座標變換壓軸題 已整理好

2023-01-16 09:09:02 字數 5582 閱讀 7650

1. (上海市)在直角座標平面內,o為原點,點a的座標為(1,0),點c的座標為(0,4),直線cm∥軸(如圖所示).點b與點a關於原點對稱,直線y=x+b(為常數)經過點b,且與直線cm相交於點d,聯結od.

(1)求b的值和點d的座標;

(2)設點p在軸的正半軸上,若△pod是等腰三角形,求點p的座標;

(3)在(2)的條件下,如果以pd為半徑的圓p與圓o外切,求圓o的半徑.

解:(1)∵點b與點a(1,0)關於原點對稱

∴點b的座標為(-1,0) 1分

∵直線y=x+b經過點b,∴-1+b=0.

∴b=1 2分

∴直線bd的方程為y=x+1 …………①

直線cm的方程為y=4

聯立①②解得x=3,y=4.

∴點d的座標為(3,4). 4分

(2)點o與點d之間的距離為|od|==5 5分

因點p在軸的正半軸上,故可設其座標為(x0,0).

① 當△pod是以od為底的等腰三角形時,則op 2=dp 2.

即x02=(x0-3)2+42,解得x0=.

此時點p的座標為(,0) 6分

② 當△pod是以op為底的等腰三角形時

|od|=|pd|=5,|op|=6

此時點p的座標為(6,0) 7分

③ 當△pod是以dp為底的等腰三角形時

|op|=|od|=5

此時點p的座標為(5,0) 8分

綜上分析,當△pod是等腰三角形時,滿足條件的點p有3個,其座標分別為(,0)、

(6,0)、(5,0).

(3)當以pd為半徑的圓p與圓o外切時.

若點p的座標為(6,0),則圓p的半徑pd=5,圓心距po=6.

此時圓o的半徑r=1 9分

若點p的座標為(5,0),則圓p的半徑pd==,圓心距po=5.

此時圓o的半徑r=5- 10分

若點p的座標為(,0),則圓p的半徑pd=,圓心距po=.

此時圓o不存在 11分

綜上所述,所求圓o的半徑等於1或5-. 12分

2. (重慶市)已知:如圖,在平面直角座標系xoy中,矩形oabc的邊oa在軸的正半軸上,oc在軸的正半軸上,oa=2,oc=3.過原點o作∠aoc的平分線交ab於點d,連線dc,過點d作de⊥dc,交oa於點e.

(1)求過點e、d、c的拋物線的解析式;

(2)將∠edc繞點d按順時針方向旋轉後,角的一邊與軸的正半軸交於點f,另一邊與線段oc交於點g.如果df與(1)中的拋物線交於另一點m,點m的橫座標為,那麼ef=2go是否成立?若成立,請給予證明;若不成立,請說明理由;

(3)對於(2)中的點g,在位於第一象限內的該拋物線上是否存在點q,使得直線gq與ab的交點p與點c、g構成的△pcg是等腰三角形?若存在,請求出點q的座標;若不存在,請說明理由.

解:(1)由已知,得c(3,0),d(2,2).

∵∠ade=90°-∠cdb=∠bcd

∴ae=ad·tan∠ade=2tan∠bcd=2×=1

∴點e的座標為(0,1). 1分

設過點e、d、c的拋物線的解析式y=ax 2+bx+c(a≠0)

將點e的座標代入,得c=1.

將c=1和點d、c的座標分別代入,得

2分解得∴拋物線的解析式為y=-x 2+x+1. 3分

(2)ef=2go成立. 4分

證明如下:

∵點m在該拋物線上,且它的橫座標為.

∴點m的縱座標為-×()2+×+1=. 5分

設dm的解析式為y=kx+b1(k≠0)

將點d、m的座標分別代入,得

解得∴dm的解析式為y=-x+3. 6分

∴點f的座標為(0,3),ef=2. 7分

如圖1,過點d作dk⊥oc於點k,則da=dk.

∵∠adk=∠fdg=90°,∴∠fda=∠gdk.

又∵∠fad=∠gkd=90°,∴rt△daf≌rt△dkg.

∴kg=af=1,∴go=1.

∴ef=2go. 8分

(3)存在這樣的點q,解答如下:

∵點p在ab上,∴可設點p的座標為(xp,2).

又∵點g的座標為(1,0),點c的座標為(3,0).

∴pg 2=(xp-1)2+2 2,pc 2=(xp-3)2+2 2,=2.

①若pg=pc,則(xp-1)2+2 2=(xp-3)2+2 2.

解得xp=2

∴點p的座標為(2,2),此時q、p、d三點重合,如圖2.

∴點q的座標為(2,2). 9分

②若pg=gc,則(xp-1)2+2 2=2 2.

解得xp=1

∴點p的座標為(1,2),此時pg⊥x軸,如圖3.

∴pg與該拋物線在第一象限內的交點q的橫座標為1.

∴點q的縱座標為-×12+×1+1=

∴點q的座標為(1,). 10分

③若pc=gc,則(xp-3)2+2 2=2 2.

解得xp=3

∴點p的座標為(3,2),此時pc=gc=2,△pcg是等腰直角三角形.

如圖4,過點q作qh⊥x軸於點h,則qh=gh.

設qh=h,則點q的座標為(h+1,h).

∴-(h+1)2+(h+1)+1=h.

解得h1=,h2=-2(不合題意,捨去).

∴點q的座標為(,). 12分

綜上所述,存在三個滿足條件的點q

即q1(2,2)、q2(1,)和q3(,).

3. (江蘇省)如圖,已知二次函式y=x 2-2x-1的圖象的頂點為a,二次函式y=ax 2+bx的圖象與x軸交於原點o及另一點c,它的頂點b在函式y=x 2-2x-1的圖象的對稱軸上.

(1)求點a與點c的座標;

(2)當四邊形aobc為菱形時,求函式y=ax 2+bx的關係式.

解:(1)∵y=x 2-2x-1=(x-1)2-2

∴頂點a的座標為(1,-2). 3分

∵二次函式y=ax 2+bx的圖象經過原點,且它的頂點b在二次函式y=x 2-2x-1圖象的對稱軸上.

∴點c與點o關於對稱軸對稱.

∴點c的座標為(2,0). 6分

(2)∵四邊形aobc為菱形,∴點b與點a關於直線oc對稱.

∴點b的座標為(1,2).

∵二次函式y=ax 2+bx的圖象經過點b(1,2),c(2,0).

∴ 解得

∴二次函式y=ax 2+bx的關係式為y=-2x 2+4x 10分

4. (浙江省杭州市)已知平行於x軸的直線y=a(a≠0)與函式y=x和函式y=的圖象分別交於點a和點b,又有定點p(2,0).

(1)若a>0,且tan∠pob=,求線段ab的長;

(2)在過a,b兩點且頂點在直線y=x上的拋物線中,已知線段ab=,且在它的對稱軸左邊時,y隨著x的增大而增大,試求出滿足條件的拋物線的解析式;

(3)已知經過a,b,p三點的拋物線,平移後能得到y=x 2的圖象,求點p到直線ab的距離.

解:(1)∵a>0,∴點a和點b均在第一象限.

∵點b在函式y=的圖象上,∴可設點b的座標為(xb,).由題意得tan∠pob==,∴xb=3(-3不合題意,捨去).

∴點b的座標為(3,). 2分

∵直線y=a平行於x軸,點a和點b均在直線y=a上,∴ab∥x軸.

∴點a的座標為(,). 3分

∴ab=3-=. 4分

(2)∵在拋物線的對稱軸左邊時,y隨著x的增大而增大,∴拋物線開口向下.

設點a(a,a),b(,a),則ab=-a=.

即3a 2+8a-3=0

解得a=-3或a=. 5分

當a=-3時,點a的座標為(-3,-3),點b的座標為(-,-3).

∵ab∥x軸,∴點a和點b關於拋物線的對稱軸對稱.

∴拋物線頂點的橫座標為×(-)-=-.

又∵拋物線的頂點在直線y=x上

∴拋物線頂點的座標為6分

∴可設拋物線的解析式為y=k(x+)2-,將點a(-3,-3)代入,解得k=-.

∴拋物線的解析式為y=-(x+)2-. 7分

同理,當a=時,可求得拋物線的解析式為y=-(x-)2-. 8分

(3)設點a(a,a),b(,a),則由題設可知拋物線的對稱軸為x=+.

又∵拋物線經過點p(2,0)

∴拋物線與x軸另一交點的橫座標為(+)-(2--)=a+-2

∵拋物線經平移後能得到y=x 2的圖象

∴可設拋物線的解析式為y=(x -2)[x -(a+)+2] 10分

將點a(a,a)代入並整理得13a 2-45a+18=0,解得a1=3,a2=.

∴點p到直線ab的距離為3或. 12分

5. (浙江省湖州市)已知:拋物線y=x 2-2x+a(a <0)與y軸相交於點a,頂點為m.直線y=x-a分別與x軸,y軸相交於b,c兩點,並且與直線am相交於點n.

(1)填空:試用含a的代數式分別表示點m與n的座標,則mn

(2)如圖,將△nac沿軸翻折,若點n的對應點n ′恰好落在拋物線上,an ′與軸交於點d,鏈結cd,求a的值和四邊形adcn的面積;

(3)在拋物線y=x 2-2x+a(a <0)上是否存在一點p,使得以p,a,c,n為頂點的四邊形是平行四邊形?若存在,求出p點的座標;若不存在,試說明理由.

解:(1)m(1,a-1),n(a,-a). 4分

(2)∵點n ′是△nac沿軸翻折後點n的對應點

∴點n ′與點n關於y軸對稱,∴n ′(-a,-a).

將n ′(-a,-a)代入y=x 2-2x+a,得-a=(-a)2-2×(-a)+a

整理得4a 2+9a=0,解得a1=0(不合題意,捨去),a2=-. 6分

∴n ′(3,),∴點n到軸的距離為3.

∵a=-,拋物線y=x 2-2x+a與y軸相交於點a,∴a(0,-).

∴直線an ′的解析式為y=x -,將y=0代入,得x =.

∴d(,0),∴點d到軸的距離為.

∴s四邊形adcn =s△acn +s△acn =××3+××= 8分

(3)如圖,當點p在y軸的左側時,若四邊形acpn是平行四邊形,則pn平行且等於ac.

∴將點n向上平移-2a個單位可得到點p,其座標為(a,-a),代入拋物線的解析式,得:-a=(a)2-2×a+a,整理得8a 2+3a=0.

解得a1=0(不合題意,捨去),a2=-.

∴p(-,) 10分

當點p在y軸的右側時,若四邊形apcn是平行四邊形,

則ac與pn互相平分.

∴oa=oc,op=on,點p與點n關於原點對稱.

∴p(-a,a),代入y=x 2-2x+a,得

a=(-a)2-2×(-a)+a,整理得8a 2+15a=0.

解得a1=0(不合題意,捨去),a2=-.

∴p(,-) 12分

∴存在這樣的點p,使得以p,a,c,n為頂點的四邊形是平行四邊形,點p的座標為

(-,)或(,-).

6. (浙江省寧波市)如圖1,在平面直角座標系中,o為座標原點,點a的座標為(-8,0),直線bc經過點b(-8,6),c(0,6),將四邊形oabc繞點o按順時針方向旋轉α度得到四邊形oa′b′c′,此時直線oa′、直線b′c′分別與直線bc相交於p、q.

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