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- 2021-05-10 发布
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2012年全国各地中考数学压轴题专集答案
三、反比例函数
1.(北京模拟)如图,直线AB经过第一象限,分别与x轴、y轴交于A、B两点,P为线段AB上任意一点(不与A、B重合),过点P分别向x轴、y轴作垂线,垂足分别为C、D.设OC=x,四边形OCPD的面积为S.
(1)若已知A(4,0),B(0,6),求S与x之间的函数关系式;
(2)若已知A(a,0),B(0,b),且当x= 时,S有最大值 ,求a、b的值;
P
B
O
C
A
x
y
D
(3)在(2)的条件下,在直线AB上有一点M,且点M到x轴、y轴的距离相等,点N在过M点的反比例函数图象上,且△OAN是直角三角形,求点N的坐标.
1.解:(1)设直线AB的解析式为y=kx+b
由A(4,0),B(0,6),得
解得
∴直线AB的解析式为y=- x+6
∵OC=x,∴P(x,- x+6)
∴S=x(- x+6)
即S=- x 2+6x(0<x<4)
(2)设直线AB的解析式为y=mx+n
∵OC=x,∴P(x,mx+n)
∴S=mx 2+nx
∵当x= 时,S有最大值
∴ 解得
∴直线AB的解析式为为y=-2x+3
∴A( ,0),B(0,3)
即a= ,b=3
(3)设点M的坐标为(xM ,yM),
∵点M在(2)中的直线AB上,∴yM=-2xM+3
∵点M到x轴、y轴的距离相等,
∴xM=yM 或xM=-yM
当xM=yM 时,易得M点的坐标为(1,1)
∴过M点的反比例函数的解析式为y=
∵点N在y= 的图象上,OA在x轴上,且△OAN是直角三角形
∴点N的坐标为( ,)
当xM=-yM 时,M点的坐标为(3,-3)
过M点的反比例函数的解析式为y=-
∵点N在y=- 的图象上,OA在x轴上,且△OAN是直角三角形
∴点N的坐标为( ,-6)
综上,点N的坐标为( ,)或( ,-6)
2.(北京模拟)已知点A是双曲线y= (k1>0)上一点,点A的横坐标为1,过点A作平行于y轴的直线,与x轴交于点B,与双曲线y= (k2<0)交于点C.点D(m,0)是x轴上一点,且位于直线AC右侧,E是AD的中点.
(1)如图1,当m=4时,求△ACD的面积(用含k1、k2的代数式表示);
(2)如图2,若点E恰好在双曲线y= (k1>0)上,求m的值;
(3)如图3,设线段EB的延长线与y轴的负半轴交于点F,当m=2时,若△BDF的面积为1,且CF∥AD,求k1的值,并直接写出线段CF的长.
图2
E
B
O
C
A
x
y
D
图3
E
B
O
C
A
x
y
D
F
图1
E
B
O
C
A
x
y
D
解:(1)由题意得A,C两点的坐标分别为A(1,k1),C(1,k2)
∵k1>0,k2<0,∴点A在第一象限,点C在第四象限,AC=k1-k2
当m=4时,S△ACD = AC·BD= ( k1-k2)
E
B
O
C
A
x
y
D
G
(2)作EG⊥x轴于点G,则EG∥AB
∵E是AD的中点,∴G是BD的中点
∵A(1,k1),B(1,0),D(m,0)
∴EG= AB= ,BG= BD= ,OG=OB+BG=
∴点E的坐标为E( ,)
∵点E恰好在双曲线y= (k1>0)上
∴· =k1 ①
∵k1>0,∴方程①可化为 =1,解得m=3
(3)当m=2时,点D的坐标为D(2,0),由(2)可知点E的坐标为E( ,)
E
B
O
C
A
x
y
D
F
∵S△BDF =1,∴ BD·OF=1,∴OF=2
设直线BE的解析式为y=ax+b(a≠0)
∵B(1,0),E( ,)
∴ 解得
∴直线BE的解析式为y=k1x-k1
∵线段EB的延长线与y轴的负半轴交于点F,k1>0
∴点F的坐标为F(0,-k1),∴OF=k1
∴k1=2
线段CF的长为
3.(上海模拟)Rt△ABC在直角坐标系中的位置如图所示,tan∠BAC= ,反比例函数y= (k≠0)在第一象限内的图象与BC边交于点D(4,m),与AB边交于点E(2,n),△BDE的面积为2.
(1)求反比例函数和直线AB的解析式;
B
O
C
A
x
y
D
E
F
(2)设直线AB与y轴交于点F,点P是射线FD上一动点,是否存在点P使以E、F、P为顶点的三角形与△AEO相似?若存在,求点P的坐标;若不存在,请说明理由.
解:(1)∵点D(4,m)、E(2,n)在反比例函数y= (k≠0)的图象上
B
O
C
A
x
y
D
E
H
F
∴ 得n=2m
过点E作EH⊥BC于H,连接DE
在Rt△BEH中,tan∠BEH=tan∠BAC= ,EH=2,∴BH=1
∴D(4,m),E(2,2m),B(4,2m+1)
∵S△BDE = BD·EH= ( m+1)×2=2,m=1
∴D(4,1),E(2,2),B(4,3)
∵点D(4,1)在反比例函数y= (k≠0)的图象上,∴k=4
∴反比例函数的解析式为y=
设直线AB的解析式为y=k′x+b,把B(4,3),E(2,2)代入
得 解得
∴直线AB的解析式为y= x+1
B
O
C
A
x
y
D
E
F
P
(2)∵直线y= x+1与y轴交于点F(0,1),点D的坐标为(4,1),
∴FD∥x轴,∠EFP=∠EAO
因此以E、F、P为顶点的三角形与△AEO相似有两种情况:
①若 = ,则△FEP∽△AEO
∵E(2,2),F(0,1),∴EF=
∵直线y= x+1与x轴交于点A,∴A(0,-2)
B
O
C
A
x
y
D
E
F
P
∴ = ,∴FP=1
∴P(1,1)
②若 = ,则△FPE∽△AEO
∴ = ,∴FP=5
∴P(5,1)
4.(安徽某校自主招生)如图,直角梯形OABC的腰OC在y轴的正半轴上,点A(5n,0)在x轴的负半轴上,OA : AB : OC=5 : 5 : 3.点D是线段OC上一点,且OD=BD.
(1)若直线y=kx+m(k≠0)过B、D两点,求k的值;
(2)在(1)的条件下,反比例函数y= 的图象经过点B.
①求证:反比例函数y= 的图象与直线AB必有两个不同的交点;
x
y
O
C
A
B
E
F
②设反比例函数y= 的图象与直线AB的另一个交点为E,已知点P(p,-n-1),Q(q,-n-2)在线段AB上,当点E落在线段PQ上时,求n的取值范围.
解:(1)∵A(5n,0),OA : OC=5 : 3,点C在y轴的正半轴上
∴C(0,-3n)
∵BC∥OA,∴点B的纵坐标为-3n
过点B作BG⊥OA于G,则BG=-3n
x
y
O
C
A
B
E
F
G
D
设OG=x,在Rt△ABG中,(-5n-x )2+(-3n )2=(-5n )2
解得x=-n或x=-9n(舍去)
∴B(n,-3n)
设OD=t,∵点D是线段OC上一点,且OD=BD
∴t 2=(-3n-t )2+(-n )2,∴t=- n
∴D(0,- n)
把B、D的坐标代入y=kx+m,得
解得k=-
(2)①∵比例函数y= 的图象经过点B,∴m=n(-3n )=-3n 2
∴y=-
由A(5n,0),B(n,-3n)可得直线AB的解析式为y= x- n
由y=- 和y= x- n消去y并整理得:3x 2-15nx+12n 2=0
∵△=(-15n )2-4×3×12n 2=9n 2>0
∴反比例函数y=- 的图象与直线AB必有两个不同的交点
联立 解得
∴E(4n,- n)
当点E过点P时,有-n-1=- n,∴n=-4
当点E过点Q时,有-n-2=- n,∴n=-8
∴当点E落在线段PQ上时,n的取值范围是:-8≤n ≤-4
5.(浙江杭州)在平面直角坐标系中,反比例函数与二次函数y=k( x 2+x-1)的图象交于点A(1,k)和点B(-1,-k).
(1)当k=-2时,求反比例函数的解析式;
(2)要使反比例函数与二次函数都是y随着x的增大而增大,求k应满足的条件以及x的取值范围;
(3)设二次函数的图象的顶点为Q,当△ABQ是以AB为斜边的直角三角形时,求k的值.
解:(1)当k=-2时,A(1,-2)
设反比例函数为y= ,则k′=1×(-2)=-2
∴反比例函数的解析式为y=-
(2)要使反比例函数与二次函数都是y随着x的增大而增大
则反比例函数只能在二、四象限,k′=k <0
此时二次函数开口向下,故x ≤- =- 才满足要求
综上所述,k <0且x ≤-
(3)∵y=k( x 2+x-1)=k( x+ )2- k,∴Q(- ,- k)
∵A(1,k),B(-1,-k),∴A、B两点关于原点O对称,即O是AB的中点
又∵△ABQ是以AB为斜边的直角三角形,∴OQ=OA
∴(- )2+( - k )2=1 2+k 2,解得k=±
6.(浙江义乌)如图,矩形OABC的顶点A、C分别在x、y轴的正半轴上,点D为对角线OB的中点,点E(4,n)在边AB上,反比例函数y= 在第一象限内的图象经过点D、E,且tan∠BOA= .
(1)求反比例函数的解析式;
G
B
F
C
x
O
y
A
H
D
E
(2)若反比例函数的图象与矩形的边BC交于点F,将矩形折叠,使点O与点F重合,折痕分别与x、y轴正轴交于点H、G,求线段OG的长.
解:(1)在Rt△BOA中,∵OA=4,tan∠BOA=
∴AB=OA·tan∠BOA=2,∴B(4,2)
∵点D为对角线OB的中点,∴D(2,1)
G
B
F
C
x
O
y
A
H
D
E
∵点D在反比例函数y= 的图象上,∴1= ,∴k=2
∴反比例函数的解析式为y=
(2)设点F(a,2),则2a=2,∴CF=a=1
连接FG,设OG=t,则OG=FG=t,CG=2-t
在Rt△CGF中,FG 2=CF 2+CG 2
∴t 2=12+( 2-t )2,解得t=
∴OG=t=
7.(浙江某校自主招生)已知点P的坐标为(m,0),在x轴上存在点Q(不与P重合),以PQ为边,∠PQM=60°作菱形PQMN,使点M落在反比例函数y=- 的图象上.
(1)如图所示,若点P的坐标为(1,0),图中已经画出一个符合条件的菱形PQMN,若另一个菱形为PQ1M1N1,求点M1的坐标;
(2)探究发现,当符合上述条件的菱形只有两个时,一个菱形的顶点M在第四象限,另一个菱形的顶点M1在第二象限.通过改变P点坐标,对直线MM1的解析式y=kx+b进行探究可得k=__________,若点P的坐标为(m,0),则b=__________(用含m的代数式表示);
(3)继续探究:①若点P的坐标为(m,0),则m在什么范围时,符合上述条件的菱形分别有两个、三个、四个?
x
y
O
备用图
②求出符合上述条件的菱形刚好有三个时,点M坐标的所有情况.
x
y
P
O
Q
M
N
x
y
P
O
Q
M
N
Q1
M1
N1
H
解:(1)过M1作M1H⊥PQ1于H,设Q1(x,0),
显然点Q1在x轴的负半轴上,点M1在第二象限
∵P(1,0),∴M1Q1=PQ1=1-x
∵∠PQM1=60°,∴Q1H= (1-x ),M1H= (1-x )
∴OH=-x- (1-x )=- (1+x )
∴M1( (1+x ),(1-x ))
x
y
P
O
Q3
M3
N3
(Q1)
M1
N1
Q6
M6
N6
∵点M1在反比例函数y=- 的图象上
∴(1+x )· (1-x )=-2 ,解得:x=3(舍去)或x=-3
∴M1(-1,2 )
(2)k=- ,b= m
提示:连接PM1、PM,则∠M1PQ1=∠OPN=∠MPN=60°
∴∠M1PM=180°,即M1、P、M三点共线且∠M1MN=60°
可得直线MM1的解析式为y=- x+b,∴k=-
若点P的坐标为(m,0),则直线MM1的解析式为y=- x+ m
∴b= m
(3)①若符合条件的菱形有三个,则其中必有一个菱形的一条边PN或对角线PM所在直线与双曲线只有一个交点
由∠QPM=60°或∠PNM=60°,P(m,0),得直线PM或直线PN的解析式为y= x- m
x
y
P
O
Q5
M5
N5
(Q4)
N2
Q2
M2
M4
N4
令y= x- m=- ,得x 2-mx+2=0
△=m 2-8=0,得m=±2
∴当-2 <m <2 时,△<0,满足条件的菱形有两个
当m=±2 时,△=0,满足条件的菱形有三个
当m >2 或m <-2 时,△>0,满足条件的菱形有四个
②由①知,当符合条件的菱形刚好有三个时,m=±2
当m=2 时,点P的坐标为(2 ,0)
把m=2 代入x 2-mx+2=0,得x 2-2 x+2=0
解得x= ,∴M1(,- )
设Q(x,0),由(1)知,(2 +x )· (2 -x )=-2
解得:x=4或x=-4
∴M2(2- ,-2 - ),M3(-2+ ,2 + )
当m=-2 时,由对称性可得:M4(- , ),M5(-2- ,2 - ),M6(2+ ,-2 + )
8.(浙江模拟)如图,在平面直角坐标系中,△AOB的顶点O是坐标原点,点A坐标为(1,3),A、B两点关于直线y=x对称,反比例函数y= (x>0)图象经过点A,点P是直线y=x上一动点.
(1)填空:B点的坐标为(______,______);
(2)若点C是反比例函数图象上一点,是否存在这样的点C,使得以A、B、C、P四点为顶点的四边形是平行四边形?若存在,求出点C坐标;若不存在,请说明理由;
(3)若点Q是线段OP上一点(Q不与O、P重合),当四边形AOBP为菱形时,过点Q分别作直线OA和直线AP的垂线,垂足分别为E、F,当QE+QF+QB的值最小时,求出Q点坐标.
B
x
O
y
A
B
x
O
y
A
备用图
B
x
O
y
A
P
C
图1
解:(1)(3,1)
(2)∵反比例函数y= (x>0)图象经过点A(1,3)
∴k=1×3=3
∴反比例函数的解析式为y=
∵点P在直线y=x上,∴设P(m,m)
①若PC为平行四边形的边
∵点A的横坐标比点B的横坐标小2,点A的纵坐标比点B的纵坐标大2
∴若点C在点P下方,则点C的坐标为(m+2,m-2),如图1
若点C在点P上方,则点C的坐标为(m-2,m+2),如图2
B
x
O
y
A
P
C
图2
把C(m+2,m-2)代入反比例函数的解析式,得:
m-2= ,解得m=±
∵m>0,∴m=
∴C1(+2,-2)
同理可得另一点C2(-2,+2)
②若PC为平行四边形的对角线,如图3
∵A、B关于直线y=x对称,∴OP⊥AB
此时点C在直线y=x上,且为直线y=x与双曲线y= 的交点
B
x
O
y
A
P
C
图3
由 解得 (舍去)
∴C3(,)
综上所述,满足条件的点C有三个,坐标分别为:
C1(+2,-2),C2(-2,+2),C3(,)
(3)连接AQ,设AB与OP的交点为D,如图4
∵四边形AOBP是菱形,∴AO=AP
∵S△AOP =S△AOQ + S△APQ
B
x
O
y
A
P
图4
Q
D
E
F
∴ OP·AD= AO·QE+ AP·QF
∴QE+QF= 为定值
∴要使QE+QF+QB的值最小,只需QB的值
当QB⊥OP时,QB最小,所以D点即为所求的点
∵A(1,3),B(3,1),∴D(2,2)
∴当QE+QF+QB的值最小时,Q点坐标为(2,2)
9.(浙江模拟)已知点P(m,n)是反比例函数y= (x>0)图象上的动点,PA∥x轴,PB∥y轴,分别交反比例函数y= (x>0)的图象于点A、B,点C是直线y=2x上的一点.
(1)请用含m的代数式分别表示P、A、B三点的坐标;
(2)在点P运动过程中,连接AB,△PAB的面积是否变化,若不变,请求出△PAB的面积;若改变,请说明理由;
B
x
O
y
A
P
C
y=
y=
y=2x
(3)在点P运动过程中,以点P、A、B、C为顶点的四边形能否为平行四边形,若能,请求出点P的坐标;若不能,请说明理由.
A
B
P
O
x
Q
y
图1
解:(1)P(m,),A( ,),B(m,)
(2)∵PA=m- = ,PB= - =
∴S△PAB = PA·PB= ×× =
∴△PAB的面积不变
(3)①若AP是平行四边形的边,如图1、图2
则AP∥BQ且AP=BQ
得Q(,)或Q(,)
∵点Q在直线y=2x上
A
B
P
O
x
Q
y
图3
A
B
P
O
x
Q
y
图2
∴ =2× 或 =2×
解得m= 或m=1(舍去负值)
∴P(,2)或P(1,6)
②若AP是平行四边形的对角线,如图3
则QA∥PB且QA=PB
得Q(, + )
∵点Q在直线y=2x上
∴ + =2× ,解得m=3(舍去负值)
∴P(3,2)
10.(江苏徐州)如图,直线y=x+b(b>4)与x轴、y轴分别相交于点A、B,与反比例函数y=- 的图象相交于点C、D(点C在点D的左侧),⊙O是以CD长为半径的圆.CE∥x轴,DE∥y轴,CE、DE相交于点E.
(1)△CDE是______________三角形;点C的坐标为______________,点D的坐标为_____________(用含有b的代数式表示);
(2)b为何值时,点E在⊙O上?
(3)随着b取值逐渐增大,直线y=x+b与⊙O有哪些位置关系?求出相应b的取值范围.
-5
5
-4
-2
2
4
x
O
y
备用图
-5
5
-4
-2
2
4
B
x
O
y
A
D
C
E
y=-
y=x+b
解:(1)等腰直角 C(,),D(,)
(2)当点E在⊙O上时,如图1,连接OE,则OE=CD
∵直线y=x+b与x轴、y轴相交于点A(-b,0),B(0,b),CE∥x轴,DE∥y轴
-5
5
-4
-2
2
4
B
x
O
y
A
D
C
E
y=-
y=x+b
F
图1
∴△DCE、△BAO是等腰直角三角形
∵整个图形是轴对称图形,∴OE平分∠AOB,∠AOE=∠BOE=45°
∵CE∥x轴,DE∥y轴,∴四边形CAOE、OEDB为等腰梯形
∴OE=AC=BD
∵OE=CD,∴OE=AC=BD=CD
过点C作CF⊥x轴于F,则△AFC∽△AOB
∴ = = ,∴yC=CF= BO= b
∴ = b,解得b=±3
∵b>4,∴b=3
∴当b=3 时,点E在⊙O上
(3)当⊙O与直线y=x+b相切于点G时,如图2,连接OG
∵整个图形是轴对称图形,∴点O、E、G在对称轴上
-5
5
-4
-2
2
4
B
x
O
y
A
D
C
E
y=-
y=x+b
H
G
图2
∴GC=GD= CD= OG= AG
∴AC=CG=GD=DB,∴AC= AB
过点C作CH⊥x轴于H,则△AHC∽△AOB
∴ = = ,∴yC=CH= BO= b
∴ = b,解得b=±
∵b>4,∴b=
∴当b= 时,直线y=x+b与⊙O相切
当4<b < 时,直线y=x+b与⊙O相离
当b > 时,直线y=x+b与⊙O相交
11.(江苏泰州)如图,已知一次函数y1=kx+b的图象与x轴相交于点A,与反比例函数y2= 的图象相交于B(-1,5)、C( ,d)两点.点P(m、n)是一次函数y1=kx+b的图象上的动点.
(1)求k、b的值;
(2)设-1<m < ,过点P作x轴的平行线与函数y2= 的图象相交于点D.试问△PAD的面积是否存在最大值?若存在,请求出面积的最大值及此时点P的坐标;若不存在,请说明理由;
B
x
O
y
A
D
C
P
(3)设m=1-a,如果在两个实数m与n之间(不包括m和n)有且只有一个整数,求实数a的取值范围.
解:(1)将点B(-1,5)代入y2= ,得5= ,∴c=-5
∴y2=-
将点C( ,d)代入y2=- ,得d=- =-2
∴C( ,-2)
将B(-1,5),C( ,-2)代入y1=kx+b,得
解得
(2)存在
由(1)知,y1=-2x+3,令y1=0,即-2x+3=0,得x=
∴A( ,0)
∵-1<m < ,∴点P在线段AB上运动(不含A、B)
设P( ,n)
∵DP∥x轴,且点D在y2=- 的图象上,∴D(- ,n)
∴S△PAD = DP·yP= ( + )·n=- ( n- )2+
∵- <0,∴S△PAD 有最大值
∵n=-2m+3,-1<m < ,∴0<n <5
∴当n= 时,△PAD的面积最大,最大值为 ,此时点P的坐标为( , )
(3)∵m=1-a,∴n=1+2a
∵在m与n之间(不包括m和n)有且只有一个整数,∴m≠n
即1-a≠1+2a,∴a≠0
①当a >0时,则1-a <1<1+2a
∵在m与n之间(不包括m和n)有且只有一个整数
∴ 解得0<a ≤
②当a <0时,则1+2a <1<1-a
∵在m与n之间(不包括m和n)有且只有一个整数
∴ 解得- ≤a <0
综上所述,实数a的取值范围是- ≤a <0或0<a ≤
12.(江苏模拟)如图,双曲线y= (x>0)与过A(1,0)、B(0,1)的直线交于P、Q两点,连接OP、OQ.点C是线段OA上一点(不与O、A重合),CD⊥AB于D,DE⊥OB于E.设CA=a.
(1)求证:△OAQ≌△OBP;
(2)当a为何值时,CE=AC?
x
y
C
A
B
E
P
Q
D
O
F
(3)是否存在这样的点C,使得△OEF为等腰三角形?若存在,求出此时点C的坐标;若不存在,请说明理由.
(1)证明:设直线AB的解析式为y=kx+b
∴ 解得 ∴y=-x+1
x
y
C
A
B
E
P
Q
D
O
G
M
N
F
联立 解得
∴P( ,),Q( ,)
过P作PM⊥y轴于M,过Q作QN⊥x轴于N
则PM=QN=
∵OA=OB=1,∴∠OAB=∠OBA=45°
∴AQ=QN,BP=PM,∴AQ=BP
在△△OAQ和△OBP中
∴△△OAQ≌△OBP
(2)解:过D作DG⊥OA于G
∵∠OAB=45°,CD⊥AB,∴△CDA是等腰直角三角形
∴DG= CA= a
∵DE⊥OB,∴四边形OEDG是矩形,∴OE=DG= a
∵CE=AC,∴(1-a )2+( a)2=a 2
解得:a=4+2(舍去)或a=4-2
∴当a=4-2 时,CE=AC
(3)存在
由(2)知,C(1-a,0),E(0,)
可得直线EC的解析式为y= x+
x
y
C
A
B
E
P
Q
O
F
N
H
D
由Q( ,),得直线OQ的解析式为y= x
解方程组 得
∴F( ,)
①若EF=OF
过F作FH⊥OE于H,则OH= OE,∴ = a
∵a≠0,∴ = ,解得a=
∴C1( ,0)
x
y
C
A
B
E
P
Q
D
O
F
H
②若OE=OF,则OF= a
过F作FH⊥OC于H
∵F( ,),∴FH= OH
∴FH= OF= a,∴ = a
∵a≠0,∴= ,解得a=
∴C2( ,0)
x
y
C
A
B
E
P
Q
D
O
F
H
K
③若OE=EF
过E作EK⊥OF于K,则OK= OF= FH
易证△EOK∽△OFH,得OE=OK=5FH
即FH= OE,∴ = a
∵a≠0,∴ = ,解得a=
∴C3( ,0)
综上所述,存在点C1( ,0),C2( ,0),C3( ,0),使得△OEF为等腰三角形
13.(河北)如图,四边形ABCD是平行四边形,点A(1,0),B(3,1),C(3,3).反比例函数y= (x>0)的图象经过点D,点P是一次函数y=kx+3-3k(k≠0)的图象与该反比例函数图象的一个公共点.
(1)求反比例函数的解析式;
(2)通过计算,说明一次函数y=kx+3-3k(k≠0)的图象一定过点C;
(3)对于一次函数y=kx+3-3k(k≠0),当y随x的增大而增大时,确定点P横坐标的取值范围(不必写出过程).
B
x
O
y
A
D
C
P
解:(1)由题意,AD=BC=2,故点D的坐标为(1,2)
∵反比例函数y= (x>0)的图象经过点D(1,2)
∴2= ,∴m=2
反比例函数的解析式为y=
(2)当x=3时,y=3k+3-3k=3
∴一次函数y=kx+3-3k(k≠0)的图象一定过点C
(3)设点P的横坐标为a, <a <3
B
x
O
y
A
D
C
14.(山东济南)如图,已知双曲线y= 经过点D(6,1),点C是双曲线第三象限分支上的动点,过C作CA⊥x轴,过D作DB⊥y轴,垂足分别为A,B,连接AB,BC.
(1)求k的值;
(2)若△BCD的面积为12,求直线CD的解析式;
(3)判断AB与CD的位置关系,并说明理由.
解:(1)∵双曲线y= 经过点D(6,1)
∴1= ,∴k=6
(2)设点C到BD的距离为h
∵点D的坐标为(6,1),DB⊥y轴,∴BD=6
∴S△BCD= ×6×h=12,∴h=4
B
x
O
y
A
D
C
E
F
∵点C是双曲线第三象限上的动点,点D的纵坐标为1
∴点C的纵坐标为-3
∴-3= ,∴x=-2
∴点C的坐标为(-2,-3)
设直线CD的解析式为y=kx+b
则 解得
∴直线CD的解析式为y= x-2
(3)AB∥CD
理由如下:
设直线CD与x轴,y轴分别交于点E,F,则E(4,0),F(0,-2)
∴OE=4,OF=2,∴tan∠EFO= =2
∵CA⊥x轴,DB⊥y轴,C(-2,-3),D(6,1)
∴A(-2,0),B(0,1),∴OA=2,OB=1,∴tan∠ABO= =2
∴∠ABO=∠EFO,∴AB∥CD
15.(山东淄博)如图,正方形AOCB的边长为4,反比例函数的图象过点E(3,4).
(1)求反比例函数的解析式;
(2)反比例函数的图象与线段BC交于点D,直线y=- x+b过点D,与线段AB相交于点F,求点F的坐标;
(3)连接OF,OE,探究∠AOF与∠EOC的数量关系,并证明.
A
B
D
O
C
E
F
y
x
(4)若点P是x轴上的动点,点Q是(1)中的反比例在第一象限图象上的动点,且使得△PDQ为等腰直角三角形,直接写出点P的坐标.
解:(1)设反比例函数的解析式为y=
∵反比例函数的图象过点E(3,4),∴4=
∴k=12,∴y=
(2)由题意,点D的横坐标为4
把x=4代入y= ,得y=3,∴D(4,3)
把D(4,3)代入y=- x+b,得3=- ×4+b
A
B
D
O
C
E
F
y
x
G
∴b=5,∴y=- x+5
把y=4代入y=- x+5,得4=- x+5
∴x=2,∴F(2,4)
(3)∠AOF= ∠EOC
证明:在AO上取点G,使GC=GF,连接GF
则∠GOF=∠GFO,∴∠AGF=2∠AOF
设GC=GF=x,则AG=4-x
在Rt△AGF中,2 2+(4-x )2=x 2
解得x= ,∴AG=4- =
∴tan∠AGF= = =
∵tan∠AEO= = ,∴∠AGF=∠AEO
∴∠AEO=2∠AOF
又AB∥OC,∴∠AEO=∠EOC
∴∠EOC=2∠AOF,即∠AOF= ∠EOC
(4)P1( ,0),P2(5,0),P3( ,0)
16.(湖北某校自主招生)在直角坐标系中,O为坐标原点,A是双曲线y= (k>0)在第一象限图象上的一点,直线OA交双曲线于另一点C.
(1)如图1,当OA在第一象限的角平分线上时,将OA向上平移 个单位后与双曲线在第一象限的图象交于点M,交y轴于点N,若 = ,求k的值;
O
C
A
B
x
y
图2
D
(2)如图2,若k=1,点B在双曲线的第一象限的图象上运动,点D在双曲线的第三象限的图象上运动,且使得四边形ABCD是凸四边形时,求证:∠BCD=∠BAD.
O
C
A
N
x
y
M
图1
解:(1)依题意,可得直线MN的解析式为y=x,MN的解析式为y=x+
解方程组 得点A的坐标为(,)
设点M的坐标为(x1,y1),则 = =2
∴x1= ,y1=2 ,代入y=x+ 中,解得k=1
(2)作BE⊥x轴交AD于E,作DH⊥x轴交BC于H
O
C
A
B
x
y
D
E
H
F
设A(a,),B(b,),D(d,),则C(-a,- )
得直线AC的解析式为y= x
设BE交直线AC于点F,则F(b,)
∴ = =
= =
∴ = ,∴BF平分∠ABC
同理,DH平分∠ADC
∴在△ABE和△CDH中
∠ABE=∠EBC=∠DHC,∠AEB=∠ADH=∠CDH
∴∠BCD=∠BAD
17.(湖北模拟)如图,反比例函数y= 的图象经过点A(a,b)且| a+2|+( b-2)2=0,直线y=2x-2与x轴交于点B,与y轴交于点C.
(1)求反比例函数的解析式;
(2)将线段BC绕坐标平面内的某点M旋转180° 后B、C两点恰好都落在反比例函数的图象上,求点M的坐标;
C
B
y
x
y=2x-2
A
O
C
B
y
x
y=2x-2
备用图
A
O
(3)在反比例函数的图象上是否存在点P,使以PB为直径的圆恰好过点C?若存在,求点P的坐标,若不存在,请说明理由.
解:(1)∵| a+2|+( b-2)2=0,∴a=-2,b=2
∴k=ab=-2×2=-12
∴反比例函数的解析式为y=-
(2)∵直线y=2x-2与x轴交于点B,与y轴交于点C
∴B(1,0),C(0,-2)
设线段BC绕坐标平面内的某点M旋转180° 后B、C两点的对应点
分别为D、E,并设D(m,n),则E(m+1,n+2),代入y=-
解得: 或
∴D(2,-6)或D(-3,4)
易知M为BD的中点
由B(1,0),D(2,-6),得M( ,-3)
由B(1,0),D(-3,4),得M(-1,2)
C
B
y
x
y=2x-2
A
D
E
M
O
C
B
y
x
y=2x-2
A
D
E
M
O
∴点M的坐标为( ,-3)或(-1,2)
C
B
y
x
y=2x-2
A
P
P
O
H
(3)假设存在点P,使以PB为直径的圆恰好过点C
则∠PCB=90°
设P(x,- ),过P作PH⊥y轴于H,易证△CHP∽△BOC
得 = (或 = )
解得x1=-2+2 ,x2=-2-2
∴P1(-2+2 ,-1- ),P2(-2-2 ,-1+ )
18.(广西北海)如图,在平面直角坐标系中有Rt△ABC,∠A=90°,AB=AC,A(-2,0)、B(0,1)、C(d,2).
(1)求d的值;
(2)将△ABC沿x轴的正方向平移,在第一象限内B、C两点的对应点B′、C′ 正好落在某反比例函数图象上.请求出这个反比例函数和此时的直线B′C′ 的解析式;
(3)在(2)的条件下,设直线B′C′ 交y轴于点G.问是否存在x轴上的点M和反比例函数图象上的点P,使得四边形PGMC′ 是平行四边形.如果存在,请求出点M和点P的坐标;如果不存在,请说明理由.
O
B
C
A
G
A′
B′
C′
x
y
解:(1)作CN⊥x轴于N
在Rt△CNA和Rt△AOB中,∵NC=OA=2,AC=AB
∴Rt△CNA≌Rt△AOB
O
B
C
A
G
A′
B′
C′
x
y
K
Q
P′
E
H
F
M′
N
∴AN=BO=1,NO=NA+AO=3,且点C在第二象限
∴d=-3
(2)设反比例函数为y= ,点C′ 和B′ 在该比例函数图像上
设C′(m,2),则B′(m+3,1)
把C′ 、B′ 的坐标分别代入y= ,得k=2m,k=m+3
∴2m=m+3,m=3,则k=6
∴反比例函数解析式为y=
得点C′(3,2),B′(6,1)
设直线B′C′ 的解析式为y=ax+b,把C′ 、B′ 的坐标分别代入,得
解得:
∴直线B′C′ 的解析式为y=- x+3
(3)设Q是GC′ 的中点,易知G(0,3)
由G(0,3),C′(3,2),得Q( ,)
过点Q作直线l与x轴交于M ′ 点,与y= 的图象交于P′ 点
若四边形P′GM′C′ 的是平行四边形,则有P′Q=QM ′
易知点M ′ 的横坐标大于 ,点P′ 的横坐标小于
作P′H⊥x轴于H,QK⊥y轴于K,P′H与QK交于点E
作QF⊥x轴于F,则△P′EQ≌△QFM ′
设EQ=FM ′=t,则点P′ 的横坐标为 -t,点P′ 的纵坐标为 =
∴P′( -t,),M ′( +t,0),∴P′E= -
由P′E=QF,得 - =
解得t= (经检验,它是分式方程的解)
∴ -t= , =5, +t=
∴P′( ,5),M ′( ,0)
则点P′ 为所求的点P,点M ′ 为所求的点M
19.(广西玉林、防城港)如图,在平面直角坐标系xOy中,梯形AOBC的边OB在x轴的正半轴上,AC∥OB,BC⊥OB,过点A的双曲线y= 的一支在第一象限交梯形对角线OC于点D,交边BC于点E.
(1)填空:双曲线的另一支在第_________象限,k的取值范围是_______________;
(2)若点C的坐标为(2,2),当点E在什么位置时,阴影部分面积S最小?
B
x
O
y
A
D
C
E
(3)若 = ,S△OAC =2,求双曲线的解析式.
解:(1)三,k>0
(2)由C(2,2),则A( ,2),E(2,)
∴S=S△AEC + S△OBE= ( 2- )( 2- )+ ×2×= ( k-2 )2+
当k=2时,即E(2,1)为BC中点时,S最小
(3)方法一:令C(a,b),则A( ,b),由 = ,则D( a, b)
又S△OAC= ( a- )·b= ( ab-k )=2
∴ab=4+k
∵D( a, b)在双曲线y= 上
∴k= ab= ( 4+k ),∴k=
∴双曲线解析式为y=
方法二:令D(a,b),由 = ,则C(2a,2b),A( ,2b)
又S△OAC= ( 2a- )·2b= ( 4ab-k )=2
∴ab= ( 4+k )
∵D(a,b)在双曲线y= 上
∴k=ab= ( 4+k ),∴k=
∴双曲线解析式为y=
20.(福建厦门)已知点A(1,c)和点B(3,d)是直线y=k1x+b与双曲线y= (k2>0)的交点.
(1)过点A作AM⊥x轴,垂足为M,连接BM.若AM=BM,求点B的坐标;
(2)设点P在线段AB上,过点P作PE⊥x轴,垂足为E,并交双曲线y= (k2>0)于点N.当 取最大值时,有PN= ,求此时双曲线的解析式.
解:(1)∵A(1,c)和点B(3,d)在双曲线y= (k2>0)上
∴c=k2=3d
∵k2>0,∴c>0,d>0,∴点A和点B都在第一象限
O
T
x
y
B
A
M
∴AM=3d
过点B作BT⊥AM,垂足为T,则BT=d,MT=2
∵AM=BM,∴BM=3d
在Rt△BMT中,MT 2+BT 2=BM 2
∴4+d 2=9d 2,∴d= (舍去负值)
∴点B的坐标为(3,)
(2)方法一:∵点A(1,c)和点B(3,d)是直线y=k1x+b与双曲线y= (k2>0)的交点
∴c=k2,,3d=k2,c=k1+b,d=3k1+b
∴k1=- k2,b= k2
∵点A(1,c)和点B(3,d)都在第一象限,∴点P在第一象限
B
O
C
E
x
y
A
P
N
∴ = = x 2+ x=- x 2+ x=- ( x-2)2+
∵当x=1或x=3时, =1
又∵当x=2时, 的最大值是
∴1≤ ≤ ,∴PE≥NE
∴ = = -1=- x 2+ x-1
∴当x=2时, 的最大值是
∵此时PN= ,∴NE=
∴N(2,),∴k2=3
∴此时双曲线的解析式为y=
方法二:∵点A(1,c)和点B(3,d)都在第一象限,∴点P在第一象限
∴ = = x 2+ x
当点P与点A、B重合时, =1
即当x=1或x=3时, =1
∴ 解得:
∴ =- x 2+ x
∵k2=-3k1,k2>0,∴k1<0
∵PE-NE=k1x+b- =k1x-4k1+ =k1( )=
∵当1≤x ≤3时,( x-1)( x-3)≤0,∴ ≥0
∴PE-NE ≥0
∴ = = -1=- x 2+ x-1=- ( x-2)2+
∴当x=2时, 的最大值是
∵此时PN= ,∴NE=
∴N(2,),∴k2=3
∴此时双曲线的解析式为y=
方法三:∵点A(1,c)和点B(3,d)是直线y=k1x+b与双曲线y= (k2>0)的交点
∴c=k2,,3d=k2,c=k1+b,d=3k1+b
k2=3d,k1=-d,b=4d
∴直线y=-dx+4d,双曲线y=
∵点A(1,c)和点B(3,d)都在第一象限,∴点P在第一象限
∴PN=PE-NE=-dx+4d- =-d( )=-
∵当1≤x≤3时,( x-1)( x-3)≤0,∴- ≥0
∴PN=PE-NE ≥0
∴ = =- x 2+ x-1=- ( x-2)2+
∴当x=2时, 的最大值是
∵此时PN= ,∴NE=
∴N(2,),∴k2=3
∴此时双曲线的解析式为y=
x
O
y
B
C
A
21.(福建莆田)如图,一次函数y=k1x+b的图象过点A(0,3),且与反比例函数y= (x>0)的图象相交于B、C两点.
(1)若B(1,2),求k1·k2的值;
(2)若AB=BC,则k1·k2的值是否为定值?若是,请求出该定值;若不是,请说明理由.
解:(1)把B(1,2)代入y= ,得k2=2
把A(0,3),B(1,2)代入y=k1x+b,得 解得
∴k1·k2=-2
(2)k1·k2=-2
x
O
y
B
C
A
G
H
过点B作BG⊥y轴于点G,过点C作CH⊥y轴于点H
∴BG∥CH
∵AB=BC,∴AG=GH,∴CH=2BG
设B(m,),则C(2m,)
∴AG=3- ,GH= -
∴3- = - ,∴m= ,∴B( ,2)
把B( ,2)代入y=k1x+3,得2=k1· +3
∴k1·k2=-2
22.(福建某校自主招生)如图1,已知直线y=- x+m与反比例函数y= 的图象在第一象限内交于A、B两点(点A在点B的左侧),分别与x、y轴交于点C、D,AE⊥x轴于E.
(1)若OE·CE=12,求k的值;
(2)如图2,作BF⊥y轴于F,求证:EF∥CD;
(3)在(1)(2)的条件下,EF=,AB=2,P是x轴正半轴上一点,且△PAB是以P为直角顶点的等腰直角三角形,求P点的坐标.
图1
A
B
D
C
E
x
O
y
A
B
D
C
E
x
O
y
图2
F
A
B
D
C
E
x
O
y
备用图
F
A
B
D
C
E
x
O
y
F
M
N
解:(1)设OE=a,则A(a,- a+m)
∵点A在反比例函数图象上,∴a(- a+m)=k
即k=- a 2+am
由直线y=- x+m可得C(2m,0),∴CE=2m-a
∴OE·CE=a(2m-a )=-a 2+2am=12
∴k=- a 2+am= (-a 2+2am )= ×12=6
(2)连接AF、BE,过E、F分别作FM⊥AB,EN⊥AB,则FM∥EN
∵AE⊥x轴,BF⊥y轴,∴AE⊥BF
A
B
D
C
E
x
O
y
F
M
N
P
S△AEF = AE·OE= ,S△BEF = BF·OF=
∴S△AEF =S△BEF ,∴FM=EN,∴四边形EFMN是矩形
∴EF∥CD
(3)由(2)可知,EF=AD=BC=
又AB=2,∴CD=4
由直线y=- x+m可得OD=m,OC=2m,∴OD=4
又EF∥CD,∴OE=2OF,∴OF=1,OE=2
∴DF=3,∴AE=DF=3
∵AB=2,∴AP=,∴EP=1
∴P(3,0)
23.(上海模拟)已知点P是函数y= x(x>0)图象上一点,PA⊥x轴于点A,交函数y= (x>0)图象于点E,PB⊥y轴于点B,交函数y= (x>0)图象于点F.
(点E、F不重合)
A
O
y
x
B
E
F
P
(1)求证:EF∥AB;
(2)若k=1,试问:△OEF能否为直角三角形?若能,请求出
此时点P的坐标;若不能,请说明理由.
解:(1)设P(2a,a)(a>0),则A(2a,0),B(0,a),E(2a,),F( ,a)
∴ = = , = =
∴ = ,∴EF∥AB
(2)设P(2a,a),∵k=1,∴A(2a,0),B(0,a),E(2a,),F( ,a)
∴OE 2=4a 2+ ,OF 2=a 2+ ,EF 2=(2a- )2+( -a )2=5a 2+ -5
易知∠EOF<90°
当∠OEF=90°时,有OE 2+EF 2=OF 2
∴4a 2+ +5a 2+ -5=a 2+ ,解得a1= ,a2=
当a= 时,E(,),F(,),此时点E、F重合,不合题意,舍去
∴a= ,∴P(,)
同理当∠OFE=90°时,可得a=,∴P(2,)
综上所述,当点P为(,)或(2,)时,能使△OEF为直角三角形
24.(广东模拟)“三等分角”是数学史上一个著名的问题,但仅用尺规不可能“三等分角”.下面是数学家帕普斯借助函数给出的一种“三等分锐角”的方法(如图):将给定的锐角∠AOB置于直角坐标系中,边OB在x轴上、边OA与函数y= 的图象交于点P,以P为圆心、以2OP为半径作弧交图象于点R.分别过点P和R作x轴和y轴的平行线,两直线相交于点M,连接OM得到∠MOB,则∠MOB= ∠AOB.要明白帕普斯的方法,请研究以下问题:
(1)设P(a,)、R(b,),求直线OM对应的函数关系式(用含a、b的代数式表示);
(2)分别过点P和R作y轴和x轴的平行线,两直线相交于点Q.请说明Q点在直线OM上,并据此证明∠MOB= ∠AOB;
(3)应用上述方法得到的结论,你如何三等分一个钝角(用文字简要说明).
B
S
A
O
x
Q
R
P
H
M
y
解:(1)设直线OM的函数关系式为y=kx
∵P(a,)、R(b,),∴M(b,)
∴k= ÷b=
∴直线OM的函数关系式为y= x
(2)由题意知点Q的坐标为(a,),满足y= x
∴点Q在直线OM上
易知四边形PQRM是矩形,∴SP=SQ=SR=SM= PR
∴∠SQR=∠SRQ
∵PR=2OP,∴PS=OP= PR,∴∠POS=∠PSO
∵∠PSQ是△SQR的一个外角
∴∠PSQ=2∠SQR,∴∠POS=2∠SQR
∵QR∥OB,∴∠SOB=∠SQR,∴∠POS=2∠SOB
∴∠MOB= ∠AOB
(3)以下方法只要回答一种即可
方法一:先把钝角平分为两个锐角,再利用上述结论把锐角三等分
方法二:先把钝角分为一个直角和一个锐角,然后利用上述结论把锐角三等分,再利用作等边三角形(或其它方法)将直角三等分
方法三:若设所给钝角为α,则先把钝角的补角(锐角)三等分,得角 ( 180°-α ),即60°- α,然后利用作等边三角形作一个60° 的角,从中去掉60°- α即可
25.(四川德阳)已知一次函数y1=2x+m的图象与反比例函数y2= 的图象交于A、B两点,且当x >1时,y1>y2;当0<x <1时,y1<y2.
(1)求一次函数的解析式;
(2)若反比例函数在第一象限的图象上有一点C到y轴的距离为3,求△ABC的面积;
(3)在直线AB上是否存在一点P,使△AOP∽△AOB,若存在,求P点坐标;若不存在,请说明理由.
B
A
O
x
y
解:(1)∵当x >1时,y1>y2;当0<x <1时,y1<y2
∴点A的横坐标为1,代入反比例函数解析式,得y2= =6
∴A(1,6)
又∵点A在一次函数y1=2x+m的图象上
B
D
A
O
x
C
y
∴2+m=6,∴m=4
∴一次函数的解析式为y1=2x+4
(2)由题意知点C的横坐标为3,代入反比例函数解析式
得y2= =2,∴C(3,2)
过点C作CD∥x轴交直线AB于D,则点D的纵坐标为2
∴2x+4=2,∴x=-1,∴D(-1,2)
∴CD=4
由 解得
∴B(-3,-2)
S△ABC =S△ACD +S△BCD = CD·( yA-yB )= ×4×( 6+2 )=16
B
P
A
O
x
y
(3)假设存在一点P,使△APO∽△AOB
∵点P在直线y=2x+4上,∴可设P(a,2a+4)
∵△APO∽△AOB,∴ =
∵AP==
AO==,AB==4
∴ = ,即a-1=±
∴a= (不合题意,舍去),或a=-
∴P点的坐标为(- ,)
26.(四川某校自主招生)如图1,在平面直角坐标系中,A(0,n),C(m,0),双曲线y= (x >0)与矩形OABC的两边AB、BC分别交于D、E两点,连接OD、OE、DE,将△BDE沿DE翻折后得到△B′DE.
探究一:如图2,若点D为AB中点时,点B′ 又恰好落在线段OD上.证明:OE平分∠DOC;
探究二:如图3,若OE平分∠DOC,当四边形DB′EB是正方形时,求矩形OABC的面积;
图1
A
O
y
B
x
B′
C
E
D
图2
A
O
y
B
x
C
E
D
探究三:如图4,若点D在直线y= x上,是否存在m的值使B′ 点落在x轴上,若存在,求出点E的坐标;若不存在,请说明理由.
图3
A
O
y
B
x
C
E
D
图4
A
O
y
B
x
B′
C
E
D
图2
A
O
y
B
x
C
E
D
解:探究一:由题意知,D( m,),E(m,)
∴B(m,),∴BE= - = =CE
∵B′E=BE,∴B′E=CE
∵∠DB′E=∠B=90°,∴∠OB′E=90°=∠OCE
在Rt△OB′E和Rt△OCE中
B′E=CE,OE=OE,∴Rt△OB′E≌Rt△OCE
∴∠B′OE=∠COE,即OE平分∠DOC
图3
A
O
y
B
x
C
E
D
探究二:由题意知,B(m,n),D( ,n),E(m,)
∵四边形DB′EB是正方形,∴BD=BE
∴m- =n- ,∴( m-n )( 1- )=0
∴m-n=0或1- =0
当1- =0,即mn=12时,点B在双曲线上,舍去
∴m-n=0,即m=n,∴矩形OABC是正方形
∴AB=BC,∴AD=CE
∴Rt△OAD≌Rt△OCE,∴∠AOD=∠COE
∵∠DOE=∠COE,∴∠AOD=∠DOE=∠COE
∴∠COE=30°,∴OC=CE
即m=× ,∴m 2=12
即正方形OABC的面积是12
图4
A
O
y
B
x
B′
C
E
D
F
探究三:联立 解得 (舍去)或
∴D(3,4)
∴BD=m-3,BE=4-
∴ = ,即 =
过点D作DF⊥OC于F
易证Rt△B′DF≌Rt△EB′C,∴ = = =
∴ = ,∴B′C= ,∴B′F=m-3-
∴ = ,解得m1=-2(舍去),m2=8
∴存在m的值使B′ 点落在x轴上,此时点E的坐标为(8,)