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专题 07 一次函数的应用(铅锤法求面积)
【方法说明】
常规图形中: 平面直角坐标系中:
例1.(2023春·全国·八年级专题练习)如图,在直角坐标系中,已知直线 与x
轴相交于点A与y轴交于点B.
(1)A、B两点坐标分别为________,________;
(2)点 在x轴上,若点P是直线 上的一个动点,当 时,求点P的坐
标.
【答案】(1) , ;(2) 或
【分析】(1)根据直线 ,令 求出 的值,令 求出 的值,即可得点
、 的坐标;
(2)分类讨论:点 在 轴的上方和下方,两种情况,利用三角形的面积公式和已知条件,
列出方程,利用方程求得点 的坐标即可.
【详解】(1)解:对于直线 ,
当 时, .∴ ,
当 时, ,
∴ ,
∴ .
故答案为: , ;
(2)解:∵ ,
∴ ,
∴ .
∵ ,
∴ ;
①当点P在x轴下方时,
,
∴ ,
∵点P在x轴下方,
∴ ,
当 时,代入 得, ,
解得 .
∴ ;
②当点P在x轴上方时,
,
∴ ,
∵点P在x轴上方,
∴ .当 时,代入 得, ,
解得 .
∴ ,
综上所述,满足条件的点P的坐标为 或 .
【点睛】本题是一次函数综合题,考查了一次函数与坐标轴的交点,三角形的面积等知识,
题中运用点的坐标与图形的知识求出相关线段的长度,注意分类讨论和“数形结合”数学
思想的应用是解决问题的关键.
例2.(2022秋·四川成都·八年级统考期中)如图1,已知直线 与y轴、x轴分别
交于 两点,以B为直角顶点在第一象限内作等腰 , 所在直线为
.
(1)求 两点的坐标;
(2)求C点坐标及b的值;
(3)如图2,直线 交y轴于点D,在直线 上取一点E,使 与x轴相交于
点F.
①求证: ;
②在直线 上是否存在一点P,使 的面积等于 的面积?若存在,直接写出点
P的坐标;若不存在,说明理由.
【答案】(1) ,
(2)点 ;
(3)①见解析;②点P的坐标为 或
【分析】(1) 中求出 时y的值和 时x的值即可得;
(2)作 轴,证明 得 , ,据此可得 ,再
根据待定系数法求解可得;(3)①过点C作 轴于点G,作 轴于点M, 轴于点N,证明
、 ,即可求解;
②当点P在点A的下方时,由 的面积
,即可求解;当点 在点
A的上方时,则点A是点 的中点,即可求解.
【详解】(1)解: 中,当 时, ,
则 ,
当 时, ,解得 ,
则 ;
(2)如图①,过点C作 轴于点D,
则 ,
∴ ,
∵ 是等腰直角三角形,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
∴ ,
则点 ,
∵直线 所在直线解析式为 ,
将点 代入,得: ,解得 .
(3)①过点C作 轴于点G,作 轴于点M, 轴于点N,则 ,
∵ ,
∴ 是 的中垂线,
∴ ,
∵ ,
∴ ,
∴ ,
∵ ,
∴ ,
∵ ,
∴ ,
∴ ;
②如图③,作 轴于点H,
由 知 ,即 ,
则 ,
∴ ,
由①知 ,根据 、 得直线 解析式为 ,
当 时, ,解得 ,
∴ ,
设 ,
当P在点A的下方时
则
故
当 在点A的上方时
则点A是点 的中点,
由中点坐标公式得:点P的坐标为
∴点P的坐标为 或 .
【点睛】本题是一次函数的综合问题,解题的关键是掌握待定系数法求函数解析式、全等
三角形的判定与性质、等腰三角形的性质及割补法求三角形的面积等知识点.
例3.(2022春·河南南阳·八年级统考期中)如图,一次函数 与两坐标轴分别相交
于点A.B,一次函数 的图象过点B,并与 轴交于点C,AC=10.
(1)求一次函数 的关系式;
(2)点P是一次函数 图象上的动点,设点P横坐标为n,△PBC的面积是S,求S关于n的函数关系式.
【答案】(1)
(2)当 时, ;当 时,
【分析】(1)用待定系数法求解析式即可;
(2)画出示意图分三种情况当 时,当 时以及当 时分别求解即可.
(1)
∵直线 经过点A、B
∴A(-2,0)、B(0,4)
∵AC=10
∴C(8,0)
∵一次函数 经过点B、C,
∴
解得
∴ .
(2)
①当 时,②当 时,③当 时,
∴当 时, ;当 时, .
【点睛】本题考查了待定系数法确定一次函数解析式,直线的交点坐标等知识点,熟练掌
握待定系数法,画出示意图是解题的关键.
例4.(2022春·重庆·七年级重庆十八中校考期中)如图,在平面直角坐标系xOy中,A、
B两点分别在x轴、y轴的正半轴上,且OA=OB=3.(1)求点A、B的坐标;
(2)如图1,若点C(−2,2),求三角形ABC的面积;
(3)若点P是第一、三象限角平分线上一点,且三角形ABP的面积为 ,求点P坐标.
【答案】(1)A(3,0),B(0,3);
(2)三角形ABC的面积为 ;
(3)点P坐标为(8,8)或(-5,-5).
【分析】(1)由OA=OB=3即可得出答案;
(2)找出三角形的底和高,根据三角形面积公式即可得解;
(3)根据点在象限平分线上的特点和三角形面积即可求出点P坐标.
【详解】(1)解:由OA=OB=3,可知:A(3,0),B(0,3);
(2)解:设AC交y轴于点D,如图.
设直线AC的解析式为y=kx+b,代入点A、C坐标,得:
,
解得: ,
则直线AC解析式为y=- x+ .
令x=0,则y= ,BD=BO-DO=3- = ,
∴S ABC=S CBD+S ABD= BD•2+ BD•3= × = ;
△ △ △
(3)解:由(2)可知:S AOB= < ,
△
∴点P不在三角形ABO内部.
∵点P在第一、三象限角平分线上,
∴设点P(a,a).如图.①当P在第一象限时,
S ABP=S PAO+S PBO-S AOB
△ △ △ △
= OA•y + OB•x - OA•OB
p p
= •3a+ •3a- ×3×3= .
∴a=8,
故P(8,8);
②当P在第三象限时,
S ABP'=S PAO+S PBO+S AOB
' '
△ △ △ △
= •(−3a)+ •(−3a)+ ×3×3= .
∴a=-5,
故P'(-5,-5),
综上,点P坐标为(8,8)或(-5,-5).
【点睛】本题考查了一次函数的应用,正比例函数的性质,点的坐标以及三角形面积等知
识,熟练掌握这些是解题的关键.
例5.(2021春·湖北黄冈·八年级统考期末)已知:如图,直线: 分别交 ,
轴于 、 两点.以线段 为直角边在第一象限内作等腰直角 , ;直
线 经过点 与点 ,且与直线 在 轴下方相交于点 .
(1)请求出直线 的函数关系式;
(2)求出 的面积;(3)在直线 上不同于点 ,是否存在一点 ,使得 与 面积相等,如若存在,
请求出点 的坐标;如若不存在,请说明理由;
(4)在坐标轴上是否存在点 ,使 的面积与四边形 的面积相等?若存在,直
接写出点 的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1) ;(2) ;(3)存在,点 坐标为 ;(4)存在, 坐标
为 或 或 .
【分析】(1)先求得A、B两点坐标,然后过点C作CM⊥x轴于点M,利用AAS可证明
△BOA≌△AMC,确定点C的坐标,再用待定系数法求函数解析式;
(2)联立方程组求得点E的坐标,利用三角形面积公式即可求得面积;
(3)结合两个三角形的面积相等的特点,当两个三角形等高时面积相等,从而求得结果;
(4)易求得四边形ABCD的面积,分点F在x轴或y轴上两种情况,在x轴上又分三种情
况,设点F的坐标,结合三角形和四边形面积相等列方程求解.
【详解】(1)∵直线 分别交 轴, 轴于 , 两点,
令 ,则 ,
∴ .
令 ,则 ,
∴ .
过点 作 轴于点M,
则∠AOB=∠CMA=90°,
∴∠CAM+∠ACM=90°,
∵∠BAC=90°,
∴∠BAO+∠CAM=90°,
∴∠BAO=∠ACM
∵△ABC是等腰直角三角形,且∠BAC=90°
∴AB=AC
在△BOA与△AMC中,
∴ ,
∴ , ,
∴OM=OA+AM=3+4=7,
∴ ,
又∵ ,
设直线 的解析式为 ,则有
解得:
∴直线的 解析式为: .
(2)联立方程组 ,
解得: ,
∴ .
∴ .
(3)存在.
∵ 与 面积相等,且底AD相等,
∴底边AD上的高相等,
∴P点的纵坐标为 ,
∴在 中,令 ,则 ,
∴ ,
∴点 坐标为 .
(4)存在.在Rt△AOB中,由勾股定理得:
,
,
=14.
①当点F在y轴上时,设F点坐标为(0,y) ,如图,
∵ 的面积与四边形 的面积相等,
∴ ,
解得:y=8或y=0,
∴ 坐标为 或 ;
②当点F在x轴上时,设F点坐标为(m,0) ,
若F点在O点左侧,则m<0,如图,
则 ,
∴ ,
解得:m=0(不合题意,舍去)
若点F在线段OM上(包括两个端点),即0 m 7,如图,
则 , ≤ ≤
∴ ,
解得:m=0∴点 坐标为 ;
若点F位于点M的右侧,则m>7,如图,
则 ,
∴ ,
解得:m=6(不合题意),
此时点F不存在;
或 ,
∴ ,
解得:m=56
∴点 坐标为 ;
综上所述,满足条件的点 坐标为 或 或 .
【点睛】本题是一次函数的应用问题,考查了待定系数法求函数解析式,全等三角形的判
定与性质,图形面积的计算,理解一次函数的性质,利用数形结合和分类讨论思想解题是
关键.
课后训练
1.(2023春·四川成都·八年级校考期中)已知一次函数 的图象与 轴、 轴分别
交于 、 两点,点 为 轴负半轴上一点,且 .(1)求直线 的函数表达式;
(2)点 是直线 上的一动点,在 轴上是否存在一点 ,使以 、 、 、
为顶点的四边形是平行四边形?若存在,找出点 的坐标,若不存在,请说明理由;
(3)如图2,点 是直线 上的一动点,连接 ,使得 将四边形 的
面积分成 的两部分,请求出满足条件的点 的坐标.
【答案】(1)
(2) 的坐标为 或
(3) 或
【分析】(1)先求得 的坐标,根据已知条件得出 ,待定系数法求直线解析式,
即可求解;
(2)分两种情况讨论,①当 为边时,②当 为对角线时,分别画出图形,根据平行
四边形的性质,即可求解;
(3)根据题意可得 或 ,进而得出 点的坐标,求得直线 的
解析式,联立 ,即可求解.
【详解】(1)解:∵一次函数 的图象与 轴、 轴分别交于 、 两点,
当 时, ;当 时,
∴ , ,
∴
∵ ,∴
即
设直线 的解析式为 ,
∴
解得:
∴直线解析式为 ;
(2)解:当 为边时,∵
∴ 轴,
∴ 点的横坐标为 ,
将 代入 ,得
∴ ;
当 为对角线时, 的中点为 ,则
∴综上所述, 的坐标为 或 ;
(3)解:如图所示,设 交 轴于点 ,
∵ 将四边形 的面积分成 的两部分,
则 或
∵
∴
则 或
当 时,设直线 的解析式为∴ ,解得:
∴直线 的解析式为
联立 ,解得:
∴
当 时,设直线 的解析式为
∴ ,解得: ,∴直线 的解析式为
联立 ,解得: ,∴
综上所述 或 .
【点睛】本题考查了一次函数与几何图形综合,平行四边形的性质,待定系数法求直线解
析式,求两直线交点坐标,熟练掌握一次函数的性质是解题的关键.
2.(2023秋·山东泰安·七年级统考期末)如图,平面直角坐标系中,直线 经过原点 和
点 ,经过点A的另一条直线交 轴于点 ,交 轴于点, 点坐标为
(1)求直线 的表达式;
(2)求直线 的表达式;
(3)求 的面积;
(4)点 是第三象限在直线 上一点,满足 ,求 点坐标.
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)【分析】(1)根据待定系数法求解即可;
(2)根据待定系数法求解即可;
(3)过点A作 于点 ,通过点A、B的坐标可求 ,即可求解;
(4)设 ,根据 ,求解即可.
【详解】(1)解:设直线 的解析式为: ,其中
点 在直线 上
.
直线 的解析式为 .
(2)解:设直线 的解析式为: .
点 在直线上,代入可得: ,
解得:
直线 的表达式为 .
(3)解:点 在 轴上,设 点坐标 ,
∴ ,解得: ,
∴ 点坐标为 ,
过点A作 于点 ,如图,
;
(4)解:如图,设 ,
∵ ,
∴ ,
由(3)得: ,∴ ,
∵点 是第三象限在直线 上一点,
∴ ,
∴ 点坐标为 ;
【点睛】本题考查了一次函数的应用,涉及到待定系数法求解析式、求面积等,灵活运用
所学知识是关键.
3.(2023春·湖南邵阳·八年级统考期末)如图,过点 的直线 与坐标轴相交于 、
两点,已知点 是第二象限的点,设 的面积为 .
(1)写出 与 之间的函数关系,并写出 的取值范围;
(2)当 的面积为 时,求出点 的坐标;
(3)在(2)的条件下,坐标轴上是否存在点 ,使得 与 、 、 中任意两点形成的三
角形面积也为 ,若存在,请直接写出点 的坐标.
【答案】(1)
(2)
(3)存在, , , , , ,.
【分析】(1)先求出点A坐标,由 可求函数关系式,
(2)将 代入函数解析式可求得点 ;
(3)根据三角形三个顶点不同分类讨论求出点M.
【详解】(1)解:点 在第二象限,则 因为
当 时,x ,则
( )
(2)由(1)可知
当
则
此时:
所以
(3)存在点M满足条件,
I.当M点在y轴时,若 ,即 ,
∴ ,
∴ ,
∴当点M在原点上方时,点M坐标为 ,
∴当点M在原点下方时,点M坐标为 ,
II.当M点在y轴时,若 ,即 ,
∴ ,
∴ ,
∴当点M在原点上方时,点M坐标为 ,
∴当点M在原点下方时,点M坐标为 ;
III.当M点在y轴时,若 ,即 ,,
∴ ,
∴当点M在点B上方时,点M坐标为 ,
∴当点M在点B下方时,点M点M与点O重合,不合题意舍去;;
IV.当M点在x轴时,若 ,即 ,
∴ ,
∴ ,
∴当点M在原点右侧时,点M坐标为 ,
∴当点M在原点左侧时,点M坐标为 ,与点A重合,不合题意舍去;
V.当M点在x轴时,若 ,即 ,
∴ ,
∴ ,
∵点A坐标为 ,
∴当点M在点A左侧时,点M坐标为 ,
∴当点M在点A右侧时,点M与点O重合,不合题意舍去;
综上所述:点M坐标为 , , , ,
, .
【点睛】本题考查了一次函数图象上点的坐标特征、三角形的面积、解一元一次方程,解
题的关键是分类讨论的数学思想.
4.(2022秋·山东济南·八年级校联考期中)如图,在直角坐标系中,已知直线
与x轴相交于点A与y轴交于点B.(1)A点和B点坐标分别为 , ;
(2)点C在x轴上,若 是以 为腰的等腰三角形,求点C的坐标;
(3)点 在x轴上,若点P是直线 上的一个动点,当 时,求点P的坐标.
【答案】(1)
(2)C的坐标是 或 或
(3)点P的坐标为 或
【分析】(1)根据直线 ,令 求出x的值,令 求出y的值,即可得点
A、B的坐标;
(2)根据等腰三角形的性质和两点间的距离公式解答;
(3)分类讨论:点P在x轴的上方和下方,两种情况,利用三角形的面积公式和已知条件,
列出方程,利用方程求得点P的坐标即可.
【详解】(1)对于直线 ,
当 时, .
∴ ,
当 时, ,
∴ ,
∴ .
故答案为: ;
(2)如图,①当 时,点C与点 关于y轴对称,故 符合题意;
②当 时,
∵
∴ ,
∵
∴
综上所述,符合条件的点C的坐标是 或 或 ;
(3)∵
∴
∴
∵
∴ ;
①当点P在x轴下方时,
∴
∵点P在x轴下方,
∴
当 时,代入 得, ,
解得
∴ ;
②当点P在x轴上方时,∴
∵点P在x轴上方,
∴
当 时,代入 得, ,解得
∴
综上所述,满足条件的点P的坐标为 或 .
【点睛】本题主要考查了一次函数与坐标轴的交点,等腰三角形的性质,三角形的面积等
知识,题中运用点的坐标与图形的知识求出相关线段的长度是解题的关键.另外,注意分
类讨论和“数形结合”数学思想的应用.
5.(2023春·海南省直辖县级单位·九年级校考阶段练习)如图,在平面直角坐标系xOy中,
直线y= x+4与x轴、y轴分别交于点A、点B,点D(0,﹣6)在y轴的负半轴上,若
将 DAB沿直线AD折叠,点B恰好落在x轴正半轴上的点C处,直线CD交AB于点E.
△
(1)求点A、B、C的坐标;
(2)求 ADE的面积;
△
(3)y轴上是否存在一点P,使得 = ,若存在,请直接写出点P的坐标;若不存
在,请说明理由.
【答案】(1)点A的坐标为(3,0),点B的坐标为(0,4),点C的坐标为(8,0)
(2)9
(3)y轴上存在一点P(0,﹣3)或(0,﹣9),使得 =
【分析】(1) 直线y= x+4中,分别令x=0、y=0,确定B、A坐标,运用勾股定理计算
AB,根据折叠性质,AC=AB,确定OC的长即可确定点C的坐标.
(2)证明Rt AOD≌Rt AED,根据 计算即可.
△ △(3)设点P的坐标为(0,m),则DP=|m+6|.根据 ,计算m的值即可.
【详解】(1)当x=0时,y= x+4=4,
∴点B的坐标为(0,4);
当y=0时, x+4=0,
解得:x=3,
∴点A的坐标为(3,0).
在Rt AOB中,OA=3,OB=4,
∴AB=△ =5.
由折叠的性质,可知:∠BDA=∠CDA,∠D=∠C,AC=AB=5,
∴OC=OA+AC=8,
∴点C的坐标为(8,0).
(2)∵∠B=∠C,∠OAB=∠EAC,∠B+∠AOB+∠OAB=180°,∠C+∠AEC+∠EAC=
180°,
∴∠AEC=∠AOB=90°=∠AED=∠AOD.
又∵∠BDA=∠CDA,
在Rt AOD和Rt AED中,
△ △
∴Rt AOD≌Rt AED,
△ △
∴ .
(3)存在点P,且坐标为(0,-3)或(0,-9),理由如下:
设点P的坐标为(0,m),则DP=|m+6|.
∵ = ,∴ ,
∴|m+6|=3,
解得:m=﹣3或m=﹣9,
∴y轴上存在点P(0,﹣3)或(0,﹣9),使得 = .
【点睛】本题考查了一次函数与坐标轴的交点,解析式的确定,折叠的性质,一次函数与
几何图形的综合,熟练掌握待定系数法,折叠性质,一次函数与几何图形的综合是解题的
关键.
6.(2022春·湖南岳阳·八年级统考期末)如图,一次函数y=2x+4的图象与x轴、y轴分别
交于点B、A,以AB为边在第一象限内作等腰直角△ABC,且∠ABC=90°,过C作CD⊥x
轴于点D,OB的垂直平分线l交AB于点E,交x轴于点G,连接CE.
(1)求点A、B、C的坐标;
(2)判定四边形EGDC的形状,并说明理由;
(3)点M在直线l上,使得S ABM= S ABC,求点M的坐标.
△ △
【答案】(1)A(0,4),B(2,0),C(6,2);
(2)四边形EGDC是矩形,理由见解析;
(3)M(1,7)或(1,−3).
【分析】(1)令x=0求出y,令y=0求出x,即可得到点A、B的坐标,然后证明
AOB≌△BDC(AAS)即可求出点C的坐标;
△
(2)证明CE=GD=5,CE GD,推出四边形EGDC是平行四边形,再根据∠EGD=90°
即可得出四边形EGDC是矩形;
(3)设M(1,m),求出AB=BC= ,根据S ABM= S ABC构建方程即可解决问
△ △
题.
【详解】(1)解:在一次函数y=−2x+4中,当x=0时,y=4;当y=0时,x=2,
∴A(0,4),B(2,0),
∴OA=4,OB=2,
∵CD⊥BD,∴∠CDB=∠AOB=∠ABC=90°,
∴∠ABO+∠CBD=90°,∠CBD+∠BCD=90°,
∴∠ABO=∠BCD,
∵AB=BC,
∴△AOB≌△BDC(AAS),
∴BD=OA=4,CD=OB=2,
∴OD=6,
∴C(6,2);
(2)四边形EGDC是矩形.
理由:∵EG垂直平分线段OB,
∴OG=GB=1,
当x=1时,y=−2x+4=2,
∴E(1,2),
∵C(6,2),
∴CE=5,
∵G(1,0),D(6,0),
∴GD=5,
∴CE=GD,CE GD,
∴四边形EGDC是平行四边形,
∵∠EGD=90°,
∴四边形EGDC是矩形;
(3)设M(1,m),
∵E(1,2),AB=BC= ,S ABM= S ABC,
△ △
∴ ×|m−2|·2= × × × ,
解得m=7或m=−3,
∴M(1,7)或(1,−3).
【点睛】本题属于一次函数综合题,考查了矩形的判定和性质,一次函数的图象和性质,
全等三角形的判定和性质,勾股定理等知识,解题的关键是熟练掌握基本知识,属于中考
常考题型.
7.(2023春·全国·七年级专题练习)如图,在平面直角坐标系中,已知 , ,
其中 , 满足(1)填空: , ;
(2)如果在第三象限内有一点 ,请用含 的式子表示三角形 的面积
(3)在(2)的条件下,当 时,在 轴上有一点 ,使得三角形 的面积与三角形
的面积相等,请求出点 的坐标.
【答案】(1)-1,3
(2)
(3) 或
【分析】(1)根据绝对值和平方的非负性,即可得出答案;
(2)过点M作MN⊥x轴于点N,MN为M点纵坐标的绝对值,也是三角形 的高,根
据三角形面积公式即可得出答案;
(3)设BM与y轴的交点为Q点,先用待定系数法求出BM的解析式,再求出Q点坐标,
根据P点所在的位置分类讨论,分为P点在Q点下方或P点在Q点上方两种情况,设出P
点坐标,通过 代入,即可求出P点坐标.
【详解】(1)∵ , , ,
∴ 且 ,
∴ , ,
故答案为:-1,3;
(2)过点M作MN⊥x轴于点N,
∵ , ,
∴AB=3-(-1)=4
∵ 位于第三象限
∴∴
故答案为: ;
(3)当 时, ,
设BM与y轴的交点为Q点,BM的解析式为 ,
将 和 代入得:
,解得 ,
∴BM的解析式为 ,
当x=0时, ,
∴ ,
设 ,当P点位于Q点下方时,如图所示,
∴
解得 ,
∴ ;
当P点位于Q点上方时,如图所示,解得 ,
∴ ;
综上所述, 或 .
【点睛】本题考查了一次函数中的几何问题,包括已知点表示三角形面积,以及已知三角
形面积找出点的坐标,分类讨论思想和灵活运用函数知识和几何知识是本题的关键.