【高频考点】中考二轮复习学案:2.2 一次函数问题(学生版+解析版)

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【高频考点】中考二轮复习学案:2.2 一次函数问题(学生版+解析版)

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备考2024中考二轮数学《高频考点冲刺》(全国通用)
专题8 一次函数问题
考点扫描☆聚焦中考
一次函数问题主要以解答题的形式考查,少数题目以填空题或选择题的形式考查,属于中档题;主要涉及一次函数的概念、性质及图象,一次函数与一次方程(不等式)的关系,一次函数的实际应用及一次函数的综合问题等;考查的热点主要涉及一次函数的性质与图象及其与其他方程或不等式的实际问题的综合应用。
考点剖析☆典型例题
例1 (2023 益阳)关于一次函数y=x+1,下列说法正确的是(  )
A.图象经过第一、三、四象限 B.图象与y轴交于点(0,1)
C.函数值y随自变量x的增大而减小 D.当x>﹣1时,y<0
例2(2023 盘锦)关于x的一次函数y=(2a+1)x+a﹣2,若y随x的增大而增大,且图象与y轴的交点在原点下方,则实数a的取值范围是   .
例3(2022 益阳)如图,直线y=x+1与x轴交于点A,点A关于y轴的对称点为A′,经过点A′和y轴上的点B(0,2)的直线设为y=kx+b.
(1)求点A′的坐标;
(2)确定直线A′B对应的函数表达式.
例4(2023 无锡)将函数y=2x+1的图象向下平移2个单位长度,所得图象对应的函数表达式是(  )
A.y=2x﹣1 B.y=2x+3 C.y=4x﹣3 D.y=4x+5
例5(2022 杭州)已知一次函数y=3x﹣1与y=kx(k是常数,k≠0)的图象的交点坐标是(1,2),则方程组的解是   .
例6(2023 随州)甲、乙两车沿同一路线从A城出发前往B城,在整个行程中,汽车离开A城的距离y与时刻t的对应关系如图所示,关于下列结论:①A,B两城相距300km;②甲车的平均速度是60km/h,乙车的平均速度是100km/h;③乙车先出发,先到达B城;④甲车在9:30追上乙车.正确的有(  )
A.①② B.①③ C.②④ D.①④
例7(2023 沈阳)如图,在平面直角坐标系中,一次函数y=kx+b的图象交x轴于点A(8,0),交y轴于点B.直线y=x﹣与y轴交于点D,与直线AB交于点C(6,a).点M是线段BC上的一个动点(点M不与点C重合),过点M作x轴的垂线交直线CD于点N.设点M的横坐标为m.
(1)求a的值和直线AB的函数表达式;
(2)以线段MN,MC为邻边作 MNQC,直线QC与x轴交于点E.
①当0≤m<时,设线段EQ的长度为l,求l与m之间的关系式;
②连接OQ,AQ,当△AOQ的面积为3时,请直接写出m的值.
考点过关☆专项突破
类型一 一次函数的图象与性质
1.(2023 新疆)一次函数y=x+1的图象不经过(  )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
2.(2023 陕西)在同一平面直角坐标系中,函数y=ax和y=x+a(a为常数,a<0)的图象可能是(  )
A.B.C.D.
3.(2023 巴中)一次函数y=(k﹣3)x+2的函数值y随x增大而减小,则k的取值范围是(  )
A.k>0 B.k<0 C.k>3 D.k<3
4.(2023 临沂)对于某个一次函数y=kx+b(k≠0),根据两位同学的对话得出的结论,错误的是(  )
A.k>0 B.kb<0 C.k+b>0 D.k=﹣b
5.(2023 兰州)一次函数y=kx﹣1的函数值y随x的增大而减小,当x=2时,y的值可以是(  )
A.2 B.1 C.﹣1 D.﹣2
6.(2023 杭州)在“探索一次函数y=kx+b的系数k,b与图象的关系”活动中,老师给出了直角坐标系中的三个点:A(0,2),B(2,3),C(3,1).同学们画出了经过这三个点中每两个点的一次函数的图象,并得到对应的函数表达式y1=k1x+b1,y2=k2x+b2,y3=k3x+b3.分别计算k1+b1,k2+b2,k3+b3的值,其中最大的值等于   .
7.(2023 荆州)如图,直线y=﹣x+3分别与x轴,y轴交于点A,B,将△OAB绕着点A顺时针旋转90°得到△CAD,则点B的对应点D的坐标是(  )
A.(2,5) B.(3,5) C.(5,2) D.(,2)
类型二 待定系数法求一次函数解析式
1.(2023 鄂州)象棋起源于中国,中国象棋文化历史悠久.如图所示是某次对弈的残图,如果建立平面直角坐标系,使棋子“帅”位于点(﹣2,﹣1)的位置,则在同一坐标系下,经过棋子“帅”和“马”所在的点的一次函数解析式为(  )
A.y=x+1 B.y=x﹣1 C.y=2x+1 D.y=2x﹣1
2.(2023 温州)如图,在直角坐标系中,点A(2,m)在直线y=2x﹣上,过点A的直线交y轴于点B(0,3).
(1)求m的值和直线AB的函数表达式;
(2)若点P(t,y1)在线段AB上,点Q(t﹣1,y2)在直线y=2x﹣上,求y1﹣y2的最大值.
3.(2023 北京)在平面直角坐标系xOy中,函数y=kx+b(k≠0)的图象经过点A(0,1)和B(1,2),与过点(0,4)且平行于x轴的直线交于点C.
(1)求该函数的解析式及点C的坐标;
(2)当x<3时,对于x的每一个值,函数y=x+n的值大于函数y=kx+b(k≠0)的值且小于4,直接写出n的值.
4.(2023 绍兴)一条笔直的路上依次有M,P,N三地,其中M,N两地相距1000米.甲、乙两机器人分别从M,N两地同时出发,去目的地N,M,匀速而行.图中OA,BC分别表示甲、乙机器人离M地的距离y(米)与行走时间x(分钟)的函数关系图象.
(1)求OA所在直线的表达式;
(2)出发后甲机器人行走多少时间,与乙机器人相遇?
(3)甲机器人到P地后,再经过1分钟乙机器人也到P地,求P,M两地间的距离.
类型三 一次函数图象与几何变换
1.(2023 娄底)将直线y=2x+1向右平移2个单位后所得图象对应的函数表达式为(  )
A.y=2x+5 B.y=2x+3 C.y=2x﹣2 D.y=2x﹣3
2.(2023 陕西)在平面直角坐标系中,直线y=﹣x+m(m为常数)与x轴交于点A,将该直线沿x轴向左平移6个单位长度后,与x轴交于点A′.若点A′与A关于原点O对称,则m的值为(  )
A.﹣3 B.3 C.﹣6 D.6
3.(2023 雅安)在平面直角坐标系中,将函数y=x的图象绕坐标原点逆时针旋转90°,再向上平移1个单位长度,所得直线的函数表达式为(  )
A.y=﹣x+1 B.y=x+1 C.y=﹣x﹣1 D.y=x﹣1
4.(2023 内蒙古)在平面直角坐标系中,将正比例函数y=﹣2x的图象向右平移3个单位长度得到一次函数y=kx+b(k≠0)的图象,则该一次函数的解析式为(  )
A.y=﹣2x+3 B.y=﹣2x+6 C.y=﹣2x﹣3 D.y=﹣2x﹣6
5.(2023 天津)若直线y=x向上平移3个单位长度后经过点(2,m),则m的值为   .
类型四 一次函数与方程(组)、不等式 (组)
1.(2021 辽宁)如图,直线y=2x与y=kx+b相交于点P(m,2),则关于x的方程kx+b=2的解是(  )
A.x= B.x=1 C.x=2 D.x=4
2.(2022 梧州)如图,在平面直角坐标系中,直线y=2x+b与直线y=﹣3x+6相交于点A,则关于x,y的二元一次方程组的解是(  )
A. B. C. D.
3.(2021 娄底)如图,直线y=x+b和y=kx+4与x轴分别相交于点A(﹣4,0),点B(2,0),则解集为(  )
A.﹣4<x<2 B.x<﹣4 C.x>2 D.x<﹣4或x>2
4.(2023 德州)已知直线y=3x+a与直线y=﹣2x+b交于点P,若点P的横坐标为﹣5,则关于x的不等式3x+a<﹣2x+b的解集为(  )
A.x<﹣5 B.x<3 C.x>﹣2 D.x>﹣5
5.(2023 宁夏)在同一平面直角坐标系中,一次函数y1=ax+b(a≠0)与y2=mx+n(m≠0)的图象如图所示,则下列结论错误的是(  )
A.y1随x的增大而增大 B.b<n C.当x<2时,y1>y2
D.关于x,y的方程组的解为
类型五 一次函数的应用
1.(2023 山西)一种弹簧秤最大能称不超过10kg的物体,不挂物体时弹簧的长为12cm,每挂重1kg物体,弹簧伸长0.5cm,在弹性限度内,挂重后弹簧的长度y(cm)与所挂物体的质量x(kg)之间的函数关系式为(  )
A.y=12﹣0.5x B.y=12+0.5x C.y=10+0.5x D.y=0.5x
2.(2023 朝阳)甲乙两人骑自行车分别从A,B两地同时出发相向而行,甲匀速骑行到B地,乙匀速骑行到A地,甲的速度大于乙的速度,两人分别到达目的地后停止骑行.两人之间的距离y(米)和骑行的时间x(秒)之间的函数关系图象如图所示,现给出下列结论:①a=450;②b=150;③甲的速度为10米/秒;④当甲、乙相距50米时,甲出发了55秒或65秒.其中正确的结论有(  )
A.①② B.①③ C.②④ D.③④
3.(2023 济南)学校提倡“低碳环保,绿色出行”,小明和小亮分别选择步行和骑自行车上学,两人各自从家同时同向出发,沿同一条路匀速前进.如图所示,l1和l2分别表示两人到小亮家的距离s(km)和时间t(h)的关系,则出发   h后两人相遇.
4.(2023 东营)如图,一束光线从点A(﹣2,5)出发,经过y轴上的点B(0,1)反射后经过点C(m,n),则2m﹣n的值是   .
5.(2023 扬州)近年来,市民交通安全意识逐步增强,头盔需求量增大.某商店购进甲、乙两种头盔,已知购买甲种头盔20只,乙种头盔30只,共花费2920元,甲种头盔的单价比乙种头盔的单价高11元.
(1)甲、乙两种头盔的单价各是多少元?
(2)商店决定再次购进甲、乙两种头盔共40只,正好赶上厂家进行促销活动,促销方式如下:甲种头盔按单价的八折出售,乙种头盔每只降价6元出售.如果此次购买甲种头盔的数量不低于乙种头盔数量的一半,那么应购买多少只甲种头盔,使此次购买头盔的总费用最小?最小费用是多少元?
6.(2023 金华)兄妹俩放学后沿图1中的马路从学校出发,到书吧看书后回家,哥哥步行先出发,途中速度保持不变:妹妹骑车,到书吧前的速度为200米/分,图2中的图象分别表示两人离学校的路程s(米)与哥哥离开学校的时间t(分)的函数关系.
(1)求哥哥步行的速度.
(2)已知妹妹比哥哥迟2分钟到书吧.
①求图中a的值;
②妹妹在书吧待了10分钟后回家,速度是哥哥的1.6倍,能否在哥哥到家前追上哥哥?若能,求追上时兄妹俩离家还有多远;若不能,说明理由.
类型六 一次函数的综合问题
1.(2022 河北)如图,平面直角坐标系中,线段AB的端点为A(﹣8,19),B(6,5).
(1)求AB所在直线的解析式;
(2)某同学设计了一个动画:
在函数y=mx+n(m≠0,y≥0)中,分别输入m和n的值,使得到射线CD,其中C(c,0).当c=2时,会从C处弹出一个光点P,并沿CD飞行;当c≠2时,只发出射线而无光点弹出.
①若有光点P弹出,试推算m,n应满足的数量关系;
②当有光点P弹出,并击中线段AB上的整点(横、纵坐标都是整数)时,线段AB就会发光.求此时整数m的个数.
2.(2022 泰州)定义:对于一次函数y1=ax+b、y2=cx+d,我们称函数y=m(ax+b)+n(cx+d)(ma+nc≠0)为函数y1、y2的“组合函数”.
(1)若m=3,n=1,试判断函数y=5x+2是否为函数y1=x+1、y2=2x﹣1的“组合函数”,并说明理由;
(2)设函数y1=x﹣p﹣2与y2=﹣x+3p的图象相交于点P.
①若m+n>1,点P在函数y1、y2的“组合函数”图象的上方,求p的取值范围;
②若p≠1,函数y1、y2的“组合函数”图象经过点P.是否存在大小确定的m值,对于不等于1的任意实数p,都有“组合函数”图象与x轴交点Q的位置不变?若存在,请求出m的值及此时点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
3.(2023 兰州)在平面直角坐标系中,给出如下定义:P为图形M上任意一点,如果点P到直线EF的距离等于图形M上任意两点距离的最大值时,那么点P称为直线EF的“伴随点”.例如:如图1,已知点A(1,2),B(3,2),P(2,2)在线段AB上,则点P是直线EF:x轴的“伴随点”.
(1)如图2,已知点A(1,0),B(3,0),P是线段AB上一点,直线EF过G(﹣1,0),T(0,)两点,当点P是直线EF的“伴随点”时,求点P的坐标;
(2)如图3,x轴上方有一等边三角形ABC,BC⊥y轴,顶点A在y轴上且在BC上方,OC=,点P是△ABC上一点,且点P是直线EF:x轴的“伴随点”,当点P到x轴的距离最小时,求等边三角形ABC的边长;
(3)如图4,以A(1,0),B(2,0),C(2,1)为顶点的正方形ABCD上始终存在点P,使得点P是直线EF:y=﹣x+b的“伴随点”,请直接写出b的取值范围.
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备考2024中考二轮数学《高频考点冲刺》(全国通用)
专题8 一次函数问题
考点扫描☆聚焦中考
一次函数问题主要以解答题的形式考查,少数题目以填空题或选择题的形式考查,属于中档题;主要涉及一次函数的概念、性质及图象,一次函数与一次方程(不等式)的关系,一次函数的实际应用及一次函数的综合问题等;考查的热点主要涉及一次函数的性质与图象及其与其他方程或不等式的实际问题的综合应用。
考点剖析☆典型例题
例1 (2023 益阳)关于一次函数y=x+1,下列说法正确的是(  )
A.图象经过第一、三、四象限 B.图象与y轴交于点(0,1)
C.函数值y随自变量x的增大而减小 D.当x>﹣1时,y<0
【答案】B
【点拨】根据一次函数的性质逐个进行分析判断即可做出选择.
【解析】解:∵一次函数y=x+1中,k>0,b>0,
∴图象经过第一、二、三象限,
故A不正确;
当x=0时,y=1,
∴图象与y轴交于点(0,1),
故B正确;
∵一次函数y=x+1中,k>0,
∴函数值y随自变量x的增大而增大,
故C不正确;
∵当x=﹣1时,y=0,函数值y随自变量x的增大而增大,
∴当x>﹣1时,y>0,
故D不正确;
故选:B.
【点睛】本题主要考查一次函数的性质,熟练掌握一次函数的性质是解决问题的关键.
例2(2023 盘锦)关于x的一次函数y=(2a+1)x+a﹣2,若y随x的增大而增大,且图象与y轴的交点在原点下方,则实数a的取值范围是  ﹣<a<2 .
【答案】﹣<a<2.
【点拨】y随x的增大而增大,说明x的系数大于0;图象与y轴的交点在x的下方,说明常数项小于0,据此作答.
【解析】解:根据题意得,
解得:﹣<a<2.
故答案为:﹣<a<2.
【点睛】本题考查了一次函数图象与系数的关系:一次函数y=kx+b(k、b为常数,k≠0)是一条直线,当k>0,图象经过第一、三象限,y随x的增大而增大;当k<0,图象经过第二、四象限,y随x的增大而减小;图象与y轴的交点坐标为(0,b).
例3(2022 益阳)如图,直线y=x+1与x轴交于点A,点A关于y轴的对称点为A′,经过点A′和y轴上的点B(0,2)的直线设为y=kx+b.
(1)求点A′的坐标;
(2)确定直线A′B对应的函数表达式.
【答案】(1)A′(﹣2,0);(2)y=﹣x+2.
【点拨】(1)利用直线解析式求得点A坐标,利用关于y轴的对称点的坐标的特征解答即可;
(2)利用待定系数法解答即可.
【解析】解:(1)令y=0,则x+1=0,
∴x=﹣2,
∴A(﹣2,0).
∵点A关于y轴的对称点为A′,
∴A′(2,0).
(2)设直线A′B的函数表达式为y=kx+b,
∴,
解得:,
∴直线A′B对应的函数表达式为y=﹣x+2.
【点睛】本题主要考查了一次函数图象的性质,一次函数图象上点的坐标的特征,待定系数法确定函数的解析式,关于y轴的对称点的坐标的特征,利用待定系数法解得是解题的关键.
例4(2023 无锡)将函数y=2x+1的图象向下平移2个单位长度,所得图象对应的函数表达式是(  )
A.y=2x﹣1 B.y=2x+3 C.y=4x﹣3 D.y=4x+5
【答案】A
【点拨】根据“上加下减”的平移规律解答即可.
【解析】解:将函数y=2x+1的图象向下平移2个单位长度,所得函数图象的表达式是y=2x+1﹣2=2x﹣1,
故选:A.
【点睛】此题主要考查了一次函数图象与几何变换,求直线平移后的解析式时要注意平移时k的值不变,只有b发生变化.解析式变化的规律是:左加右减,上加下减.
例5(2022 杭州)已知一次函数y=3x﹣1与y=kx(k是常数,k≠0)的图象的交点坐标是(1,2),则方程组的解是   .
【答案】.
【点拨】根据一次函数的交点坐标即可确定以两个一次函数解析式组成的二元一次方程组的解.
【解析】解:∵一次函数y=3x﹣1与y=kx(k是常数,k≠0)的图象的交点坐标是(1,2),
∴联立y=3x﹣1与y=kx的方程组的解为:,
故答案为:.
【点睛】本题考查了一次函数与二元一次方程组,熟练掌握一次函数的交点坐标与二元一次方程组的解的关系是解题的关键.
例6(2023 随州)甲、乙两车沿同一路线从A城出发前往B城,在整个行程中,汽车离开A城的距离y与时刻t的对应关系如图所示,关于下列结论:①A,B两城相距300km;②甲车的平均速度是60km/h,乙车的平均速度是100km/h;③乙车先出发,先到达B城;④甲车在9:30追上乙车.正确的有(  )
A.①② B.①③ C.②④ D.①④
【答案】D
【点拨】根据图象可判断①和③选项,根据“路程÷时间=速度”可求出甲和乙的速度,即可判断②选项,设甲车出发后x小时,追上乙车,根据甲车追上乙车时,两车的路程相等列方程,求出x的值,进一步判断即可.
【解析】解:由图象可知,A,B两城相距300km,乙车先出发,甲车先到达B城,
故①符合题意,③不符合题意;
甲车的平均速度是300÷3=100(千米/小时),
乙车的平均速度是300÷5=60(千米/小时),
故②不符合题意;
设甲车出发后x小时,追上乙车,
100x=60(x+1),
解得x=1.5,
∴甲车出发1.5小时追上乙车,
∵甲车8:00出发,
∴甲车在9:30追上乙车,
故④符合题意,
综上所述,正确的有①④,
故选:D.
【点睛】本题考查了一次函数的应用,理解图象上各点的实际含义是解题的关键.
例7(2023 沈阳)如图,在平面直角坐标系中,一次函数y=kx+b的图象交x轴于点A(8,0),交y轴于点B.直线y=x﹣与y轴交于点D,与直线AB交于点C(6,a).点M是线段BC上的一个动点(点M不与点C重合),过点M作x轴的垂线交直线CD于点N.设点M的横坐标为m.
(1)求a的值和直线AB的函数表达式;
(2)以线段MN,MC为邻边作 MNQC,直线QC与x轴交于点E.
①当0≤m<时,设线段EQ的长度为l,求l与m之间的关系式;
②连接OQ,AQ,当△AOQ的面积为3时,请直接写出m的值.
【答案】(1)a的值为,直线AB解析式为y=﹣x+6;
(2)①l=6﹣;
②或.
【点拨】(1)根据直线y=x﹣的解析式求出C点的坐标,用待定系数法求出直线AB的解析式即可;
(2)①用含m的代数式表示出MN,再根据MN=CQ得出结论即可;
②根据面积得出l的值,然后根据①的关系式得出m的值即可.
【解析】解:(1)∵点C(6,a)在直线y=x﹣上,
∴a==,
∵一次函数y=kx+b的图象过点A(8,0)和点C(6,),
∴,
解得,
∴直线AB的解析式为y=﹣x+6;
(2)①∵M点在直线y=﹣x+6上,且M的横坐标为m,
∴M的纵坐标为:﹣m+6,
∵N点在直线y=x﹣上,且N点的横坐标为m,
∴N点的纵坐标为:m﹣,
∴|MN|=﹣m+6﹣m+=﹣,
∵点C(6,),线段EQ的长度为l,
∴|CQ|=l+,
∵|MN|=|CQ|,
∴﹣=l+,
即l=(0≤m<);
②∵△AOQ的面积为3,
∴OA EQ=3,
即,
解得EQ=,
由①知,EQ=6﹣,
∴|6﹣|=,
解得m=或,
即m的值为或.
【点睛】本题主要考查一次函数的知识,熟练掌握一次函数的图象和性质,待定系数法求解析式等知识是解题的关键.
考点过关☆专项突破
类型一 一次函数的图象与性质
1.(2023 新疆)一次函数y=x+1的图象不经过(  )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
【答案】D
【点拨】利用一次函数的图象即可判断.
【解析】解:在一次函数y=x+1中,k=1>0,b=1>0,
∴一次函数y=x+1经过第一、二、三象限,不经过第四象限.
故选:D.
【点睛】本题考查了一次函数的图象,熟练掌握一次函数的性质与系数的关系是解题的关键.
2.(2023 陕西)在同一平面直角坐标系中,函数y=ax和y=x+a(a为常数,a<0)的图象可能是(  )
A.B.C.D.
【答案】D
【点拨】根据正比例函数和一次函数的性质,可以得到函数y=ax和y=x+a的图象经过哪几个象限,本题得以解决.
【解析】解:∵a<0,
∴函数y=ax是经过原点的直线,经过第二、四象限,
函数y=x+a是经过第一、三、四象限的直线,
故选:D.
【点睛】本题考查正比例函数的图象、一次函数的图象,解答本题的关键是明确题意,利用正比例函数和一次函数的性质解答.
3.(2023 巴中)一次函数y=(k﹣3)x+2的函数值y随x增大而减小,则k的取值范围是(  )
A.k>0 B.k<0 C.k>3 D.k<3
【答案】D
【点拨】根据一次函数y=(k﹣3)x+2的函数值y随x增大而减小得到k﹣3<0,从而求出k的取值范围.
【解析】解:∵一次函数y=(k﹣3)x+2的函数值y随x增大而减小,
∴k﹣3<0,
∴k<3,
故选:D.
【点睛】本题主要考查了一次函数图象的性质,熟知:对于一次函数y=kx+b(k,b为常数,k≠0),当k>0,y随x增大而增大;当k<0时,y随x增大而减小.
4.(2023 临沂)对于某个一次函数y=kx+b(k≠0),根据两位同学的对话得出的结论,错误的是(  )
A.k>0 B.kb<0 C.k+b>0 D.k=﹣b
【答案】C
【点拨】根据一次函数的性质以及一次函数图象上点的坐标特征判断即可.
【解析】解:∵一次函数y=kx+b(k≠0)的图象不经过第二象限,
∴b≤0,
又∵函数图象经过点(2,0),
∴图象经过第一、三、四象限,
∴k>0,k=﹣b,
∴kb<0,
∴k+b=b<0,
∴错误的是k+b>0.
故选:C.
【点睛】本题考查一次函数的图象及性质;熟练掌握一次函数解析式y=kx+b中,k与b对函数图象的影响是解题的关键.
5.(2023 兰州)一次函数y=kx﹣1的函数值y随x的增大而减小,当x=2时,y的值可以是(  )
A.2 B.1 C.﹣1 D.﹣2
【答案】D
【点拨】根据一次函数的性质,y随x的增大而减小k<0,分别计算各选项中y和x值下的k值,看哪个是负数,哪个就符合题意.
【解析】解:∵一次函数y=kx﹣1中,y随x的增大而减小,
∴k<0,
A、当x=2,y=2时,k=,不符合题意;
B、当x=2,y=1时,k=1,不符合题意;
C、当x=2,y=﹣1时,k=0,不符合题意;
D、当x=2,y=﹣2时,k=﹣,符合题意;
故选:D.
【点睛】本题考查了一次函数的性质,开放型题目,所写函数解析式必须满足k<0.
6.(2023 杭州)在“探索一次函数y=kx+b的系数k,b与图象的关系”活动中,老师给出了直角坐标系中的三个点:A(0,2),B(2,3),C(3,1).同学们画出了经过这三个点中每两个点的一次函数的图象,并得到对应的函数表达式y1=k1x+b1,y2=k2x+b2,y3=k3x+b3.分别计算k1+b1,k2+b2,k3+b3的值,其中最大的值等于  5 .
【答案】5.
【点拨】作直线AB、AC、BC,作直线x=1,由图象可知,直线x=1与直线BC的交点最高,利用待定系数法求出直线BC解析式中k,b的值即可得到答案.
【解析】解:如图,作直线AB、AC、BC,作直线x=1,
设直线AB的解析式为y1=k1x+b1,直线AC的解析式为y2=k2x+b2,直线BC的解析式为y3=k3x+b3,
由图象可知,直线x=1与直线BC的交点最高,
即当x=1时,k1+b1,k2+b2,k3+b3其中最大的值为k3+b3,
将点B(2,3),C(3,1)代入得,,
解得:,
∴k3+b3=5,
k1+b1,k2+b2,k3+b3其中最大的值为k3+b3=5.
故答案为:5.
【点睛】本题主要考查用待定系数法求一次函数解析式,应用待定系数进行正确的计算是解题关键.
7.(2023 荆州)如图,直线y=﹣x+3分别与x轴,y轴交于点A,B,将△OAB绕着点A顺时针旋转90°得到△CAD,则点B的对应点D的坐标是(  )
A.(2,5) B.(3,5) C.(5,2) D.(,2)
【答案】C
【点拨】先根据坐标轴上点的坐标特征求出B点坐标为(0,3),A点坐标为(2,0),则OA=2,OB=3,再根据旋转的性质得∠OAC=90°,∠ACD=∠AOB=90°,AC=AO=2,CD=OB=3,然后根据点的坐标的确定方法即可得到点D的坐标.
【解析】解:当x=0时,y=﹣x+3=3,则B点坐标为(0,3);
当y=0时,﹣x+3=0,解得x=2,则A点坐标为(2,0),
则OA=2,OB=3,
∵△AOB绕点A顺时针旋转90°后得到△ACD,
∴∠OAC=90°,∠ACD=∠AOB=90°,AC=AO=2,CD=OB=3,
即AC⊥x轴,CD∥x轴,
∴点D的坐标为(5,2).
故选:C.
【点睛】本题考查的是一次函数图象上点的坐标特点、一次函数的性质及旋转的性质,熟知图形旋转后对应点到旋转中心的距离相等;对应点与旋转中心所连线段的夹角等于旋转角;旋转前、后的图形全等是解题的关键.
类型二 待定系数法求一次函数解析式
1.(2023 鄂州)象棋起源于中国,中国象棋文化历史悠久.如图所示是某次对弈的残图,如果建立平面直角坐标系,使棋子“帅”位于点(﹣2,﹣1)的位置,则在同一坐标系下,经过棋子“帅”和“马”所在的点的一次函数解析式为(  )
A.y=x+1 B.y=x﹣1 C.y=2x+1 D.y=2x﹣1
【答案】A
【点拨】根据棋子“帅”位于点(﹣2,﹣1)的位置,求出“马”所在的点的坐标,由此解答即可.
【解析】解:∵“帅”位于点(﹣2,﹣1)可得出“马”(1,2),
设经过棋子“帅”和“马”所在的点的一次函数解析式为y=kx+b,
∴,
解得,
∴y=x+1,
故选:A.
【点睛】本题考查了点的坐标和用待定系数法求一次函数的解析式,掌握一次函数解析式的求法是解题的关键.
2.(2023 温州)如图,在直角坐标系中,点A(2,m)在直线y=2x﹣上,过点A的直线交y轴于点B(0,3).
(1)求m的值和直线AB的函数表达式;
(2)若点P(t,y1)在线段AB上,点Q(t﹣1,y2)在直线y=2x﹣上,求y1﹣y2的最大值.
【答案】(1)m=;直线AB的函数表达式为y=﹣x+3.
(2)当t=0,y1﹣y2的最大值为.
【点拨】(1)将A点代入直线解析式,求出m.利用待定系数法解出AB直线函数解析式;
(2)分别用t表示出y1和y2,列出y1﹣y2,的函数解析式,找出y随t的变化,利用t的最值求出答案.
【解析】解:(1)把点A(2,m)代入y=2x﹣中,得m=;
设直线AB的函数表达式为:y=kx+b,把A(2,),B(0,3)代入得:
,解得,
∴直线AB的函数表达式为y=﹣x+3.
(2)∵点P(t,y1)在线段AB上,
∴y1=﹣t+3(0≤t≤2),
∵点Q(t﹣1,y2)在直线y=2x﹣上,
∴y2=2(t﹣1)﹣=2t﹣,
∴y1﹣y2=﹣t+3﹣(2t﹣)=﹣t+,
∵﹣<0,
∴y1﹣y2随t的增大而减小,
∴当t=0,y1﹣y2的最大值为.
【点睛】本题以一次函数为背景考查了一次函数图象的性质,考查学生对待定系数法的运用能力,题目难度不大,解决问题的关键是求出y1﹣y2的表达式,利用t的最值求出答案.
3.(2023 北京)在平面直角坐标系xOy中,函数y=kx+b(k≠0)的图象经过点A(0,1)和B(1,2),与过点(0,4)且平行于x轴的直线交于点C.
(1)求该函数的解析式及点C的坐标;
(2)当x<3时,对于x的每一个值,函数y=x+n的值大于函数y=kx+b(k≠0)的值且小于4,直接写出n的值.
【答案】(1)函数的解析式为y=x+1,C(3,4);(2)2.
【点拨】(1)利用待定系数法可求出函数解析式,由题意知点C的纵坐标为4,代入函数解析式求出点C的横坐标即可;
(2)根据函数图象得出当y=x+n过点(3,4)时满足题意,代入(3,4)求出n的值即可.
【解析】解:(1)把点A(0,1),B(1,2)代入y=kx+b(k≠0)得:b=1,k+b=2,
解得:k=1,b=1,
∴该函数的解析式为y=x+1,
由题意知点C的纵坐标为4,
当y=x+1=4时,
解得:x=3,
∴C(3,4);
(2)由(1)知:当x=3时,y=x+1=4,
因为当x<3时,函数y=x+n的值大于函数y=x+1的值且小于4,
所以当y=x+n过点(3,4)时满足题意,
代入(3,4)得:4=×3+n,
解得:n=2.
【点睛】本题考查了一次函数的图象和性质,待定系数法的应用,一次函数图象上点的坐标特征,熟练掌握数形结合思想的应用是解题的关键.
4.(2023 绍兴)一条笔直的路上依次有M,P,N三地,其中M,N两地相距1000米.甲、乙两机器人分别从M,N两地同时出发,去目的地N,M,匀速而行.图中OA,BC分别表示甲、乙机器人离M地的距离y(米)与行走时间x(分钟)的函数关系图象.
(1)求OA所在直线的表达式;
(2)出发后甲机器人行走多少时间,与乙机器人相遇?
(3)甲机器人到P地后,再经过1分钟乙机器人也到P地,求P,M两地间的距离.
【答案】(1)OA所在直线的表达式为y=200x.
(2)出发后甲机器人行走分钟,与乙机器人相遇.
(3)P,M两地间的距离为600米.
【点拨】(1)利用待定系数法,将(5,1000)代入解析式中,求出答案;
(2)俩机器人相向而行,同时出发,相遇时两人路程应为MN的长度,列出方程即可;
(3)设甲到P地时间为t分钟,乙到P地时间为(t+1)分钟,分别求出两人到P地时,与M的距离,列出方程,解出答案.
【解析】解:(1)由图象可知,OA所在直线为正比例函数,
∴设y=kx,
∵A(5,1000),
1000=5k,k=200,
∴OA所在直线的表达式为y=200x.
(2)由图可知甲机器人速度为:1000÷5=200(米/分钟),
乙机器人速度为:1000÷10=100(米/分钟),
两人相遇时:=(分钟),
答:出发后甲机器人行走分钟,与乙机器人相遇.
(3)设甲机器人行走t分钟时到P地,P地与M地距离为200t,
则乙机器人(t+1)分钟后到P地,P地与M地距离1000﹣100(t+1),
由200t=1000﹣100(t+1),解得t=3,
∴200t=600,
答:P,M两地间的距离为600米.
【点睛】本题以一次函数综合运用为背景,考查了学生在函数中数形结合的能力,此类题目的关键是弄懂题意,求出每个人的速度,明确相向而行时相遇时两人的路程和等于总路程,进而求解.
类型三 一次函数图象与几何变换
1.(2023 娄底)将直线y=2x+1向右平移2个单位后所得图象对应的函数表达式为(  )
A.y=2x+5 B.y=2x+3 C.y=2x﹣2 D.y=2x﹣3
【答案】D
【点拨】根据函数图象平移的法则进行解答即可.
【解析】解:直线y=2x向右平移2个单位后所得图象对应的函数解析式为y=2(x﹣2)+1,
即y=2x﹣3.
故选:D.
【点睛】本题考查的是一次函数的图象与几何变换,熟知“上加下减,左加右减”的原则是解答此题的关键.
2.(2023 陕西)在平面直角坐标系中,直线y=﹣x+m(m为常数)与x轴交于点A,将该直线沿x轴向左平移6个单位长度后,与x轴交于点A′.若点A′与A关于原点O对称,则m的值为(  )
A.﹣3 B.3 C.﹣6 D.6
【答案】B
【点拨】根据平移的规律求得平移后的直线解析式,然后根据x轴上点的坐标特征求得A、A′的坐标,由题意可知m﹣6+m=0,解得m=3.
【解析】解:∵直线y=﹣x+m(m为常数)与x轴交于点A,
∴A(m,0),
将该直线沿x轴向左平移6个单位长度后,得到y=﹣(x+6)+m=﹣x﹣6+m,
∵将该直线沿x轴向左平移6个单位长度后,与x轴交于点A′,
∴A′(m﹣6,0),
∵点A′与A关于原点O对称,
∴m﹣6+m=0,
解得m=3,
故选:B.
【点睛】本题考查了一次函数图象与几何变换,一次函数图象上点的坐标特征,求得A、A′的坐标是解题的关键.
3.(2023 雅安)在平面直角坐标系中,将函数y=x的图象绕坐标原点逆时针旋转90°,再向上平移1个单位长度,所得直线的函数表达式为(  )
A.y=﹣x+1 B.y=x+1 C.y=﹣x﹣1 D.y=x﹣1
【答案】A
【点拨】找出y=x上一个点坐标,进而旋转90°后对应点的坐标,即可得到旋转后一次函数解析式,再根据上加下减的平移规则即可求得直线的函数表达式为y=﹣x+1.
【解析】解:在函数y=x的图象上取点A(1,1),
绕原点逆时针方向旋转90°后得到对应的点的坐标A′(﹣1,1),
则旋转后的直线的解析式为y=﹣x,
再向上平移1个单位长度,得到y=﹣x+1.
故选:A.
【点睛】此题考查了一次函数的图象与几何变换,熟练平移的规则是解本题的关键.
4.(2023 内蒙古)在平面直角坐标系中,将正比例函数y=﹣2x的图象向右平移3个单位长度得到一次函数y=kx+b(k≠0)的图象,则该一次函数的解析式为(  )
A.y=﹣2x+3 B.y=﹣2x+6 C.y=﹣2x﹣3 D.y=﹣2x﹣6
【答案】B
【点拨】根据一次函数图象平移的规律解答即可.
【解析】解:正比例函数y=﹣2x的图象向右平移3个单位长度得到一次函数的解析式为y=﹣2(x﹣3)=﹣2x+6.
故选:B.
【点睛】本题考查的是一次函数的图象与几何变换,熟知“上加下减,左加右减”是解题的关键.
5.(2023 天津)若直线y=x向上平移3个单位长度后经过点(2,m),则m的值为  5 .
【答案】5
【点拨】先根据平移规律求出直线y=x向上平移3个单位的直线解析式,再把点(2,m)代入,即可求出m的值.
【解析】解:将直线y=x向上平移3个单位,得到直线y=x+3,
把点(2,m)代入,得m=2+3=5.
故答案为:5.
【点睛】本题考查了一次函数图象与几何变换,一次函数图象上点的坐标特征,正确求出平移后的直线解析式是解题的关键.
类型四 一次函数与方程(组)、不等式 (组)
1.(2021 辽宁)如图,直线y=2x与y=kx+b相交于点P(m,2),则关于x的方程kx+b=2的解是(  )
A.x= B.x=1 C.x=2 D.x=4
【答案】B
【点拨】首先利用函数解析式y=2x求出m的值,然后再根据两函数图象的交点横坐标就是关于x的方程kx+b=2的解可得答案.
【解析】解:∵直线y=2x与y=kx+b相交于点P(m,2),
∴2=2m,
∴m=1,
∴P(1,2),
∴当x=1时,y=kx+b=2,
∴关于x的方程kx+b=2的解是x=1,
故选:B.
【点睛】此题主要考查了一次函数与一元一次方程,关键是求得两函数图象的交点坐标.
2.(2022 梧州)如图,在平面直角坐标系中,直线y=2x+b与直线y=﹣3x+6相交于点A,则关于x,y的二元一次方程组的解是(  )
A. B. C. D.
【答案】B
【点拨】由图象交点坐标可得方程组的解.
【解析】解:由图象可得直线的交点坐标是(1,3),
∴方程组的解为.
故选:B.
【点睛】本题考查一次函数与二元一次方程的关系,解题关键是理解直线交点坐标中x与y的值为方程组的解.
3.(2021 娄底)如图,直线y=x+b和y=kx+4与x轴分别相交于点A(﹣4,0),点B(2,0),则解集为(  )
A.﹣4<x<2 B.x<﹣4 C.x>2 D.x<﹣4或x>2
【答案】A
【点拨】结合图象,写出两个函数图象在x轴上方所对应的自变量的范围即可.
【解析】解:∵当x>﹣4时,y=x+b>0,
当x<2时,y=kx+4>0,
∴解集为﹣4<x<2,
故选:A.
【点睛】本题考查了一次函数与一元一次不等式的知识,解题的关键是能够结合图象作出判断.
4.(2023 德州)已知直线y=3x+a与直线y=﹣2x+b交于点P,若点P的横坐标为﹣5,则关于x的不等式3x+a<﹣2x+b的解集为(  )
A.x<﹣5 B.x<3 C.x>﹣2 D.x>﹣5
【答案】A
【点拨】观察函数图象得到当x<﹣5时,直线y=3x+a都在直线y=﹣2x+b的下方,所以不等式3x+a<﹣2x+b的解集为x<﹣5.
【解析】解:当x<﹣5时,直线y=3x+a都在直线y=﹣2x+b的下方,
所以关于x的不等式3x+a<﹣2x+b的解集为x<﹣5.
故选:A.
【点睛】本题考查了一次函数与一元一次不等式:从函数的角度看,就是寻求使一次函数y=ax+b的值大于(或小于)0的自变量x的取值范围;从函数图象的角度看,就是确定直线y=kx+b在x轴上(或下)方部分所有的点的横坐标所构成的集合.
5.(2023 宁夏)在同一平面直角坐标系中,一次函数y1=ax+b(a≠0)与y2=mx+n(m≠0)的图象如图所示,则下列结论错误的是(  )
A.y1随x的增大而增大 B.b<n C.当x<2时,y1>y2
D.关于x,y的方程组的解为
【答案】C
【点拨】根据一次函数与方程、不等式的关系求解.
【解析】解:A:由图象得y1随x的增大而增大,
故A正确的;
B:由图象得:n>b,
故B是正确的;
C:由图象得:当x<2时,y1<y2,
故C是错误的;
D:由图象得:的解为:,
故D是正确的;
故选:C.
【点睛】本题考查了一次函数与方程、不等式的关系,掌握数形结合思想是解题的关键.
类型五 一次函数的应用
1.(2023 山西)一种弹簧秤最大能称不超过10kg的物体,不挂物体时弹簧的长为12cm,每挂重1kg物体,弹簧伸长0.5cm,在弹性限度内,挂重后弹簧的长度y(cm)与所挂物体的质量x(kg)之间的函数关系式为(  )
A.y=12﹣0.5x B.y=12+0.5x C.y=10+0.5x D.y=0.5x
【答案】B
【点拨】根据不挂物体时弹簧的长为12cm,每挂重1kg物体,弹簧伸长0.5cm,可得在弹性限度内,y与x的函数关系式.
【解析】解:根据题意,得y=12+0.5x(0≤x≤10),
故选:B.
【点睛】本题考查了一次函数的应用,理解题意并根据题意建立函数关系式是解题的关键.
2.(2023 朝阳)甲乙两人骑自行车分别从A,B两地同时出发相向而行,甲匀速骑行到B地,乙匀速骑行到A地,甲的速度大于乙的速度,两人分别到达目的地后停止骑行.两人之间的距离y(米)和骑行的时间x(秒)之间的函数关系图象如图所示,现给出下列结论:①a=450;②b=150;③甲的速度为10米/秒;④当甲、乙相距50米时,甲出发了55秒或65秒.其中正确的结论有(  )
A.①② B.①③ C.②④ D.③④
【答案】C
【点拨】根据函数图象中的数据,可以计算出甲和乙的速度,从而可以判断③;然后根据甲的速度可以计算出a的值,即可判断①;根据乙的速度,可以计算出b的值,可以判断②;根据甲和乙相遇前和相遇后相距50米,可以计算出甲出发的时间,即可判断④.
【解析】解:由图可得,
甲的速度为:600÷100=6(米/秒),故③错误,不符合题意;
乙的速度为:600÷60﹣6=4(米/秒),
a=4×100=400,故①错误,不符合题意;
b=600÷4=150,故②正确,符合题意;
设当甲、乙相距50米时,甲出发了m秒,
两人相遇前:(600﹣50)=m(6+4),
解得m=55;
两人相遇后:(600+50)=m(6+4),
解得m=65;故④正确,符合题意;
故选:C.
【点睛】本题考查一次函数的应用,解答本题的关键是明确题意,利用数形结合的思想解答.
3.(2023 济南)学校提倡“低碳环保,绿色出行”,小明和小亮分别选择步行和骑自行车上学,两人各自从家同时同向出发,沿同一条路匀速前进.如图所示,l1和l2分别表示两人到小亮家的距离s(km)和时间t(h)的关系,则出发  0.35 h后两人相遇.
【答案】0.35.
【点拨】用待定系数法求出l1和l2的函数解析式,再令S1=S2解方程即可.
【解析】解:设l1的函数解析式为y1=kx+b,
则,
解得,
∴l1的函数解析式为S1=5t+3.5;
设l2的函数解析式为S2=mt,
则0.4m=6,
解得m=15,
∴l2的函数解析式为S2=15t;
令S1=S2,即5t+3.5=15t,
解得t=0.35,
∴出发0.35小时后两人相遇.
故答案为:0.35.
【点睛】本题考查一次函数的应用,关键是求出函数解析式.
4.(2023 东营)如图,一束光线从点A(﹣2,5)出发,经过y轴上的点B(0,1)反射后经过点C(m,n),则2m﹣n的值是  ﹣1 .
【答案】﹣1.
【点拨】点A(﹣2,5)关于y轴的对称点为A′(2,5),根据反射的性质得,反射光线所在直线过点B(0,1)和A′(2,5),求出A'B的解析式为:y=2x+1,再根据反射后经过点C(m,n),2m+1=n,即可求出答案.
【解析】解:∵点A(﹣2,5)关于y轴的对称点为A′(2,5),
∴反射光线所在直线过点B(0,1)和A′(2,5),
设A'B的解析式为:y=kx+1,过点A′(2,5),
∴5=2k+1,
∴k=2,
∴A'B的解析式为:y=2x+1,
∵反射后经过点C(m,n),
∴2m+1=n,
∴2m﹣n=﹣1.
故答案为:﹣1.
【点睛】本题考查一次函数解析式,解题的关键是掌握待定系数法,求出A'B的解析式.
5.(2023 扬州)近年来,市民交通安全意识逐步增强,头盔需求量增大.某商店购进甲、乙两种头盔,已知购买甲种头盔20只,乙种头盔30只,共花费2920元,甲种头盔的单价比乙种头盔的单价高11元.
(1)甲、乙两种头盔的单价各是多少元?
(2)商店决定再次购进甲、乙两种头盔共40只,正好赶上厂家进行促销活动,促销方式如下:甲种头盔按单价的八折出售,乙种头盔每只降价6元出售.如果此次购买甲种头盔的数量不低于乙种头盔数量的一半,那么应购买多少只甲种头盔,使此次购买头盔的总费用最小?最小费用是多少元?
【答案】(1)甲种头盔单价是65元,乙种头盔单价是54元;
(2)购买14只甲种头盔时,总费用最小,最小费用为1976元.
【点拨】(1)设甲种头盔的单价为x元,乙种头盔的单价为y元,根据购买甲种头盔20只,乙种头盔30只,共花费2920元,甲种头盔的单价比乙种头盔的单价高11元,列二元一次方程组,求解即可;
(2)设再次购进甲种头盔m只,总费用为w元,根据此次购买甲种头盔的数量不低于乙种头盔数量的一半,列一元一次不等式,求出m取值范围,再表示出w与m的一次函数关系式,根据一次函数的增减性即可确定总费用最小时,甲种头盔购买数量,进一步求出最小费用即可.
【解析】解:(1)设甲种头盔的单价为x元,乙种头盔的单价为y元,
根据题意,得,
解得,
答:甲种头盔单价是65元,乙种头盔单价是54元;
(2)设再次购进甲种头盔m只,总费用为w元,
根据题意,得m≥(40﹣m),
解得m≥,
w=65×0.8m+(54﹣6)(40﹣m)=4m+1920,
∵4>0,
∴w随着m增大而增大,
当m=14时,w取得最小值,
即购买14只甲种头盔时,总费用最小,最小费用为14×4+1920=1976(元),
答:购买14只甲种头盔时,总费用最小,最小费用为1976元.
【点睛】本题考查了一次函数的应用,二元一次方程组的应用,一元一次不等式的应用,理解题意并根据题意建立相应关系式是解题的关键.
6.(2023 金华)兄妹俩放学后沿图1中的马路从学校出发,到书吧看书后回家,哥哥步行先出发,途中速度保持不变:妹妹骑车,到书吧前的速度为200米/分,图2中的图象分别表示两人离学校的路程s(米)与哥哥离开学校的时间t(分)的函数关系.
(1)求哥哥步行的速度.
(2)已知妹妹比哥哥迟2分钟到书吧.
①求图中a的值;
②妹妹在书吧待了10分钟后回家,速度是哥哥的1.6倍,能否在哥哥到家前追上哥哥?若能,求追上时兄妹俩离家还有多远;若不能,说明理由.
【答案】见解析
【点拨】(1)由A(8,800)可知哥哥的速度.
(2)①根据时间=路程÷速度可知妹妹到书吧所用的时间,再根据题意确定a的值即可.
②分别求出哥哥与妹妹返程时的函数解析式,再联立方程组即可得出结论.
【解析】解:(1)由A(8,800)可知哥哥的速度为:800÷8=100(m/min).
(2)①∵妹妹骑车到书吧前的速度为200米/分,
∴妹妹所用时间t为:800÷200=4(min).
∵妹妹比哥哥迟2分钟到书吧,
∴a=8+2﹣4=6.
②由(1)可知:哥哥的速度为100m/min,
∴设BC所在直线为s1=100t+b,
将B(17,800)代入得:800=100×17+b,
解得b=﹣900.
∴BC所在直线为:s1=100t﹣900.
当s1=1900时,t哥哥=28.
∵返回时妹妹的速度是哥哥的1.6倍,
∴妹妹的速度是160米/分.
∴设妹妹返回时的解析式为s2=160t+b,
将F(20,800)代入得800=160×20+b,
解得b=﹣2400,
∴s2=160t﹣2400.
令s1=s2,则有100t﹣900=160t﹣2400,
解得t=25<28,
∴妹妹能追上哥哥,
此时哥哥所走的路程为:800+(25﹣17)×100=1600(米).
兄妹俩离家还有1900﹣1600=300(米),
即妹妹能追上哥哥,追上时兄妹俩离家300米远.
【点睛】本题考查了一次函数的应用,观察图象以及利用待定系数法求解析式是解决该类问题的关键.
类型六 一次函数的综合问题
1.(2022 河北)如图,平面直角坐标系中,线段AB的端点为A(﹣8,19),B(6,5).
(1)求AB所在直线的解析式;
(2)某同学设计了一个动画:
在函数y=mx+n(m≠0,y≥0)中,分别输入m和n的值,使得到射线CD,其中C(c,0).当c=2时,会从C处弹出一个光点P,并沿CD飞行;当c≠2时,只发出射线而无光点弹出.
①若有光点P弹出,试推算m,n应满足的数量关系;
②当有光点P弹出,并击中线段AB上的整点(横、纵坐标都是整数)时,线段AB就会发光.求此时整数m的个数.
【答案】(1)y=﹣x+11;
(2)①2m+n=0;
②5个.
【点拨】(1)设直线AB的解析式为y=kx+b,转化为方程组求解;
(2)①把(2,0)代入函数解析式,可得结论;
②寻找特殊点,利用待定系数法求解即可.
【解析】解:(1)设直线AB的解析式为y=kx+b,
把A(﹣8,19),B(6,5)代入,得,
解得,
∴直线AB的解析式为y=﹣x+11;
(2)①由题意直线y=mx+n经过点(2,0),
∴2m+n=0;
②∵线段AB上的整数点有15个:(﹣8,19),(﹣7,18),(﹣6,17),(﹣5,16),(﹣4,15),(﹣3,14),(﹣2,13),(﹣1,12),(0,11),(1,10),(2,9),(3,8),(4,7),(5,6),(6,5).
当射线CD经过(2,0),(﹣7,18)时,y=﹣2x+4,此时m=﹣2,符合题意,
当射线CD经过(2,0),(﹣1,12)时,y=﹣4x+8,此时m=﹣4,符合题意,
当射线CD经过(2,0),(1,10)时,y=﹣10x+20,此时m=﹣10,符合题意,
当射线CD经过(2,0),(3,8)时,y=8x﹣16,此时m=8,符合题意,
当射线CD经过(2,0),(5,6)时,y=2x﹣4,此时m=2,符合题意,
其他点,都不符合题意.
解法二:设线段AB上的整数点为(t,﹣t+11),则tm+n=﹣t+11,
∵2m+n=0,
∴(t﹣2)m=﹣t+11,
∴m==﹣1+,
∵﹣8≤t≤6,且t为整数,m也是整数,
∴t﹣2=±1,±3,±9,
∴t=1,m=﹣10,
t=3,m=8,
t=5,m=2,
t=﹣1,m=﹣4,
t=﹣7,m=﹣2,
t=11,m=0(不符合题意舍去),
综上所述,符合题意的m的值有5个
【点睛】本题属于一次函数综合题,考查了待定系数法,解题的关键是理解题意,灵活运用所学知识解决问题,属于中考常考题型.
2.(2022 泰州)定义:对于一次函数y1=ax+b、y2=cx+d,我们称函数y=m(ax+b)+n(cx+d)(ma+nc≠0)为函数y1、y2的“组合函数”.
(1)若m=3,n=1,试判断函数y=5x+2是否为函数y1=x+1、y2=2x﹣1的“组合函数”,并说明理由;
(2)设函数y1=x﹣p﹣2与y2=﹣x+3p的图象相交于点P.
①若m+n>1,点P在函数y1、y2的“组合函数”图象的上方,求p的取值范围;
②若p≠1,函数y1、y2的“组合函数”图象经过点P.是否存在大小确定的m值,对于不等于1的任意实数p,都有“组合函数”图象与x轴交点Q的位置不变?若存在,请求出m的值及此时点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)函数y=5x+2是函数y1=x+1、y2=2x﹣1的“组合函数”,理由见解答过程;
(2)①p<1;
②存在m=时,“组合函数”图象与x轴交点Q的位置不变,Q(3,0).
【点拨】(1)由y=5x+2=3(x+1)+(2x﹣1),可知函数y=5x+2是函数y1=x+1、y2=2x﹣1的“组合函数”;
(2)①由得P(2p+1,p﹣1),当x=2p+1时,y=m(2p+1﹣p﹣2)+n(﹣2p﹣1+3p)=(p﹣1)(m+n),根据点P在函数y1、y2的“组合函数”图象的上方,有p﹣1>(p﹣1)(m+n),而m+n>1,可得p<1;
②由函数y1、y2的“组合函数”y=m(x﹣p﹣2)+n(﹣x+3p)图象经过点P,知p﹣1=m(2p+1﹣p﹣2)+n(﹣2p﹣1+3p),即(p﹣1)(1﹣m﹣n)=0,而p≠1,即得n=1﹣m,可得y=(2m﹣1)x+3p﹣(4p+2)m,令y=0得(2m﹣1)x+3p﹣(4p+2)m=0,即(3﹣4m)p+(2m﹣1)x﹣2m=0,即可得m=时,“组合函数”图象与x轴交点Q的位置不变,Q(3,0).
【解析】解:(1)函数y=5x+2是函数y1=x+1、y2=2x﹣1的“组合函数”,理由如下:
∵3(x+1)+(2x﹣1)=3x+3+2x﹣1=5x+2,
∴y=5x+2=3(x+1)+(2x﹣1),
∴函数y=5x+2是函数y1=x+1、y2=2x﹣1的“组合函数”;
(2)①由得,
∴P(2p+1,p﹣1),
∵y1、y2的“组合函数”为y=m(x﹣p﹣2)+n(﹣x+3p),
∴x=2p+1时,y=m(2p+1﹣p﹣2)+n(﹣2p﹣1+3p)=(p﹣1)(m+n),
∵点P在函数y1、y2的“组合函数”图象的上方,
∴p﹣1>(p﹣1)(m+n),
∴(p﹣1)(1﹣m﹣n)>0,
∵m+n>1,
∴1﹣m﹣n<0,
∴p﹣1<0,
∴p<1;
②存在m=时,对于不等于1的任意实数p,都有“组合函数”图象与x轴交点Q的位置不变,Q(3,0),理由如下:
由①知,P(2p+1,p﹣1),
∵函数y1、y2的“组合函数”y=m(x﹣p﹣2)+n(﹣x+3p)图象经过点P,
∴p﹣1=m(2p+1﹣p﹣2)+n(﹣2p﹣1+3p),
∴(p﹣1)(1﹣m﹣n)=0,
∵p≠1,
∴1﹣m﹣n=0,有n=1﹣m,
∴y=m(x﹣p﹣2)+n(﹣x+3p)=m(x﹣p﹣2)+(1﹣m)(﹣x+3p)=(2m﹣1)x+3p﹣(4p+2)m,
令y=0得(2m﹣1)x+3p﹣(4p+2)m=0,
变形整理得:(3﹣4m)p+(2m﹣1)x﹣2m=0,
∴当3﹣4m=0,即m=时,x﹣=0,
∴x=3,
∴m=时,“组合函数”图象与x轴交点Q的位置不变,Q(3,0).
【点睛】本题考查一次函数综合应用,涉及新定义,函数图象上点坐标的特征,一次函数与一次方程的关系等,解题的关键是读懂“组合函数“的定义.
3.(2023 兰州)在平面直角坐标系中,给出如下定义:P为图形M上任意一点,如果点P到直线EF的距离等于图形M上任意两点距离的最大值时,那么点P称为直线EF的“伴随点”.例如:如图1,已知点A(1,2),B(3,2),P(2,2)在线段AB上,则点P是直线EF:x轴的“伴随点”.
(1)如图2,已知点A(1,0),B(3,0),P是线段AB上一点,直线EF过G(﹣1,0),T(0,)两点,当点P是直线EF的“伴随点”时,求点P的坐标;
(2)如图3,x轴上方有一等边三角形ABC,BC⊥y轴,顶点A在y轴上且在BC上方,OC=,点P是△ABC上一点,且点P是直线EF:x轴的“伴随点”,当点P到x轴的距离最小时,求等边三角形ABC的边长;
(3)如图4,以A(1,0),B(2,0),C(2,1)为顶点的正方形ABCD上始终存在点P,使得点P是直线EF:y=﹣x+b的“伴随点”,请直接写出b的取值范围.
【答案】(1)(3,0);(2)2;(3)﹣1≤b≤1或3≤b≤5.
【点拨】(1)由已知点的坐标可求出∠TGO=30°且P到EF的距离为2,从而利于三角比可求出线段GP的长,进而可得点P的坐标;
(2)设等边三角形△ABC的边长为2a(0<a<),当P在线段BC上时,P到x轴的距离最小,从而可得=2a,求出a即可求出三角形的边长;
(3)由已知点的坐标,求出正方形的边长为1,即可求出P到EF的距离为,从而可得P既在正方形的边上,也在到EF距离为的直线上,当b≤1时,EF向上平移2个单位长度得l1,分别求出l1过A,C时b的值;当b>1时,EF向下平移2个单位长度得l1,分别求出l1过A,C时b的值,即可求出b的取值范围.
【解析】解:(1)AB线段上任意两点距离的最大值为3﹣1=2,即P到EF的距离为2,
过P作PC⊥EF于点C,由题意知,GO=1,TO=,
则tan∠TGO==,
∴∠TGO=30°,
∴GP===4,
∴P(3,0).
(2)设等边三角形△ABC的边长为2a(0<a<),则C(a,),
△ABC上任意两点距离的最大值即为2a,
当P在线段BC上时,P到x轴的距离最小,距离为,由题意知,
=2a,
解得,a=1或﹣1(舍去),
所以此时等边三角形ABC的边长为2.
(3)由题意知,正方形ABCD的边长为1,
所以正方形ABCD上任意两点距离的最大值为=,
即正方形ABCD上始终存在点P,P到EF的距离为.
则EF向上或者向下平移2个单位长度得到直线l1,l1与EF平行,且两直线间的距离为,
所以P既在l1上,又在正方形ABCD的边上,即l1与正方形ABCD有交点.
当b≤1时,l1为y=﹣x+b+2,
当l1过A时,b=﹣1,
当l1过C时,b=1,
即﹣1≤b≤1;
当b>1时,l1为y=﹣x+b﹣2,
当l1过A时,b=3,
当l1过C时,b=5,
即3≤b≤5;
综上所述,当﹣1≤b≤1或3≤b≤5时,正方形ABCD上始终存在点P,使得点P是直线EF:y=﹣x+b的“伴随点”.
【点睛】本题属于新定义问题,主要考查了一次函数的相关知识以及三角比的应用.本题的解题关键是读懂定义,找到每个情况下P到直线EF的实际距离.
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