专题4.2一次函数与几何图形综合问题(七大题型)(解析版).docx
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1、专题4.2一次函数与几何图形综合问题(七大题型)一次函数与几何的综合题,共分为七大类:一次函数与等腰三角形、一次函数与直角三角形、一次函数与等腰直角三角形、一次函数与全等三角形、次函数与平行四边形、一次函数与面积问题、一次函数的探究规律问题,本文将针对这八大类进行方法与经典题型的专题总结。题型1.一次函数与等腰三角形方法:两圆一线例:点尸在X轴上,使APQA为等腰三角形。第一步:画图:第二步:分情况求解:标等边,用公式:两点间距离公式求出A。=J(IOp+(30)2=Jm利用三线合一做辅助线:AQLOPAo=OP=丽6(l,).OQ=OP=P2(2,0)当OP=A尸时,求出如八=3x;OA_L
2、PQ;Zqa,A。=1,2pq=-1+3=1设Npq=工+力求出中点(等,等)二仁高代入,求得加YX+%求出直线PQ与X轴交点8(5,0)例1.(2022柳南区校级期末)如图,直线y=kx+b与X轴、y轴分别交于点A(4,0)、B(0,4),点P在X轴上运动,连接PB,将AOBP沿直线BP折叠,点O的对应点记为0:(1)求k、b的值;(2)若点O饴好落在直线AB上,求AOBP的面积;(3)将线段PB绕点P顺时针旋转45。得到线段PC,直线PC与直线AB的交点为Q,在点P的运动过程(2)存在两种情况:如图1,当P在X轴的正半轴上时,点O,恰好落在直线AB上,则OP=OP,ZBOP=NBoP=90
3、。,VOB=OA=4,,AOB是等腰自:角三角形,AB=42ZOAB=45,由折叠得:ZOBP=ZOBp,BP=BP,0BP0,BP(AAS),OB=OB=4,AO-42-4,RSPOA中,0P=Ao=4&-4=0P,如图所示:当P在X轴的负半轴时,SBP=-OBOP=yX44)=8&-8:VZBAO=45o,P0,=PO=A0,=42+4,SBP=-i-OBOP=-4(42+4)=8V2+3;(3)分4种情况:当BQ=QP时,如图2,P与O重合,此时点P的坐标为(0,0):当BP=PQ时,如图3,VZBPC=45o,;NPQB=NPBQ=22.5,V/0AB=450=NPBQ+NAPB,NA
4、PB=22.5,NABP=NAPB,AP=AB=42.OP=4+42,P(4+420);当PB=PQ时,如图4,此时Q与C重合,VZBPC=45o,ZPBA=ZPCB=67.5o,APCA中,ZAPC=22.5o,ZAPB=45+22.5o=67.5o,ZABP=ZAPB,AB=AP=42).OP=4-4,P(4-42.0);当PB=BQ时,如图5,此时Q与A重合,则P与A关于y轴对称,此时P(-4,0);综上,点P的坐标是(0,0)或(4+4近,0)或(4-4血,0)或(-4,0).变式1.(2022成都市八年级期中)如图,正方形ABC。在平面直角坐标系中的位置如图所示,点8与原点重合,点。
5、的坐标为(4,4),当三角板直角顶点P坐标为(3,3)时,设一直角边与X轴交于点另一直角边与),轴交于点尸.在三角板绕点P旋转的过程中,使得APOE成为等腰三角形,请写出满足条件的点F的坐标.解:APOE是等腰三角形的条件是:OP、PE、EO其中两段相等,尸(3,3),那么有:当尸E=OE时,PELOC,则尸Fj_),轴,则下的坐标是(0,3);当OP=PE时,NoPE=90。,则尸点就是(0,0);当OP=OE时,则Oz=63,尸的坐标是:(0,6-32)或(0,6+32).变式2.(2022广东八年级期末)如图,直线My=-x+2与X轴,y轴分别交于A,B两点,点P(m,3)为直线h上一点
6、,另一直线12:y2=x+b过点P,与X轴交于点C.(1)求点P的坐标和12的表达式;(2)若动点Q从点C开始以每秒1个单位的速度向X轴正方向移动.设点Q的运动时间为I秒.当点Q在运动过程中,请直接写出AAPQ的面积S与t的函数关系式;求出当I为多少时,APQ的面积等于3;解:(1)Y点P(m,3)为直线h上一点,.3=-m+2,解得m=1,点P的坐标为(1,3),把点P的坐标代入y2=x+b得,3=-i-(-1)+b,解得b=1,,匕的表达式为y=x+*;(2)由题意可知CQ=i,P到X轴的距离为3,令y2=0可得O=工x+工,解得X=-7,点C坐标为(-7,0),22在y=-x+2中,令y
7、=0可得-x+2=0,解得x=2,A点坐标为(2,0);AC=2-(-7)=9,当Q在A、C之间时,则AQ=AC-CQ=9-t,S=-3(9-t)=旦1+21;222当Q在A的右边时,则AQ=CQ-AC=L9,S=工x3x(t-9)=2-ZL;222令S=3可得-3t+2I=3或3=t-红,解得t=7或t=11,2222即当t的值为7秒或11秒时AAPQ的面积等于3;设Q(x,0)(x-7),VA(2,0),P(-1,3),.*.PQ2=(x+l)2+32=x2+2x+10,AQ2=(x-2)2=x2-4x+4,AP2=(2+1)2+32=18,APQ为等腰三角形,有PQ=AQ、PQ=AP和A
8、Q=AP三种情况,当PQ=AQ时,MPQ2=AQ2,BPx2+2x+10=x2-4x+4,解得x=l,则Q点坐标为(7,0),CQ=-1-(-7)=6,即t=6;当PQ=AP时,则PQ2=Ap2,即2+2x+10=18,解得X=-4或x=2,则Q点坐标为(4,0)或(2,0)(与A点重合,舍去),,CQ=-4-(-7)=3,即1=3;当AQ=AP时,则AQ2=AP2,即2-4x+4=18,解得x=23,则Q点坐标为(2+32.0)或(2-32.0),综上所述:点Q坐标为(-1,0)或(-4,0)或(2+32,0)或(2-32,0).题型2.一次函数与直角三角形方法:两线一圆例:点尸在X轴上,使
9、APQA为直角三角形。第一步:画图:第二步:分情况求解:当NOAP= 90。时,当NQQA=90。时,设4(x,0)设4(x,0)OP_LAP (l,)OAAP:.kOAkp=-3-03-0/、=T=X=Io/(10,0)1-01-x例2.(2022涌水县月考)如图,在平面直角坐标系中,直线AB分别交X轴、y轴于点A(a,0)、点B(0,b),且a、b满足a2+4a+4+2a+b=0.(1)a=_;b=_.(2)点P在直线AB的右侧,且NAPB=45。;若点P在X轴上,则点P的坐标为;若AABP为直角三角形,求点P的坐标.解:(1)a+4a+4+2a+b=(a+2)+2a+b=0即:a=-2b
10、=4,故答案为:-2,4;(2)由(1)知,b=4,B(0,4).OB=4.I点P在直线AB的右侧,P在X轴上,NAPB=45,OP=OB=4,P(4,0).故答案为:(4,0);由(1)知a=-2,b=4,A(2,0),B(0,4),OA=2,OB=4,当NBAP=90。时,过点P作PH_Lx轴于H,ZHAP+ZBAH=90o,ZABO+ZBAH=90o,ZOBA=ZHAP,ZAOB=ZAHP=90o,又NAPB=45,AP=AB,OBAAHP(AAS),PH=AO=2,AH=OB=4,OH=AH-AO=2,故点P的坐标为(2,-2):当NABP=90。时,同理可得:点P的坐标为(4,2),
11、故点P的坐标为(2,-2)或(4,2).变式1.(2022陈仓区期中)(1)阅读理解:我们知道:平面内两条直线的位置关系是平行和相交,其中垂直是相交的特殊情况.在坐标平面内有两条直线:h:y=kx+b1(k0):12:y2=k2x+b2(k20),有下列结论:当k=k2时,直线直线12;当kk2=-l时,直线h_L直线12.(2)实践应用:直线y=kx+5与直线y=-3x+2垂直,WHk=,直线m与直线y=-2x+3平行,且经过点(4,-2),则直线m的解析式为.直线y=2x+3向右平移.j单位,其图象经过点(6,-4).(3)深入探索:如图,直线y=x+l与X轴交于点B,且经过点A,已知A的
12、横坐标为2,点P是X轴上的一动点,当AABP为直角三角形时,求AABP的面积.解:(2)直线y=kx+5与直线y=-3x+2垂直,.kk2=-】,.k=工,故答案为:工;33直线m与直线y=-2x+3平行,设直线m的函数解析式为y=-2x+b,将(4,-2)代入得b=6,;直线m的解析式为:y=-2x+6,故答案为:y=-2x+6;设直线y=2x3平移后经过(6,-4)的函数解析式为y=-2x+a,-26+a=-4,a=8,y=-2x+8, y=2x+3与X轴交点为(O,-),y=2x+8与X轴交点为(0,4), 向右平移了4-S=S个单位,故答案为:$;222(3)由题意知:A(2,3),B
13、(-1,0),当AABP为直角三角形时,存在两种情形,当AP_Lx轴时,P(2,0),Sabp=-33=当AP_LAB时,设AP的解析式为y=-x+c,将A(2,3)代入得-2+c=3,.,c=5,直线AP的解析式为y=-x+5, 点P(5,0),BP=6,SaABP=L6X3=9,综上:ABP的面积为9或9.22变式2.(2022辽宁沈阳八年级阶段练习)在平面直角坐标系Xoy中,已知点4(0,4),点8(2,0),函数y=2x+机的图象与直线AB交于点与y轴交于点C(1)求直线A8的函数解析式;(2)当点M在线段48上时,求用的取值范围;(3)当&48C为直角三角形时,求M的值.ay5-4-
14、3-2-1-5-4-3-2-IOl2345;-1-2-3-4-5-备用图【答案】(I)V=-2x+4(2)Tm4(3)0或-1【分析】(1)利用待定系数法直接求解即可;(2)画出图形,即可知当直线y=2x+m在巴线Ao(包括直线A。)和直线BE(包括直线8E)之间时,点M在线段AB上.由A、8两点坐标分别求出),即可得出其取值范围;(3)分类讨论当NAC8=90。时和当NA8C=90。时,结合图象即可求解.(1)设直线AB的函数解析式为N=履+伙ZwO),4=6依=-2则八c/L解得:/z1直线AB的函数解析式为y=-2x+4;0=2k+bh=4(2)如邺当直线y=2%+n在直线AD(包括直线
15、A0)和直线BE(包括直线BE)之间时,点M在线段AB上.当y=2x+i经过点A时,即直线y=2x+m勺直线AO重合,4二m:当y=2x+?经过点5时,即直线y=2x+机与直线BE重合,0=2x2+z,解得:n=-4.,当-4m4时,点M在线段A8上;(3)点A在y轴上,4AC不可能为直角.分类讨论:当NAC3=90。时,如图,此时。点与原点重合,即直线y=2x+,经过原点,0=0+m,即Tn=0;当NABC=90时,如图点C,设。(0,y)AC=4-y,BC,=y22+y2:AB=yAO1+BO2=4222=25又YB2+BC2=AC2,(25)2+22+=(4-y)2,解得:y=-l,11
16、O,-1)当直线y=2x+m经过C(0,-1)时,即尸-1,符合题意.综上可知当4 ABC为百.角三角形时,/的值为O或-1 .【点睛】本题考查利用待定系数法求一次函数解析式,一次函数与几何的综合.题关键.利用数形结合的思想是解题型3.一次函数与等腰直角三角形例:点P在平面内,使尸OA为等腰直角三角形。第一步:画出6个答案:第二步:分情况求解:见斜等腰三角形构“K”型全等求坐标:当NQAP= 90。时,设机y)当NoHA=90。时,构造“K”型全等:与B哙IWCO-2+0 4+02 2表示线段:PB=-x, C=3;法二:设A (x, y)构造“K”型全等:P B/XOCAAB= y 3; O
17、C = 1表示线段:由全等,得PB=ACnlx = 3nx = -2AB=I-X; BP=3-yAB= OC = y 3 = l = y = 4BP=3-y, CO = -X6(-2,4)由全等,得:l-x=y3-y=-X.*1,2)例3.(2022和平区校级期中)【模型建立】(1)如图1,等腰RsABC中,ZACB=90o,CB=CA,直线ED经过点C,过点A作AD_LED于点D,过点B作BE_LED于点E,求证:BECg4CDA.【模型应用】(2)如图2,已知直线My=慨+3与X轴交于点A,与y轴交于点B,将直线h绕点A逆时针旋转45。至直线12,则直线12的函数表达式为.(3)如图3,将
18、图1四边形放到平面直角坐标系中,点E与O重合,边ED放到X轴上,若0B=2,OC=1,在X轴上存在点M使得以0、A、B、M为顶点的四边形面积为4,请直接写出点M的坐标(4)如图4,平面直角坐标系内有一点B(3,-4),过点B作BAj_x轴于点A,Be_Ly轴于点C,点P是线段AB上的动点,点D是直线y=-2x+l上的动点且在第四象限内.若CPD是等腰直角三角形.请直接写出点D的坐标图4图二图1: NBEC=NADC=90, :, ZACD+ZDAC=90,VZACB=90o,ZBCE+ZACD=90o,ZBCE=ZCAD,rZBEC=ZADC在Bec和acda中,Nbce=Ndac,.*.be
19、ccda(aas);BC=AC(2)过点B作BFjJ1,交12于F,过F作FHJ_y轴于H,则ABF是等腰直角三角形,图2由(1)同理可证OABgZkHBF(AAS),OA=BH,OB=FH,直线h:y=3+3与X轴交于点A,与y轴交于点B,2A(-2,O),B(0,3),OA=2,OB=3,OH=5,FH=3,F(-3,5),设12的函数解析式为y=kx+b,将点A,F的坐标代入得k=-5,b=-10,直线12的函数解析式为y=5x10,故答案为:y=5x10:(3)由(I)得ABOCgACDA,OC=AD=1,CD=0B=2,A(3,1),如图,当M在X轴负半轴时,soAB-IX2X3=3
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- 专题 4.2 一次 函数 几何图形 综合 问题 七大 题型 解析
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