(1,1),(3,1),
∴BC中点的坐标为(2,1),
∵把△ABC先沿x轴翻折,再向右平移3个单位得到△A1B1C1,
∴经过1次翻移变换,BC中点的对应点的坐标是(2+3,-1),即(5,-1),
经过2次翻移变换,BC中点的对应点的坐标是(5+3,1),即(8,1)
经过3次翻移变换,BC中点的对应点的坐标是(8+3,-1),即(11,-1)
故选:C.
【点睛】此题考查点的坐标变化,解答本题的关键是读懂题意,知道翻移变换的定义,利用对称和平移的特点,找出规律解决问题.
3.(2023春·八年级课时练习)如图:正方形ABCD的顶点A,B的坐标分别为(1,1),(3,1)若正方形ABCD第1次沿x轴翻折,第2次沿y轴翻折,第3次沿x轴翻折,第4次沿y轴翻折,第5次沿x轴翻折,…,则第2021次翻折后点C对应点的坐标为( )
A.3,−3B.3,3C.−3,3D.−3,−3
【答案】A
【分析】根据正方形ABCD的顶点A(1,1),B(3,1),可得AB=BC=2,C(3,3),先求出前几次变换后C点的坐标,发现C点的坐标变换成周期规律,找到正确的周期,即可计算出结果.
【详解】解:∵正方形ABCD的顶点A(1,1),B(3,1),
∴AB=BC=2,
∵C(3,3),
第1次沿x轴翻折,点C1的坐标为(3,−3),
第2次沿y轴翻折,点C2的坐标为(−3,−3),
第3次沿x轴翻折,点C3的坐标为(−3,3),
第4次沿y轴翻折,点C4的坐标为(3,3),
第5次沿x轴翻折,点C5的坐标为(3,−3),
点C的坐标以4个一周期变化,
∴2021÷4=505⋯1,
∴则第2021次翻折后点C对应点的坐标为(3,−3).
故选:A.
【点睛】本题考查了坐标与图形的对称变化,C点的坐标变换成周期规律,找到正确的周期是解决本题的关键.
4.(2023春·北京·八年级阶段练习)如图,已知正方形ABCD,顶点A(1,3),B(1,1),C(3,1),对角线交于点M.规定“把正方形ABCD先沿x轴翻折,再向左平移1个单位”为一次变换,那么经过两次变换后,点M的坐标变为____________,连续经过2015次变换后,点M的坐标变为___________.
【答案】 (0,2) (-2013,-2)
【详解】试题分析:第1次变换后的点M的对应点的坐标为(2-1,-2),即(1,-2),
第2次变换后的点M的对应点的坐标为:(2-2,2),即(0,2),
第3次变换后的点M的对应点的坐标为(2-3,-2),即(-1,-2),
第n次变换后的点M的对应点的为:当n为奇数时为(2-n,-2),当n为偶数时为(2-n,2)
考点:图形的翻折.
5.(2023春·内蒙古呼伦贝尔·八年级校考阶段练习)任意两点关于它们所连线段的中点成中心对称,在平面直角坐标系中,任意两点P(x1,y1),Q (x2,y2)的对称中心的坐标为x1+x22,y1+y22,如图.
(1)在平面直角坐标系中,若点P1(0,-1),P2(2,3)的对称中心是点A,则点A的坐标为________;
(2)另取两点B(−1,2),C(−1,0).有一电子青蛙从点P1处开始依次作关于点A,B,C的循环对称跳动,即第一次跳到点P1关于点A的对称点P2处,接着跳到点P2关于点B的对称点P3处,第三次再跳到点P3关于点C的对称点P4处,第四次再跳到点P4关于点A的对称点P5处,…,则点P2019的坐标为________.
【答案】 (1,1) (−4,1)
【分析】(1)根据对称中心的坐标公式代入计算即可
(2)利用中心对称的性质依次计算出,然后找到规律,利用规律即可解题.
【详解】(1)∵点P1(0,-1),P2(2,3)
∴A的坐标为(0+22,−1+32)=(1,1)
(2)由题意可知P1(0,−1),P2(2,3)
∵点P2 , P3关于点B对称
∴P3(−4,1)
∵点P3,P4关于点C对称
∴P4(−2,1)
同理可求P5(0,3),P6(−2,1),P7(0,−1)⋯
所以六次一个循环
∵2019÷6=336⋯3
∴P2019(−4,1)
故答案为:(1,1);(−4,1).
【点睛】本题主要考查点的坐标规律的探索,找到规律是解题的关键.
6.(2023春·全国·八年级专题练习)如图,在平面直角坐标系中,第一次将三角形OAB变换成三角形OA1B1,第二次将三角形OA1B1,变换成三角形OA2B2,第三次将三角形OA2B2变换成三角形OA3B3,已知A(−3,1),A1(−3,2),A2(−3,4),A3(−3,8);B(0,2),B1(0,4),B2(0,6),B3(0,8).
(1)观察每次变换前后三角形有何变化,找出规律,按此变换规律再将三角形OA3B3变换成OA4B4,则点A4的坐标为 ,点B4的坐标为 .
(2)若按(1)题找到的规律,将三角形OAB进行n次变换,得到三角形OAnBn,则点An的坐标是 ,Bn的坐标是 .
【答案】(1)(−3,16),(0,10)
(2)(−3,2n),(0,2n+2)
【分析】(1)根据题意得出A、B点横纵坐标变化规律,进而得出答案;
(2)结合(1)中发现规律得出一般公式即可.
【详解】(1)解:∵A1(−3,2),A2(−3,4),A3(−3,8);
∴A点横坐标为−3,纵坐标依次为:2,22,23,…
∴A4的纵坐标为:24=16,
∴A4(−3,16),
∵B1(0,4),B2(0,6),B3(0,8),
∴B点横坐标为0,纵坐标依次为:2+2,2×2+2,2×3+2,…
∴B4的纵坐标为:2×4+2=10,
∴B4(0,10),
∴点A4的坐标为(−3,16),点B4的坐标为(0,10);
(2)(2)由(1)得出:An−3,2n,Bn(0,2n+2),
∴点An的坐标是−3,2n,Bn的坐标是(0,2n+2).
【点睛】此题考查了规律型:点的坐标,根据题意得出A、B点横纵坐标变化规律是解题关键.
7.(2023春·广东梅州·八年级校考阶段练习)如图,在平面直角坐标系中,第一次将ΔOAB变换成△OA1B1,第二次将△OA1B1变换成△OA2B2,第三次将OA2B2变换成△OA3B3;已知变换过程中各点坐标分别为A(1,3),A1(2,3),A2(4,3),A3(8,3),B(2,0),B1(4,0),B2(8,0),B3(16,0).
(1)观察每次变换前后的三角形有何变化,找出规律,按此规律再将△OA3B3变换成△OA4B4,则A4的坐标为 ,B4的坐标为 .
(2)按以上规律将ΔOAB进行n次变换得到△OAnBn,则An的坐标为 ,Bn的坐标为 ;
(3)△OAnBn的面积为 .
【答案】(1)(16,3),(32,0)
(2)(2n,3),(2n+1,0)
(3)3×2n
【分析】(1)根据A1、A2、A3的坐标求出A4的坐标即可,根据B1、B2、B3的坐标求出B4的坐标即可;
(2)根据前几个点的坐标,总结出规律分别求出An、Bn的坐标即可;
(3)根据三角形面积公式以及An、Bn的坐标,求解即可.
【详解】(1)解:∵A1(2,3)、A2(4,3)、A3(8,3).
∴A4的横坐标为:24=16,纵坐标为:3.
故点A4的坐标为:(16,3).
又∵B1(4,0)、B2(8,0)、B3(16,0).
∴B4的横坐标为:25=32,纵坐标为:0.
故点B4的坐标为:(32,0).
故答案为:(16,3),(32,0).
(2)由A1(2,3)、A2(4,3)、A3(8,3),可以发现它们各点坐标的关系为横坐标是2n,纵坐标都是3.
故An的坐标为:(2n,3).
由B1(4,0)、B2(8,0)、B3(16,0),可以发现它们各点坐标的关系为横坐标是2n+1,纵坐标都是0.
故Bn的坐标为:(2n+1,0);
故答案为:(2n,3),(2n+1,0);
(3)∵An的坐标为:(2n,3),Bn的坐标为:(2n+1,0),
∴△OAnBn的面积为12×2n+1×3=3×2n.
【点睛】此题考查了坐标规律的探索,解题的关键是根据已知点的坐标,总结出点的坐标规律.
8.(2023春·浙江·八年级专题练习)如图在直角坐标系中第一次将△OAB变换成△OA1B1,第二次将△OA1B1变换△OA2B2,第三次将△OA2B2变换成△OA3B3,已知:A(1,3) ,A1(−2,−3),A2(4,3),A3(−8,−3),B(2,0),B1(−4,0),B2(8,0),B3(−16,0);
(1)观察每次变化前后的三角形有何变化,找出其中的规律,按此变化规律将△OA3B3变换成△OA4B4则点A4的坐标为 _______,点B4的坐标为 _______.
(2)若按第(1)题中找到的规律将△OAB进行了n次变换,得到的△OAnBn推测点An坐标为 ___________,点Bn坐标为 _______.
【答案】(1) (16,3) (32,0)
(2) (−1)n·2n,(−1)n·3 (−1)n·2n+1,0
【分析】(1)根据图形变化规律写出图形变换后点的坐标即可;
(2)根据点A的坐标每变化一次,纵坐标的长度不变,但奇数次变化为负数,偶数次变化为正数,横坐标的长度变为上一次的2倍,奇数次变化是负数,偶数次变化是正数;点B的坐标的长度每变化一次横坐标的变为上一次的2倍,奇数次变化为负数,偶数次变化为正数,纵坐标都是0,然后写出即可;
【详解】(1)解:根据图形变换的规律:
∵A(1,3) ,A1(−2,−3),A2(4,3),A3(−8,−3);
∴点A4的坐标为(16,3);
∵B(2,0),B1(−4,0),B2(8,0),B3(−16,0);
∴点B4的坐标为 (32,0)
(2)解:由图形变换的规律可得:
点An坐标为:(−1)n·2n,(−1)n·3;
点Bn的坐标为:(−1)n·2n+1,0;
【点睛】本题考查了规律型中的坐标问题,解题的关键是根据给定点的坐标结合图形找出变化规律.
【类型4 平面直角坐标系中坐标的变换规律探究】
1.(2023春·湖北荆州·八年级统考期末)在平面直角坐标系xOy中,对于点Px,y,我们把P1y−1,−x−1叫做点P的友好点.已知点A1的友好点为A2,点A2的友好点为A3,点A3的友好点为A4,这样依次得到各点.若A2023的坐标为1,2,则点A1的坐标为( )
A.1,2B.1,−2C.−3,−2D.−3,2
【答案】C
【分析】求出A2、A3、A4、A5的坐标,找到规律,即可求出A1的值.
【详解】解:根据题意,点A1的坐标为A1x,y,
则A2y−1,−x−1,A3−x−2,−y,A4−y−1,x+1,A5x,y,
由此可知,每四次一循环,
因为2023÷4=505⋯3,
所以−x−2=1,−y=2,
解得,x=−3,y=−2,
所以A1−3,−2
故答案为:C.
【点睛】本题考查了点的坐标的特征,解题关键是准确理解题意,发现变换规律,求出字母的值.
2.(2023春·重庆涪陵·八年级重庆市涪陵第十八中学校校考阶段练习)已知,在平面直角坐标系中,M2,2,规定“把点M先关于x轴对称,再向左平移1个单位”为一次变换.那么连续经过2022次这种变换后,点M的坐标变为( )
A.−2018,−2B.−2020,2C.−2019,2D.−2021,−2
【答案】B
【分析】根据题意,将M点沿着x轴翻折,再向左平移一个单位长度,所以点M向左平移2022个单位长度,知道M点的横坐标,当翻折次数为奇数时,纵坐标为−2,翻折次数为偶数时,纵坐标为2即可求解.
【详解】根据题意,将M点沿着x轴翻折,再向左平移一个单位长度,为一次变换,所以点M向左平移2022个单位长度,知道M点的横坐标为-2022+2=-2020,当翻折次数为奇数时,纵坐标为−2,翻折次数为偶数时,纵坐标为2,
∵2022是偶数,
∴M点的坐标为−2020,2,
故答案为B.
【点睛】本题考查了图形经多次变换后的规律,正确找到规律是解决本题的关键.
3.(2023春·山东临沂·八年级统考期中)在平面直角坐标系中,点Px,y经过某种变换后得到点P′−y−1,x+2,我们把点P′−y−1,x+2叫做点Px,y的希望点.已知点P1的希望点为P2,点P2的希望点为P3,点P3的希望点为P4,这样依次得到P1,P2,P3,P4,…,Pn,若点P1的坐标为3,2,请计算点P2023的坐标为( )
A.0,−4B.−6,−1C.−3,5D.3,2
【答案】B
【分析】利用点Px,y经过某种变换后得到点P′−y−1,x+2,分别写出点P2的坐标为−3,5,点P3的坐标为−6,−1,点P4的坐标为0,−4,点P5的坐标为3,2,从而得到每4次变换为一个循环,然后利用2023=505×4+3,可判断点P2023的坐标与点P3的坐标相同,即可得到答案.
【详解】解:∵点P1的坐标为3,2,
∴点P2的坐标为−3,5,点P3的坐标为−6,−1,点P4的坐标为0,−4,点P5的坐标为3,2,…,
∵2023=505×4+3,
∴点P2023的坐标与点P3的坐标相同,为−6,−1,
故选:B.
【点睛】本题主要考查了平面直角坐标系内的点的坐标规律探究题,考查学生发现点的规律的能力,有理数运算以及平面直角坐标系等相关知识,找到坐标的变换规律是解题的关键.
4.(2023春·福建龙岩·八年级统考期中)在平面直角坐标系中,对于平面内任一点(a,b),若规定以下三种变换:①f(a,b)=(-a,b),如f(1,2)=(-1,2);②g(a,b)=(b,a),如g(1,2)=(2,1);③h(a,b)=(-a,-b),如h(1,2)=(-1,-2);按照以上变换有:g(h(f(1,2)))=g(h(-1,2))=g(1,-2)=(-2,1),那么h(f(g(3,-4)))等于( )
A.(4,-3)B.(-4,3)C.(-4,-3)D.(4,3)
【答案】C
【分析】根据f(a,b)=(-a,b).g(a,b)=(b,a).h(a,b)=(-a,-b),可得答案.
【详解】由已知条件可得h(f(g(3,-4)))= h(f(-4,3))= h(4,3)=(-4,-3).
故选C.
【点睛】本题考查了点的坐标,利用f(a,b)=(-a,b).g(a,b)=(b,a).h(a,b)=(-a,-b)是解题关键.
5.(2023·浙江台州·八年级统考期中)对点(x,y)的一次操作变换记为P1(x,y),定义其变换法则如下:P1(x,y)=(x+y,x﹣y);且规定Pn(x,y)=P1[Pn﹣1(x,y)](n为大于1的整数).如P1(1,2)=(3,﹣1),P2(1,2)=P1[P1(1,2)]=P1(3,﹣1)=(2,4),P3(1,2)=P1[P2(1,2)]=P1(2,4)=(6,﹣2).则P2019(1,﹣1)为( )
A.(0,21009)B.(0,﹣21009)C.(0,﹣21010)D.(0,21010)
【答案】D
【分析】根据所给的已知条件,找出题目中的变化规律,得出当n为奇数时的坐标,即可求出P2019(1,﹣1)时的答案.
【详解】根据题意得:
P1(1,﹣1)=(0,2),
P2(1,﹣1)=(2,﹣2)
P3(1,﹣1)=(0,4),
P4(1,﹣1)=(4,﹣4)
P5(1,﹣1)=(0,8),
P6(1,﹣1)=(8,﹣8),
…
当n为偶数时,Pn(1,﹣1)=(2n2,﹣2n2),
当n为奇数时,Pn(1,﹣1)=(0,2n+12),
则P2019(1,﹣1)=(0,21010).
故选D.
【点睛】本题考查了点的坐标,解题的关键是找出数字的变化,得出当n为偶数和n为奇数时的规律,并应用此规律解题.
6.(2023春·四川巴中·八年级统考期末)在平面直角坐标系中,如果点Px,y经过某种变换后得到点Py−2,2−x,我们把点Py−2,2−x叫做点Px,y的完美对应点.已知点P的完美对应点为P1,P1点的完美对应点为P2,P2的完美对应点为P3,这样依次得到P1,P2,P3,P4,…,Pn,若点P的坐标为1,0,P2023的坐标为( )
A.2,3B.−1,4C.−2,1D.1,0
【答案】A
【分析】分别求P1,P2,P3,P4,发现循环规律即可解题.
【详解】解:点P的坐标为1,0,
P的完美对应点为P1的坐标为−2,1,
点P1的完美对应点为P2的坐标为−1,4,
点P2的完美对应点为P3的坐标为2,3,
点P3的完美对应点为P4的坐标为1,0,
观察发现,P点坐标四个一循环,
2023÷4=505……3,
点P2022的坐标与P3的坐标相同,
故选:A.
【点睛】本题考查了坐标变换规律,根据坐标变换方法,求出点的坐标并发现循环规律是解题关键.
7.(2023春·全国·八年级期末)对有序数对x, y的一次操作变换记为P1x, y,定义其变换法则如下:P1x, y=x+y, x−y;且规定Pnx, y=P1(Pn−1x, y)(n为大于1的整数).如P11, 2=3, −1,P21, 2=P1(P11, 2)=P13, −1=2, 4,P31, 2=P1(P21, 2)=P12, 4=6, −2.则P20201, −1=________.
【答案】21010,−21010
【分析】根据操作方法依次求出前几次变换的结果,然后根据规律解答.
【详解】依题意可得P1(1,−1)=(0,2),
P2(1,−1)=P1(P1(1,−1))=P1(0,−2)=(2,−2),
P3(1,−1)=P1(P2(1,−1))=P1(2,−2)=(0,4)=(0,22),
P4(1,−1)=P1(P3(1,−1))=P1(0,4)=(4,−4)=(22,−22),
P5(1,−1)=P1(P4(1,−1))=P1(22,−22)=(0,23),
…,
P20201, −1=21010,−21010.
故答案为:21010,−21010.
【点睛】本题考查了点的坐标,读懂题目信息,理解操作方法并观察出点的纵坐标的指数的变化规律是解题的关键.
8.(2023春·浙江绍兴·八年级统考学业考试)在平面直角坐标系中,如果一个图形向右平移1个单位,再向上平移3个单位,称为一个变换,已知点A(1,−2),经过一个变换后对应点为A1,经过2个变换后对应点为A2,经过n个变换后对应点为An,则用含n的代数式表示点An的坐标为__________.
【答案】(1+n,−2+3n)
【分析】根据如果一个图形向右平移1个单位,再向上平移3个单位,称为一个变换,于是得到点A(1,-2)经过一个变换后对应点A1的坐标为(2,1),经过2个变换后对应点为A2的坐标为(3,4),经过3个变换后对应点为A3的坐标为(4,7),于是得到结论.
【详解】解:∵如果一个图形向右平移1个单位,再向上平移3个单位,称为一个变换,
∴点A(1,-2)经过一个变换后对应点A1的坐标为(1+1,1×3-2),
经过2个变换后对应点为A2的坐标为(1+2,2×3-2),
经过3个变换后对应点为A3的坐标为(1+3,3×3-2),
∴经过n个变换后对应点An的坐标为(1+n,-2+3n),
故答案为:(1+n,-2+3n).
【点睛】本题考查了坐标与图形变化-平移,规律型:点的坐标,正确的理解题意是解题的关键.
9.(2023春·山西吕梁·八年级统考期末)在平面直角坐标系中,点Px,y经过某种变换后得到点P′−y+1,x+2,我们把点P′−y+1,x+2叫做点Px,y的终结点.已知点P1的终结点为P2,点P2的终结点为P3,点P3的终结点为P4,这样依次得到P1、P2、P3、P4、…Pn,若点P1的坐标为1,0,则点P2021的坐标为___________.
【答案】(1,0)
【分析】利用点P(x,y)的终结点的定义分别写出点P2的坐标为(1,4),点P3的坐标为(−3,3),点P4的坐标为(−2,−1),点P5的坐标为(2,0),…,从而得到每4次变换一个循环,然后利用2021=4×505+1可判断点P2021的坐标与点P1的坐标相同.
【详解】解:根据题意得点P1的坐标为(1,0),则点P2的坐标为(1,3),点P3的坐标为(−2,3),点P4的坐标为(−2,0),点P5的坐标为(1,0),…,
而2021=4×505+1,
所以点P2021的坐标与点P1的坐标相同,为(1,0),
故答案为:(1,0).
【点睛】本题考查了坐标的变化规律探索,找出前5个点的坐标,找出变化规律,是解题的关键.
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