人教版八（下）数学培优专题10 坐标平面上的直线（含答案解析）

专题10坐标平面上的直线阅读与思考我们知道，任意一个一次函数的图象都是平面上的一条直线，那么，是不是平面上的任意一条直线都是某个一次函数的图象呢？请读者思考.一次函数、二元一次方程、直线三者有着紧密的联系，我们既可以用函数的方法来处理方程的问题，也可以从方程的观点来讨论函数；既可以用坐标平面上的直线来表示一次函数与二元一次方程，也可以用方程和函数的思想来研究直线的性质，以及直线与直线之间的关系.数形结合是解函数问题的重要思想方法，它包括两方面内容：（1）由数定形即通过函数解析式的系数符号，确定图象的大致位置.（2）由形导数即从给定的函数图象上获得解的信息，如图象的大致位置；确定解析式中系数符号；图象上的点的坐标等.一次函数的图象是一条直线，对于实际问题，由于自变量的取值范围受实际意义的限制，因此，作出的函数图象是常见直线的一部分，相应函数值就有最大值或最小值.一次函数是表示日常生活中匀速变化的两个变量之间关系的数学模型，是最基本的函数，有着广泛的应用价值.运用一次函数解题时应注意：1.一次函数的图象是一条直线.2.函数解析式中的系数符号，确定图象的大致位置及y随x变化的性质.3.确定一次函数解析式，通常需要两个独立的条件.4.一次函数与二元一次方程有着密切的联系，任意一个一次函数都可以看做是一个关于x，y的二元一次方程；反过来，任意一个二元一次方程，当时，可化为形如的函数形式.\n例题与求解【例1】（1）如图，已知A点坐标为，直线与y轴交于点B，连接AB，，则.（苏州市中考试题）（2）一次函数的图象l1关于直线轴对称的图象l2的函数解析式是.（太原市竞赛试题）解题思路：对于（1），先求出相应函数解析式；对于（2），l1与x轴、y轴交点的坐标分别为，，求出A，B两点分别关于直线对称点的坐标，这是解题的关键.【例2】已知，并且，则直线一定通过（）A.第一、二象限B.第二、三象限C.第三、四象限D.第一、四象限（全国初中数学竞赛试题）解题思路：求出p的值，大致画出函数图象位置，从而作出判断.【例3】如图，△AOB为正三角形，点B的坐标为，过点C作直线l交AO于D，交AB于E，且使△ADE和△DCO的面积相等，求直线l的函数解析式.（太原市竞赛试题）解题思路：由得，设法求出E点的坐标.\n【例4】某科技公司在甲地、乙地分别生产了17台、15台同一种型号的检测设备，全部运往大运会赛场A，B两馆，其中运往A馆18台、运往B馆14台.运往A，B两馆的运费如下表：出发地目的地甲地乙地A馆800元/台700元/台B馆500元/台600元/台（1）设甲地运往的设备有x台，请填写下表，并求出总运费y（元）与x（台）的函数关系式；出发地目的地甲地乙地A馆x（台）（台）B馆（台）（台）（2）要使总运费不高于20200元，请你帮助该公司设计调配方案，并写出有哪几种方案；（3）当x为多少时，总运费最小，最小值是多少？（深圳市中考试题）解题思路：将设计方案转化为求不等式组的整数解，为此需求出自变量的取值范围.当一次函数图象与两坐标轴有交点时，就与直角三角形联系在一起.求两交点坐标并能发掘隐含条件是解相关综合题的基础.当自变量受限制时，一次函数图象可能是射线、线段、折线或点.当一次函数自变量取值受限制时，存在最大值与最小值，根据图象求最值直观明了.【例5】已知长方形ABCO，O为坐标原点，B的坐标为，A，C分别在坐标轴上，P是线段BC上的动点，设，已知点D在第一象限且是直线上的一点，若△APD是等腰直角三角形.（1）求点D的坐标；（2）直线向右平移6个单位后，在该直线上是否存在点D，使△APD是等腰直角三角形？若存在，请求出这些点的坐标；若不存在，请说明理由.（浙江省中考试题）\n解题思路：构造全等三角形，注重坐标与线段的转化，并由动点讨论，这是解本题的关键.例5颠覆了传统意义上的动点问题与存在性问题，探索过程是尝试画图，找到可能存在的点，再计算验证.综合了坐标、方程、函数、矩形、特殊三角形、全等三角形等丰富的知识，渗透了分类讨论、数形结合等思想方法.【例6】如图1是甲、乙两个圆柱形水槽的轴截面示意图，乙槽中有一圆柱体铁块立放其中（圆柱形铁块的下底面完全落在乙槽底面上）.现将甲槽中的水匀速注人乙槽，甲、乙两个水槽中水的深度y（厘米）与注水时间x（分钟）之间的关系如图2所示．根据图象提供的信息，解答下列问题：（1）图2中折线ABC表示 槽中水的深度与注水时间之间的关系，线段DE表示槽中水的深度与注水时间之间的关系（以上两空选塡“甲”或“乙”），点B的纵坐标表示的实际意义是；（2）注水多长时间时，甲、乙两个水槽中水的深度相同？（3）若乙槽底面积为36平方厘米（壁厚不计），求乙槽中铁块的体积；（4）若乙槽中铁块的体积为112立方厘米，求甲槽底面积（壁厚不计）．（直接写出结果）（扬州市中考试题）解题思路：观察乙槽的特征可知，水面上升速度应是先快后慢，图象的“转折点”即对应容器的“水面刚好漫过铁块”这个时刻，由此确定，图象与器具的对应关系.对于（3）、（4），根据注水时间与注水速度求解，而解题的关键是挖掘出隐含信息.例6是图象信息题.函数图象以直观、形象的特征融合了显性与隐性的信息，解题的关键是获取数据、数量关系信息，并能整合信息，还原到问题的情境之中.\n能力训练A级1.已知，且，则关于自变量x的一次函数的图象一定经过第象限.（湖北省黄冈市竞赛试题）2.某地长途汽车客运公司规定旅客可随身携带一定重量的行李，如果超过规定，则需要购买行李票，其图象如图所示，旅客最多可免费携带行李千克.（南京市中考试题）3.如图，一次函数的图象经过A，B两点，则△AOC的面积为.（第2题）（第3题）（第4题）4.如图，直线与两坐标轴分别交于A，B两点，直线BC与直线AB垂直，垂足为B，则直线BC所对应的函数解析式为.5.某市为了鼓励节约用水，按以下规定收取水费：（1）每户每月用水量不超过20m3，则每立方米水费1.2元；（2）每户每月用水量超过20m3，则超过的部分每立方米水费2元.设某户一个月所交水费为y（元），用水量为x（m3），则y与x的函数关系用图象表示为（）ABCD\n（荆州市中考试题）6.下列图象中，不可能是关于x的一次函数的图象是（）（北京市中考试题）7.如图，点A，B，C在一次函数的图象上，它们的横坐标依次为、1、2，分别过这些点作x轴与y轴的垂线，则图中阴影部分的面积之和是（）A.1B.3C.D.（宁波市中考试题）8.点，是坐标平面上两定点，C是的图象上的动点，则满足上述条件的直角△ABC可以画出（）A.1个B.2个C.3个D.4个（北京市竞赛试题）9.随着我国人口增长速度的减慢，小学入学儿童数量有所减少，下表中的数据近似地呈现了某地区入学儿童人数的变化趋势.试用你学过的函数知识解决下列问题：x（年）200020012002…入学儿童人数y（人）252023302140…（1）求入学儿童人数y（人）与年份x（年）的函数关系式；\n（2）利用所求函数关系式，预测该地区从哪一年起入学儿童的人数不超过1000人.（沈阳市中考试题）10.已知直线和，若它们的交点在第四象限.（1）求k的取值范围；（2）若k为非整数，点A的坐标为，点P在直线上，求使△PAO为等腰三角形的点P的坐标.（大连市中考试题）11.如图，已知直线与x轴，y轴分别交于点A和点B，另一直线经过点，且把△AOB分成两部分.（1）若△AOB被分成的两部分面积相等，求k和b的值；（2）若△AOB被分成的两部分的面积比为，求k和b的值.（厦门市中考试题）\n12.某车站客流量大，旅客往往需长时间排队等候购票.经调查统计发现，每天开始售票时，约有300名旅客排队等候购票，同时有新的旅客不断进入售票厅排队等候购票，新增购票人数y（人）与售票时间x（分）的函数关系如图1所示；每个售票窗口票数y（人）与售票时间x（分）的函数关系如图2所示.某天售票厅排队等候购票的人数y（人）与售票时间x（分）的函数关系如图3所示.已知售票的前a分钟开放了两个售票窗口，求：图1图2图3（1）a的值；（2）售票到第60分钟时，售票厅排队等候购票的旅客人数；（3）该车站在学习实践科学发展观的活动中，本着“以人为本，方便旅客”的宗旨，决定增设售票窗口.若要在开始售票后半小时内让所有排队购票的旅客都能购到票，以便后来到站的旅客能随到随购，请你帮助计算，至少需同时开放几个售票窗口？（咸宁市中考试题）13.2011年4月28日，以“天人长安，创意自然——城市与自然和谐共生”为主题的世界园艺博览会在西安隆重开园.这次园艺会的门票分为个人票、团体票两大类，其中个人票设置有三种：票的种类夜票（A）平日普通票（B）指定日普通票（C）单价（元/张）60100150某社区居委会为奖励“和谐家庭”，欲购买个人票100张，其中B种票的张数是A种票张数的3倍还多8张，设需购A种票张数为x，C种票张数为y.（1）写出y与x之间的函数关系式；（2）设购票总费用为w元，求出w（元）与x（张）之间的函数关系式；\n（3）若每种票至少购买1张，其中购买A种票不少于20张，则有几种购票方案？并求出购票总费用最少时，购买A，B，C三种票的张数.（陕西省中考试题）B级1.如图，在直角坐标系中，直角梯形OABC的顶点，，P为线段OC上一点，若过B，P两点的直线为，过A，P两点的直线为，且BP⊥AP，则.（绍兴市竞赛试题）2.设直线（k是自然数）与两坐标轴围成的图形的面积为S1，S2，…，S2000，则.（湖北省选拔赛试题）（第1题）（第3题）（第4题）3.如图，直线与x轴，y轴分别交于A、B两点，把△AOB沿AB翻折，点O落在C处，则点C的坐标是.（黄冈市竞赛试题）4.如图，在直角坐标系中，矩形OABC的顶点B的坐标为，直线恰好将矩形OABC分成面积相等的两部分，那么.（全国初中数学竞赛试题）5.在直角坐标系中，有两点和，M是x轴上任意点，则的长度的最小值是（）A.B.4C.D.36.某航空公司规定，旅客乘机所携带行李的质量x（kg）与其运费y（元）由如图所示的一次函数图象确定，那么旅客可携带的免费行李的最大质量为（）\nA.20kgB.25kgC.28kgD.30kg（成都市中考试题）7.一个一次函数的图象与直线平行，与x轴、y轴的交点分别为A、B，并且过点，则在线段AB上（包括端点A、B），横、纵坐标都是整数的点有（）A.4个B.5个C.6个D.7个（全国初中数学竞赛试题）8.设，将一次函数与的图象画在同一平面直角坐标系内，则有一组a，b的取值，使得下列4幅图中正确的是（）ABCD（全国初中数学联赛试题）9.求证：不论k为何值，一次函数的图象恒过一定点.（江苏省竞赛试题）10.已知四条直线，，和所围成的四边形面积是12，求m的值.（“祖冲之杯”邀请赛试题）11.在直角坐标系xOy中，一次函数的图象与x轴、y轴的正半轴分别交于点\nA，B，且使得.（1）用b表示k；（2）求△AOB面积的最小值.（浙江省竞赛试题）12.如图，一次函数的图象与x轴，y轴分别交于点A，B，以线段AB为直角边在第一象限内作Rt△ABC，且使∠ABC=30°.（1）求△ABC的面积；（2）如果在第二象限内有一点，试用含m的代数式表示四边形AOPB的面积，并求出当△ABP与△ABC的面积相等时m的值；（3）是否存在使△QAB为等腰三角形并且在坐标轴上的点Q？若存在，写出点Q所有可能的坐标；若不存在，请说明理由.（“希望杯”邀请赛试题）\n专题10坐标平面上的直线例1（1）提示：(2)两对称点的坐标分别为.这两点的直线解析式为.例2B例3由=得，=，而=，设点E坐标为，则=,,又直线AB的解析式为,而E在AB上，得，由E,C两点可得直线，l的解析式为.例4(1)如下表所示:出发地目的地甲地乙地A馆（台）（台）B馆（台）（台）依题意得：y＝800x＋700（18－x）＋500（17一x）＋600(x－3)，即y＝200x＋19300(3≤x≤17).(2)要使运费不高于20200元，则200x＋19300≤20200，解得x≤4.5，∵3≤x≤17，且x只能取正整数，∴x＝3或4．∴该公司的调配方案共有2种．(3)当x＝3时，总运费最小为19900元．例5(1)如图a，作DE⊥y轴于E点，PF⊥y轴于F，则△ADE≌△PAD，AE＝PF＝8，OE＝14.由14＝2x＋6得x＝4．∴D点坐标为(4，14).(2)直线y＝2x＋6向右平移6个单位后的解析式为y＝2x－6．如图b，当∠ADP＝90°，AD＝PD，易得D点坐标为(4，2)．如图c，当∠APD＝90°，AP＝PD时，设P点坐标为(8，m)，则D点坐标为（14一m，m＋8），由m＋8＝2(14－m)一6，得m＝，∴D点坐标为（，）．\n如图d，当∠ADP＝90°，AD＝DP时，同理可求得D点坐标为（，）．综上，符合条件的D点存在，坐标分别为(4，2)，（，），（，）．例6(1)乙；甲；铁块的高度为14cm.(2)直线DE，AB的解析式分别为y＝一2x＋12，y＝3x十2，由，得.即注水2分钟时，甲、乙两水槽中水的深度相同．(3)设乙槽底面积与铁块底面积之差为S，则(14－2)S＝2×36×(19－14)，解得S＝30.∴铁块底面积为36－30＝6(平方厘米).∴铁块体积为6×14＝84（立方厘米）.(4)∵铁块体积为112立方厘米，∴铁块底面积为112÷14＝8（平方厘米）．设甲槽底面积为S平方厘米，则注水速度为＝2S（立方厘米／分）．由题意得一=8.解得S=60．∴甲槽底面积为60平方厘米．A级1．一、二；2.30；3.4；4．y＝－2x－8；5．C6．C7．B提示：阴影部分为三个直角三角形，与x轴平行的边长都为1，高都为2.8．D9．(1)y＝－190x＋382520提示：描点发现这些点近似在一条直线上；(2)从2008年起入学儿童的人数不超过1000人．10．(1)一4＜k＜1；(2)点P的坐标为（1，一），（2，一2），（，一）．提示：直线y＝一一3，分类讨论.11．(1)k＝－2，b＝2\n(2)k＝一，b＝或k＝2,b＝－2．12.(1)a＝30；(2)第30～78分钟时，售票厅排队等候购票的人数y与售票时间x的函数关系式为y＝－5x＋390，当x＝60时，y＝90.(3)设至少同时开放n个售票窗口，由300＋30×4≤30×3×n得n≥，即至少同时开放5个售票窗口．13.(1)y＝－4x＋92;(2)w＝－240x＋14600(3)共有3种购票方案，当A种票购买22张时，购票的总费用最少．B级1．一或提示：P(0，1)或(0，6)2．3．(8，4)4．5．C6．A7．B8．B9．证明略10．四条直线围成的四边形为直角梯形．(1)当m＞0，交点坐标分别为（，一1），（，3），由S＝[(一1)＋(一1)]×4＝12，得m＝1;(2)当m＜0，交点坐标分别为（，一1），（，3），由S＝[(1一)＋(1一)]×4＝12，得m＝一2．11．(1)易得A（，0），B(0，b＋2).＞0．b＋2＞0，∴k＜0．S△OAB＝|OA|＋|OB|＋3＝|OA|•|OB|,即，.\n（2）由（1）可知∴△OAB面积的最小值为.12.（1）（2）==由=可以求出（3）这样的点存在，一共有6个.①以AB为底的等腰三角形，Q（-1,0）或Q（0，）②以AB为腰的等腰三角形，Q（0，），Q（0，），Q（0，）或Q（3,0）