2. 如图所示,$A(-2,0),B(0,3),C(2,4),D(3,0)$,点$P$在$x$轴上,直线$CP$平分四边形$ABCD$的面积,则$PD$的长为。
答案
$\boldsymbol{3}$
解析
解:
计算四边形ABCD的面积:
过点B作BE⊥x轴于E,过点C作CF⊥x轴于F,
由坐标A(-2,0), B(0,3), C(2,4), D(3,0)可得:
$S_{△ AOB} = \frac{1}{2} × OA × BE = \frac{1}{2} × 2 × 3 = 3$,
$S_{\mathrm{梯形}BEFC} = \frac{1}{2} × (BE + CF) × EF = \frac{1}{2} × (3 + 4) × 2 = 7$,
$S_{△ CFD} = \frac{1}{2} × FD × CF = \frac{1}{2} × 1 × 4 = 2$,
$\therefore S_{\mathrm{四边形}ABCD} = 3 + 7 + 2 = 12$。
∵ 直线CP平分四边形ABCD的面积,
∴ 分割后每部分的面积为$12 ÷ 2 = 6$。
点P在x轴上,$△ PCD$的高为点C到x轴的距离4,设$PD$的长度为$m$,则:
$S_{△ PCD} = \frac{1}{2} × m × 4 = 2m = 6$,
解得$m=3$,即$PD=3$。
最终
计算四边形ABCD的面积:
过点B作BE⊥x轴于E,过点C作CF⊥x轴于F,
由坐标A(-2,0), B(0,3), C(2,4), D(3,0)可得:
$S_{△ AOB} = \frac{1}{2} × OA × BE = \frac{1}{2} × 2 × 3 = 3$,
$S_{\mathrm{梯形}BEFC} = \frac{1}{2} × (BE + CF) × EF = \frac{1}{2} × (3 + 4) × 2 = 7$,
$S_{△ CFD} = \frac{1}{2} × FD × CF = \frac{1}{2} × 1 × 4 = 2$,
$\therefore S_{\mathrm{四边形}ABCD} = 3 + 7 + 2 = 12$。
∵ 直线CP平分四边形ABCD的面积,
∴ 分割后每部分的面积为$12 ÷ 2 = 6$。
点P在x轴上,$△ PCD$的高为点C到x轴的距离4,设$PD$的长度为$m$,则:
$S_{△ PCD} = \frac{1}{2} × m × 4 = 2m = 6$,
解得$m=3$,即$PD=3$。
最终
3. 在平面直角坐标系中,有A(-2,a+1),B(a-1,4),C(b-2,b)三点.
(1)当点C在y轴上时,点C的坐标为;
(2)当AB//x轴时,A,B两点间的距离为;
(3)当CD⊥x轴于点D,且CD=1时,点C的坐标为.

(1)当点C在y轴上时,点C的坐标为;
(2)当AB//x轴时,A,B两点间的距离为;
(3)当CD⊥x轴于点D,且CD=1时,点C的坐标为.
答案
解:
(1) 因为点C在y轴上,所以点C的横坐标为0,即
$b-2=0$
解得 $b=2$
此时点C的纵坐标为$b=2$,所以点C的坐标为$\boldsymbol{(0,2)}$。
(2) 因为$AB// x$轴,所以A、B两点的纵坐标相等,即
$a+1=4$
解得 $a=3$
则点A坐标为$(-2,4)$,点B坐标为$(2,4)$,
A、B两点间的距离为$|2 - (-2)|=4$,即距离为$\boldsymbol{4}$。
(3) 因为$CD⊥ x$轴,$CD=1$,所以点C的纵坐标的绝对值为1,即
$|b|=1$
解得 $b=1$ 或 $b=-1$
当$b=1$时,$b-2=-1$,点C坐标为$(-1,1)$;
当$b=-1$时,$b-2=-3$,点C坐标为$(-3,-1)$。
所以点C的坐标为$\boldsymbol{(-1,1)}$或$\boldsymbol{(-3,-1)}$。
(1) 因为点C在y轴上,所以点C的横坐标为0,即
$b-2=0$
解得 $b=2$
此时点C的纵坐标为$b=2$,所以点C的坐标为$\boldsymbol{(0,2)}$。
(2) 因为$AB// x$轴,所以A、B两点的纵坐标相等,即
$a+1=4$
解得 $a=3$
则点A坐标为$(-2,4)$,点B坐标为$(2,4)$,
A、B两点间的距离为$|2 - (-2)|=4$,即距离为$\boldsymbol{4}$。
(3) 因为$CD⊥ x$轴,$CD=1$,所以点C的纵坐标的绝对值为1,即
$|b|=1$
解得 $b=1$ 或 $b=-1$
当$b=1$时,$b-2=-1$,点C坐标为$(-1,1)$;
当$b=-1$时,$b-2=-3$,点C坐标为$(-3,-1)$。
所以点C的坐标为$\boldsymbol{(-1,1)}$或$\boldsymbol{(-3,-1)}$。
4. 如图所示,在平面直角坐标系中,“涡状”图形的顶点坐标依次是$A_1(1,1),A_2(1,-1),A_3(-1,-1),A_4(-1,2),A_5(2,2),···,A_n$,按此规律排列下去,则$A_{2023}$的坐标是。

答案
解:观察已知顶点坐标的排列规律:
下标满足 $n=4k-1$($k$ 为正整数)的点,坐标为 $(-k,-k)$。
计算得:$2023 = 4×506 - 1$,对应 $k=506$,
因此 $A_{2023}$ 的坐标是 $\boldsymbol{(-506,-506)}$。
下标满足 $n=4k-1$($k$ 为正整数)的点,坐标为 $(-k,-k)$。
计算得:$2023 = 4×506 - 1$,对应 $k=506$,
因此 $A_{2023}$ 的坐标是 $\boldsymbol{(-506,-506)}$。
5. 对于平面直角坐标系$xOy$中的图形$M,N$,给出如下定义:$P$为图形$M$上任意一点,$Q$为图形$N$上任意一点,如果$P,Q$两点间的距离有最小值,那么称这个最小值为图形$M,N$间的“邻近距离”,记为$d($图形$M$,图形$N)$.
已知点$A(-2,-2),B(3,-2),C(3,3),D(-2,3)$.
(1)$d($点$O$,线段$AB)=$;
(2)若点$G$在$x$轴上,且$d($点$G$,线段$AB) > 2$,求点$G$的横坐标$a$的取值范围.

已知点$A(-2,-2),B(3,-2),C(3,3),D(-2,3)$.
(1)$d($点$O$,线段$AB)=$;
(2)若点$G$在$x$轴上,且$d($点$G$,线段$AB) > 2$,求点$G$的横坐标$a$的取值范围.
答案
(1) $\boldsymbol{2}$
解析
解:
(1) 由点$A(-2,-2)$,$B(3,-2)$可知,线段$AB$在直线$y=-2$上,且线段上所有点的横坐标满足$-2 ≤ x ≤ 3$。
原点$O(0,0)$到直线$y=-2$的垂线段长度为$|0 - (-2)|=2$,垂足为$(0,-2)$,该点在线段$AB$上,因此$d(\mathrm{点}O,\mathrm{线段}AB)=2$。
(2) 点$G$在$x$轴上,设$G(a,0)$:
当$-2 ≤ a ≤ 3$时,点$G$到线段$AB$的垂线段垂足为$(a,-2)$,该点在线段$AB$上,此时$d(\mathrm{点}G,\mathrm{线段}AB)=|0 - (-2)|=2$,不满足$d(\mathrm{点}G,\mathrm{线段}AB) > 2$;
当$a < -2$时,线段$AB$上距离点$G$最近的点为$A(-2,-2)$,由勾股定理得两点距离为$\sqrt{(a+2)^2 + 2^2}$,因$a < -2$,故$(a+2)^2 > 0$,可得$\sqrt{(a+2)^2 + 4} > 2$,满足条件;
当$a > 3$时,线段$AB$上距离点$G$最近的点为$B(3,-2)$,由勾股定理得两点距离为$\sqrt{(a-3)^2 + 2^2}$,因$a > 3$,故$(a-3)^2 > 0$,可得$\sqrt{(a-3)^2 + 4} > 2$,满足条件。
综上,点$G$的横坐标$a$的取值范围是$a < -2$或$a > 3$。
(1) 由点$A(-2,-2)$,$B(3,-2)$可知,线段$AB$在直线$y=-2$上,且线段上所有点的横坐标满足$-2 ≤ x ≤ 3$。
原点$O(0,0)$到直线$y=-2$的垂线段长度为$|0 - (-2)|=2$,垂足为$(0,-2)$,该点在线段$AB$上,因此$d(\mathrm{点}O,\mathrm{线段}AB)=2$。
(2) 点$G$在$x$轴上,设$G(a,0)$:
当$-2 ≤ a ≤ 3$时,点$G$到线段$AB$的垂线段垂足为$(a,-2)$,该点在线段$AB$上,此时$d(\mathrm{点}G,\mathrm{线段}AB)=|0 - (-2)|=2$,不满足$d(\mathrm{点}G,\mathrm{线段}AB) > 2$;
当$a < -2$时,线段$AB$上距离点$G$最近的点为$A(-2,-2)$,由勾股定理得两点距离为$\sqrt{(a+2)^2 + 2^2}$,因$a < -2$,故$(a+2)^2 > 0$,可得$\sqrt{(a+2)^2 + 4} > 2$,满足条件;
当$a > 3$时,线段$AB$上距离点$G$最近的点为$B(3,-2)$,由勾股定理得两点距离为$\sqrt{(a-3)^2 + 2^2}$,因$a > 3$,故$(a-3)^2 > 0$,可得$\sqrt{(a-3)^2 + 4} > 2$,满足条件。
综上,点$G$的横坐标$a$的取值范围是$a < -2$或$a > 3$。
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