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1、專題一 在坐標系中求解相關量
類型一 平面直角坐標系中圖形的變換
如圖,矩形ABCD的邊BC在x軸上,點A在第二象限,點D在第一象限,AB=2,OD=4,將矩形ABCD繞點O旋轉,使點D落在x軸上,則點C對應點的坐標是( )
A.(-,1)
B.(-1,)
C.(-1,)或(1,-)
D.(-,1)或(1,-)
【分析】 根據(jù)矩形的性質得到CD=AB=2,∠DCO=90°,根據(jù)已知條件得到∠DOC=60°,OC=2,①當順時針旋轉至△OD′C′時,過C′作C′E⊥OD′于E,②當逆時針旋轉至△OD″C″時,如解圖,過點C″作C″F⊥OD″于F,解直角三角形即可得到結論
2、.
【自主解答】 在矩形ABCD中,
∵CD=AB=2,∠DCO=90°,
OD=4,
∴∠DOC=60°,OC=2.
①當順時針旋轉至△OD′C′時,如解圖,∠D′OC′=∠DOC=60°,OC′=OC=2,
過點C′作CE⊥OD′于E,則OE=OC′=1,C′E=OC′=,∴C′(1,-).
②當逆時針旋轉至△OD″C″時,如解圖,∠D″OC″=∠DOC=60°,OC″=OC=2,
過C″作C″F⊥OD″于F,則OF=OC″=1,C″F=OC′=.∴C″(-1,).綜上所述,點C對應點的坐標是(1,-),(-1,),故選C.
1.(2018·河南說明與檢測)如圖,
3、菱形OABC的一邊OA在x軸上,將菱形OABC繞原點O順時針旋轉75°至OA′B′C′的位置.若OB=2,∠C=120°,則點B′的坐標為( )
A.(3,) B.(3,-)
C.(,) D.(,-)
2.(2018·河南模擬)如圖,在平面直角坐標系xOy中,直線y=x經(jīng)過點A,作AB⊥x軸于點B,將△ABO繞點B順時針旋轉60°得到△BCD.若點B的坐標為(2,0),則點C的坐標為( )
A.(5,) B.(5,1) C.(6,) D.(6,1)
3.(2018·新鄉(xiāng)改編)如圖,在平面直角坐標系中,正方形MNEO的邊長為,O為坐標原點,
4、M、E在坐標軸上,把正方形MNEO繞點O順時針旋轉后得到正方形M′N′E′O,N′E′交y軸于點 F,且點F恰為N′E′的中點,則點M′的坐標為( )
A.(-1,2) B.(-,1) C.(-1,) D.(-2,1)
4.在平面直角坐標系中,Rt△AOB的兩條直角邊OA、OB分別在x軸和y軸上,OA=3,OB=4.把△AOB繞點A順時針旋轉120°,得到△ADC.邊OB上的一點M旋轉后的對應點為M′.當AM′+DM取得最小值時,點M的坐標為( )
A.(0,)
B.(0,)
C.(0,)
D.(0,3)
類型二 平面直角坐標系中圖形的規(guī)律探索
5、
如圖,動點P從(0,3)出發(fā),沿箭頭所示方向運動,每當碰到矩形的邊時反彈,反彈時反射角等于入射角.當點P第2 018次碰到矩形的邊時,點P的坐標為( )
A.(1,4)
B.(5,0)
C.(7,4)
D.(8,3)
【分析】 根據(jù)反射角與入射角的定義作出圖形,可知每6次反彈為一個循環(huán)組依次循環(huán),用2018除以6,根據(jù)商和余數(shù)的情況確定所對應的點的坐標即可.
【自主解答】 如解圖,經(jīng)過6次反彈后動點回到出發(fā)點(0,3),∵2 018÷6=336……2,∴當點P第2 018次碰到矩形的邊時為第337個循環(huán)組的第2次反彈,點P的坐標為(7,4).
1.(2018·河南
6、說明與檢測)如圖所示,小球從臺球桌面ABCD上的點P(0,1)出發(fā),撞擊桌邊發(fā)生反彈,反射角等于入射角.若小球以每秒個單位長度的速度沿圖中箭頭方向運動,則第50秒時小球所在位置的坐標為( )
A.(2,3) B.(3,4) C.(3,2) D.(0,1)
2.(2018·河南說明與檢測)如圖,在平面直角坐標中,函數(shù)y=2x和y=-x的圖象分別為直線l1,l2,過點(1,0)作x軸的垂線交l1于點A1,過點A1作y軸的垂線交l2于點A2,過點A2作x軸的垂線交l1于點A3,過點A3作y軸的垂線交l2于點A4,…,依次進行下去,則點A2 018的坐標為( )
A
7、.(-21 009,21 009) B.(-21 008,21 009)
C.(21 008,21 009) D.(21 009,-21 009)
3.如圖所示,平面直角坐標系中,已知A(0,0),B(2,0),△AP1B是等腰直角三角形,且∠P1=90°,把△AP1B繞B順時針旋轉180°,得到△BP2C;把△BP2C繞點C順時針旋轉180°,得到△CP3D…,依次類推,則旋轉2 017次后得到的等腰直角三角形的直角頂點P2 018的坐標為( )
A.(4 034,1) B.(4 033,-1)
C.(4 036,-1) D.(4 035,-
8、1)
4.(2018·阜新改編)如圖,在平面直角坐標系中,將正方形OABC繞點O逆時針旋轉45°后得到正方形OA1B1C1,依此方式,繞點O連續(xù)旋轉2 018次得到正方形OA2 018B2 018C2 018,如果點A的坐標為(1,0),那么點B2 018的坐標為________________.
類型三 根據(jù)幾何圖形中的動點問題判斷函數(shù)圖象
(2018·濰坊)如圖,菱形ABCD的邊長是4厘米,∠B=60°,動點P以1厘米/秒的速度自A點出發(fā)沿AB方向運動至B點停止,動點Q以2厘米/秒的速度自B點出發(fā)沿折線BCD運動至D點停止.若點P、Q同時出發(fā)運動了t秒,記△BPQ的面積為S厘米2
9、,下面圖象中能表示S與t之間的函數(shù)關系的是( )
【分析】 應根據(jù)0≤t<2和2≤t<4兩種情況進行討論.把t當作已知數(shù)值,就可以求出S,從而得到函數(shù)的解析式,進一步即可求解.
【自主解答】 當0≤t<2時,S=2t××(4-t)=-t2+4t;當2≤t<4時,S=×4××(4-t)=-t+4;只有選項D的圖象符合,故選D.
1.(2018·攀枝花)如圖,點A的坐標為(0,1),點B是x軸正半軸上的一動點,以AB為邊作Rt△ABC,使∠BAC=90°,∠ACB=30°,設點B的橫坐標為x,點C的縱坐標為y,能表示y與x的函數(shù)關系的圖象大致是( )
2.(2018·
10、東營)如圖所示,已知△ABC中,BC=12,BC邊上的高h=6,D為BC上一點,EF∥BC,交AB于點E,交AC于點F.設點E到邊BC的距離為x,則△DEF的面積y關于x的函數(shù)圖象大致為( )
3.(2018·煙臺)如圖,矩形ABCD中,AB=8 cm,BC=6 cm,點P從點A出發(fā),以1 cm/s的速度沿A→D→C方向勻速運動,同時點Q從點A出發(fā),以2 cm/s的速度沿A→B→C方向勻速運動.當一個點到達點C時,另一個點也隨之停止.設運動時間為t(s),△APQ的面積為S(cm2),下列能大致反映S與t之間函數(shù)關系的圖象是( )
4.(2018·葫蘆島)如圖,在?
11、ABCD中,AB=6,BC=10,AB⊥AC,點P從點B出發(fā)沿著B→A→C的路徑運動,同時點Q從點A出發(fā)沿著A→C→D的路徑以相同的速度運動,當點P到達點C時,點Q隨之停止運動,設點P運動的路程為x,y=PQ2,下列圖象中大致反映y與x之間的函數(shù)關系的是( )
5.(2018·河南說明與檢測)如圖, 菱形ABCD的邊長為5 cm,sin A=.點P從點A出發(fā),以1 cm/s的速度沿折線AB→BC→CD運動,到達點D停止;點Q同時從點A出發(fā),以1 cm/s的速度沿AD運動,到達點D停止.設點P運動x(s)時,△APQ的面積為y(cm2),則能夠反映y與x之間函數(shù)關系的圖象是
12、( )
類型四 已知函數(shù)圖象計算相關量
(2018·駐馬店一模)如圖①,則等邊三角形ABC中,點P為BC邊上的任意一點,且∠APD=60°,PD交AC于點D.設線段PB的長度為x,CD的長度為y,若y與x的函數(shù)關系的大致圖象如圖②,則等邊三角形ABC的面積為________.
圖①
圖②
【分析】 設出等邊三角形的邊長,根據(jù)等邊三角形的性質和相似三角形的性質、以及二次函數(shù)的最值,即可確定CD取得最大值時等邊三角形的邊長,進而得到△ABC的面積.
【自主解答】 由題可得,∠APD=60°,∠ABC=∠C=60°,∴∠BAP=∠CPD,∴△ABP∽△PCD,∴=
13、.設AB=a,則=,∴y=.當x=a時,y取得最大值2,即P為BC中點時,CD的最大值為2,∴此時∠APB=∠PDC=90°,∠CPD=30°,∴PC=BP=4,∴等邊三角形的邊長為8,∴根據(jù)等邊三角形的性質,可得S=×82=16.
1.如圖,矩形ABCD中,對角線AC,BD交于點O,E,F(xiàn)分別是邊BC,AD的中點,AB=2,BC=4,一動點P從點B出發(fā),沿著B-A-D-C在矩形的邊上運動,運動到點C停止,點M為圖①中某一定點,設點P運動的路程為x,△BPM的面積為y,表示y與x的函數(shù)關系的圖象大致如圖②所示.則點M的位置可能是圖①中的( )
圖①
圖②
A.點C
14、 B.點O C.點E D.點F
2.(2016·許昌一模)如圖①,四邊形ABCD中,BC∥AD,∠A=90°,點P從A點出發(fā),沿折線AB→BC→CD運動,到點D時停止.已知△PAD的面積S大小與點P運動的路程x的函數(shù)圖象如圖②所示,則點P從開始到停止運動的總路程為( )
圖①
圖②
A.4 B.2+ C.5 D.4+
3.如圖①,在矩形ABCD中,對角線AC與BD交于點O,動點P從點A出發(fā),沿AB勻速運動,到達點B時停止.設點P所走的路程為x,線段OP的長為y.若y與x之間的函數(shù)圖象如圖②所示,則矩形ABCD的周長為________.
15、
圖①
圖②
4.(2018·信陽模擬)如圖①,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,點P以每秒2 cm的速度從點A出發(fā),沿折線AC-CB運動,到點B停止.過點P作PD⊥AB,垂足為D,PD的長y(cm)與點P的運動時間x(秒)的函數(shù)圖象如圖②所示.當點P運動5秒時,PD的長為________________.
圖①
圖②
參考答案
類型一
針對訓練
1.D
2.A 【解析】∵AB⊥x軸于點B,點B的坐標為(2,0),∴y=2,∴點A的坐標為(2,2),∴AB=2,OB=2.
由勾股定理得,OA===4,
第2題解圖
∴∠
16、A=30°,∠AOB=60°.∵△ABO繞點B順時針旋轉60°得到△BCD,∴∠C=30°,CD∥x軸.設AB與CD相交于點E,則BE=AB=×2=,CE===3,∴點C的橫坐標為3+2=5,∴點C的坐標為(5,),故選A.
3.D 【解析】∵四邊形M′N′E′O為正方形,
第3題解圖
∴OE′=N′E′,∠OE′N′=90°.又∵F是N′E′的中點,∴E′F=E′N′=OE′.∵由旋轉性質可知,∠E′OF=∠MOM′,∴在Rt△E′OF中,tan∠E′OF=;過點M′作M′G⊥x軸,垂足為點G.在Rt△M′GO中,tan∠MOM′=.設M′G=k,則OG=2k.在Rt△M′GO中,
17、OM′=.根據(jù)勾股定理,得M′G2+OG2=OM′2.即k2+(2k)2=()2,解得k1=-1(舍),k2=1.∴M′G=1,OG=2.又∵點M′在第二象限,∴點M′的坐標為(-2,1).故選D.
4.A 【解析】∵把△AOB繞點A順時針旋轉120°,得到△ADC,點M是BO邊上的一點,∴AM=AM′,∴AM′+DM的最小值=AM+DM的最小值.作點D關于直線OB的對稱點D′,連接AD′交OB于M,則AD′=AM′+DM的最小值,過D作DE⊥x軸于E,如解圖,∵∠OAD=120°,∴∠DAE=60°.∵AD=AO=3,
第4題解圖
∴DE=×3=,AE=,∴D(,),∴D′(-,)
18、.設直線AD′的解析式為y=kx+b,∴∴∴直線AD′的解析式為y=-x+,當x=0時,y=,∴M(0,),故選A.
類型二
針對訓練
1.A 2.A 3.D
4.(-1,1) 【解析】∵四邊形OABC是正方形,且OA=1,∴B(1,1),連接OB,如解圖,由勾股定理,得OB=,由旋轉得:OB=OB1=OB2=OB3=…=.∵將正方形OABC繞點O逆時針旋轉45°后得到正方形OA1B1C1,相當于將線段OB繞點O逆時針旋轉45°,依次得到∠AOB=∠BOB1=∠B1OB2=…=45°,∴B1(0,),B2(-1,1),B3(-,0),…,發(fā)現(xiàn)是8次一循環(huán),所以2 018÷8=252…
19、2,∴點B2 018的坐標為(-1,1).
第4題解圖
類型三
針對訓練
1.C 【解析】如解圖,過點C作CD⊥y軸于點D,∵∠BAC=90°,∴∠DAC+∠OAB=90°,∵∠DCA+∠DAC=90°,∴∠DCA=∠OAB.又∵∠CDA=∠AOB=90°,∴△CDA∽△AOB,∴===tan 30°,則=,故y=x+1(x>0),則選項C符合題意.故選C.
第1題解圖
2.D 【解析】過點A向BC作AH⊥BC于點H,所以根據(jù)相似比可知:=,即EF=2(6-x),所以y=×2(6-x)x=-x2+6x(0<x<6),該函數(shù)圖象是拋物線的一部分,故選D.
3.A 【
20、解析】由題意,得AP=t,AQ=2t.①當0≤t≤4時,Q在邊AB上,P在邊AD上,如解圖①,
S△APQ=AP·AQ=·t·2t=t2,故選項C、D不正確;②當4<t≤6時,Q在邊BC上,P在邊AD上,如解圖②,S△APQ=AP·AB=t·8=4t,故選項B不正確;故選A.
圖①
圖②
第3題解圖
4.B 【解析】在Rt△ABC中,∠BAC=90°,AB=6,BC=10,∴AC==8,當0≤x≤6時,AP=6-x,AQ=x,∴y=PQ2=AP2+AQ2=2x2-12x+36;當6≤x≤8時,AP=x-6,AQ=x,∴y=PQ2=(AQ-AP)2=36;當8≤x≤14時,CP
21、=14-x,CQ=x-8,∴y=PQ2=CP2+CQ2=2x2-44x+260,故選B.
5.C
類型四
針對訓練
1.B 【解析】∵AB=2,BC=4,四邊形ABCD是矩形,∴當x=6時,點P到達D點,此時△BPM的面積為0,說明點M一定在BD上,∴從選項中可得只有O點符合,∴點M的位置可能是圖①中的點O.
2.D 【解析】作CE⊥AD于點E,如解圖所示,由圖象可知,點P從A到B運動的路程是2,當點P與點B重合時,△ADP的面積是5,由B到C運動的路程為2,∴==5,解得AD=5.又∵BC∥AD,∠A=90°,CE⊥AD,∴∠B=90°,∠CEA=90°,∴四邊形ABCE是矩形,∴
22、AE=BC=2,∴DE=AD-AE=5-2=3,∴CD===,∴點P從開始到停止運動的總路程為AB+BC+CD=2+2+=4+.
第2題解圖
3.28 【解析】∵當OP⊥AB時,OP最小,且此時AP=4,OP=3,∴AB=2AP=8,AD=2OP=6,∴C矩形ABCD=2(AB+AD)=2×(8+6)=28.
4.2.4 cm 【解析】∵P以每秒2 cm的速度從點A出發(fā),∴從題圖②中得出AC=2×3=6 cm,BC=(7-3)×2=8 cm.∵在Rt△ABC中,∠ACB=90°,∴AB===10 cm,∴sin B===.∵當點P運動5秒時,BP=2×7-2×5=4 cm,∴PD=4×sin B=4×=2.4 (cm).
13