(6)若$m=-\dfrac{1}{3}$,如图所示,直线$l$分别交$x$轴、$y$轴于点$A,B$,$M$是$OB$上一点,若将$△ ABM$沿直线$AM$折叠,使点$B$恰好落在$x$轴上的点$B_1$处。
①求$△ ABO$的面积;
②求直线$AM$的解析式;
③若将直线$l$平移后与$x$轴、$y$轴分别交于$C,D$两点,且$BA=CA$,求点$C$的坐标和直线$CD$的解析式。

①求$△ ABO$的面积;
②求直线$AM$的解析式;
③若将直线$l$平移后与$x$轴、$y$轴分别交于$C,D$两点,且$BA=CA$,求点$C$的坐标和直线$CD$的解析式。
答案
解:
① 由直线$l$的解析式$y=-\dfrac{1}{3}x+2$:
令$y=0$,则$-\dfrac{1}{3}x+2=0$,解得$x=6$,得$A(6,0)$,$OA=6$;
令$x=0$,则$y=2$,得$B(0,2)$,$OB=2$。
$\therefore S_{△ ABO}=\dfrac{1}{2}· OA· OB=\dfrac{1}{2}×6×2=6$。
② 由折叠性质得$AB_1=AB$,
在$\mathrm{Rt}△ ABO$中,$AB=\sqrt{OA^2+OB^2}=\sqrt{6^2+2^2}=2\sqrt{10}$,
$\therefore AB_1=2\sqrt{10}$,$OB_1=AB_1-OA=2\sqrt{10}-6$,即$B_1(6-2\sqrt{10},0)$。
设$M(0,t)$,则$BM=2-t$,由折叠得$B_1M=BM=2-t$。
在$\mathrm{Rt}△ B_1OM$中,$OM^2+OB_1^2=B_1M^2$,代入得:
$t^2+(2\sqrt{10}-6)^2=(2-t)^2$,
展开化简得$4t=24\sqrt{10}-72$,解得$t=6\sqrt{10}-18$,即$M(0,6\sqrt{10}-18)$。
设直线$AM$解析式为$y=kx+b$,将$A(6,0)$、$M(0,6\sqrt{10}-18)$代入:
$\begin{cases}6k+b=0\\b=6\sqrt{10}-18\end{cases}$,解得$\begin{cases}k=3-\sqrt{10}\\b=6\sqrt{10}-18\end{cases}$。
$\therefore$ 直线$AM$的解析式为$y=(3-\sqrt{10})x+6\sqrt{10}-18$。
③ 直线$CD$由直线$l$平移得到,故斜率为$-\dfrac{1}{3}$。
由$BA=CA=2\sqrt{10}$,设$C(c,0)$,则$|c-6|=2\sqrt{10}$,
解得$c=6+2\sqrt{10}$或$c=6-2\sqrt{10}$,即$C$点坐标为$(6+2\sqrt{10},0)$或$(6-2\sqrt{10},0)$。
设直线$CD$解析式为$y=-\dfrac{1}{3}x+n$:
当$C(6+2\sqrt{10},0)$时,代入得$0=-\dfrac{1}{3}(6+2\sqrt{10})+n$,解得$n=2+\dfrac{2\sqrt{10}}{3}$,解析式为$y=-\dfrac{1}{3}x+2+\dfrac{2\sqrt{10}}{3}$;
当$C(6-2\sqrt{10},0)$时,代入得$0=-\dfrac{1}{3}(6-2\sqrt{10})+n$,解得$n=2-\dfrac{2\sqrt{10}}{3}$,解析式为$y=-\dfrac{1}{3}x+2-\dfrac{2\sqrt{10}}{3}$。
综上:
① $△ ABO$的面积为$\boldsymbol{6}$;
② 直线$AM$的解析式为$\boldsymbol{y=(3-\sqrt{10})x+6\sqrt{10}-18}$;
③ $C$点坐标为$\boldsymbol{(6+2\sqrt{10},0)}$或$\boldsymbol{(6-2\sqrt{10},0)}$,对应直线$CD$的解析式为$\boldsymbol{y=-\dfrac{1}{3}x+2+\dfrac{2\sqrt{10}}{3}}$或$\boldsymbol{y=-\dfrac{1}{3}x+2-\dfrac{2\sqrt{10}}{3}}$。
① 由直线$l$的解析式$y=-\dfrac{1}{3}x+2$:
令$y=0$,则$-\dfrac{1}{3}x+2=0$,解得$x=6$,得$A(6,0)$,$OA=6$;
令$x=0$,则$y=2$,得$B(0,2)$,$OB=2$。
$\therefore S_{△ ABO}=\dfrac{1}{2}· OA· OB=\dfrac{1}{2}×6×2=6$。
② 由折叠性质得$AB_1=AB$,
在$\mathrm{Rt}△ ABO$中,$AB=\sqrt{OA^2+OB^2}=\sqrt{6^2+2^2}=2\sqrt{10}$,
$\therefore AB_1=2\sqrt{10}$,$OB_1=AB_1-OA=2\sqrt{10}-6$,即$B_1(6-2\sqrt{10},0)$。
设$M(0,t)$,则$BM=2-t$,由折叠得$B_1M=BM=2-t$。
在$\mathrm{Rt}△ B_1OM$中,$OM^2+OB_1^2=B_1M^2$,代入得:
$t^2+(2\sqrt{10}-6)^2=(2-t)^2$,
展开化简得$4t=24\sqrt{10}-72$,解得$t=6\sqrt{10}-18$,即$M(0,6\sqrt{10}-18)$。
设直线$AM$解析式为$y=kx+b$,将$A(6,0)$、$M(0,6\sqrt{10}-18)$代入:
$\begin{cases}6k+b=0\\b=6\sqrt{10}-18\end{cases}$,解得$\begin{cases}k=3-\sqrt{10}\\b=6\sqrt{10}-18\end{cases}$。
$\therefore$ 直线$AM$的解析式为$y=(3-\sqrt{10})x+6\sqrt{10}-18$。
③ 直线$CD$由直线$l$平移得到,故斜率为$-\dfrac{1}{3}$。
由$BA=CA=2\sqrt{10}$,设$C(c,0)$,则$|c-6|=2\sqrt{10}$,
解得$c=6+2\sqrt{10}$或$c=6-2\sqrt{10}$,即$C$点坐标为$(6+2\sqrt{10},0)$或$(6-2\sqrt{10},0)$。
设直线$CD$解析式为$y=-\dfrac{1}{3}x+n$:
当$C(6+2\sqrt{10},0)$时,代入得$0=-\dfrac{1}{3}(6+2\sqrt{10})+n$,解得$n=2+\dfrac{2\sqrt{10}}{3}$,解析式为$y=-\dfrac{1}{3}x+2+\dfrac{2\sqrt{10}}{3}$;
当$C(6-2\sqrt{10},0)$时,代入得$0=-\dfrac{1}{3}(6-2\sqrt{10})+n$,解得$n=2-\dfrac{2\sqrt{10}}{3}$,解析式为$y=-\dfrac{1}{3}x+2-\dfrac{2\sqrt{10}}{3}$。
综上:
① $△ ABO$的面积为$\boldsymbol{6}$;
② 直线$AM$的解析式为$\boldsymbol{y=(3-\sqrt{10})x+6\sqrt{10}-18}$;
③ $C$点坐标为$\boldsymbol{(6+2\sqrt{10},0)}$或$\boldsymbol{(6-2\sqrt{10},0)}$,对应直线$CD$的解析式为$\boldsymbol{y=-\dfrac{1}{3}x+2+\dfrac{2\sqrt{10}}{3}}$或$\boldsymbol{y=-\dfrac{1}{3}x+2-\dfrac{2\sqrt{10}}{3}}$。
解析
【分析】
① 求△ABO的面积,需先得到直线l与x轴、y轴交点A、B的坐标:通过直线l的解析式,分别令y=0、x=0求出A、B坐标,得到直角边OA、OB的长度,再代入直角三角形面积公式计算即可。
② 求直线AM的解析式,需先确定M点坐标:根据折叠的性质,折叠前后对应边相等,即AB=AB₁、BM=B₁M,先利用勾股定理计算AB的长度,得到B₁的坐标;再设M(0,t),在Rt△B₁OM中根据勾股定理列方程求解得到t的值,即得M点坐标,最后用待定系数法代入A、M两点坐标即可求出直线AM的解析式。
③ 直线平移后斜率不变,因此直线CD的k值与直线l相同,为-1/3;由BA=CA可知C点到A点的距离等于BA的长度,C点在x轴上,需分C在A点左侧、右侧两种情况求解C点坐标,再代入直线CD的解析式设式求出常数项,即可得到对应解析式。
【解析】
已知直线l的解析式为$y=-\dfrac{1}{3}x+2$:
① 令$y=0$,则$-\dfrac{1}{3}x+2=0$,解得$x=6$,即$A(6,0)$,$OA=6$;
令$x=0$,则$y=2$,即$B(0,2)$,$OB=2$。
$△ ABO$为直角三角形,因此$S_{△ ABO}=\dfrac{1}{2}· OA· OB=\dfrac{1}{2}×6×2=6$。
② 由折叠的性质可得$AB_1=AB$,
在$\mathrm{Rt}△ ABO$中,由勾股定理得$AB=\sqrt{OA^2+OB^2}=\sqrt{6^2+2^2}=2\sqrt{10}$,
因此$AB_1=2\sqrt{10}$,$OB_1=AB_1-OA=2\sqrt{10}-6$,即$B_1(6-2\sqrt{10},0)$。
设$M(0,t)$,则$BM=2-t$,由折叠性质得$B_1M=BM=2-t$。
在$\mathrm{Rt}△ B_1OM$中,由勾股定理得$OM^2+OB_1^2=B_1M^2$,代入得:
$t^2+(2\sqrt{10}-6)^2=(2-t)^2$,
展开化简得$4t=24\sqrt{10}-72$,解得$t=6\sqrt{10}-18$,即$M(0,6\sqrt{10}-18)$。
设直线$AM$解析式为$y=kx+b$,将$A(6,0)$、$M(0,6\sqrt{10}-18)$代入得:
$\begin{cases}6k+b=0\\b=6\sqrt{10}-18\end{cases}$,解得$\begin{cases}k=3-\sqrt{10}\\b=6\sqrt{10}-18\end{cases}$。
因此直线$AM$的解析式为$y=(3-\sqrt{10})x+6\sqrt{10}-18$。
③ 直线$CD$由直线$l$平移得到,因此斜率与直线$l$相同,为$-\dfrac{1}{3}$。
由$BA=CA=2\sqrt{10}$,设$C(c,0)$,则$|c-6|=2\sqrt{10}$,
解得$c=6+2\sqrt{10}$或$c=6-2\sqrt{10}$,即$C$点坐标为$(6+2\sqrt{10},0)$或$(6-2\sqrt{10},0)$。
设直线$CD$解析式为$y=-\dfrac{1}{3}x+n$:
当$C(6+2\sqrt{10},0)$时,代入得$0=-\dfrac{1}{3}(6+2\sqrt{10})+n$,解得$n=2+\dfrac{2\sqrt{10}}{3}$,对应解析式为$y=-\dfrac{1}{3}x+2+\dfrac{2\sqrt{10}}{3}$;
当$C(6-2\sqrt{10},0)$时,代入得$0=-\dfrac{1}{3}(6-2\sqrt{10})+n$,解得$n=2-\dfrac{2\sqrt{10}}{3}$,对应解析式为$y=-\dfrac{1}{3}x+2-\dfrac{2\sqrt{10}}{3}$。
【答案】
① $△ ABO$的面积为$\boldsymbol{6}$;
② 直线$AM$的解析式为$\boldsymbol{y=(3-\sqrt{10})x+6\sqrt{10}-18}$;
③ $C$点坐标为$\boldsymbol{(6+2\sqrt{10},0)}$或$\boldsymbol{(6-2\sqrt{10},0)}$,对应直线$CD$的解析式为$\boldsymbol{y=-\dfrac{1}{3}x+2+\dfrac{2\sqrt{10}}{3}}$或$\boldsymbol{y=-\dfrac{1}{3}x+2-\dfrac{2\sqrt{10}}{3}}$。
【知识点】
一次函数的图象与性质,折叠的性质,待定系数法求一次函数解析式
【点评】
本题为一次函数综合题,结合了几何变换与勾股定理的应用,解题时要利用好折叠前后对应边相等、平移前后直线斜率不变的性质,求解C点坐标时注意分类讨论,避免漏解。
【难度系数】
0.5
① 求△ABO的面积,需先得到直线l与x轴、y轴交点A、B的坐标:通过直线l的解析式,分别令y=0、x=0求出A、B坐标,得到直角边OA、OB的长度,再代入直角三角形面积公式计算即可。
② 求直线AM的解析式,需先确定M点坐标:根据折叠的性质,折叠前后对应边相等,即AB=AB₁、BM=B₁M,先利用勾股定理计算AB的长度,得到B₁的坐标;再设M(0,t),在Rt△B₁OM中根据勾股定理列方程求解得到t的值,即得M点坐标,最后用待定系数法代入A、M两点坐标即可求出直线AM的解析式。
③ 直线平移后斜率不变,因此直线CD的k值与直线l相同,为-1/3;由BA=CA可知C点到A点的距离等于BA的长度,C点在x轴上,需分C在A点左侧、右侧两种情况求解C点坐标,再代入直线CD的解析式设式求出常数项,即可得到对应解析式。
【解析】
已知直线l的解析式为$y=-\dfrac{1}{3}x+2$:
① 令$y=0$,则$-\dfrac{1}{3}x+2=0$,解得$x=6$,即$A(6,0)$,$OA=6$;
令$x=0$,则$y=2$,即$B(0,2)$,$OB=2$。
$△ ABO$为直角三角形,因此$S_{△ ABO}=\dfrac{1}{2}· OA· OB=\dfrac{1}{2}×6×2=6$。
② 由折叠的性质可得$AB_1=AB$,
在$\mathrm{Rt}△ ABO$中,由勾股定理得$AB=\sqrt{OA^2+OB^2}=\sqrt{6^2+2^2}=2\sqrt{10}$,
因此$AB_1=2\sqrt{10}$,$OB_1=AB_1-OA=2\sqrt{10}-6$,即$B_1(6-2\sqrt{10},0)$。
设$M(0,t)$,则$BM=2-t$,由折叠性质得$B_1M=BM=2-t$。
在$\mathrm{Rt}△ B_1OM$中,由勾股定理得$OM^2+OB_1^2=B_1M^2$,代入得:
$t^2+(2\sqrt{10}-6)^2=(2-t)^2$,
展开化简得$4t=24\sqrt{10}-72$,解得$t=6\sqrt{10}-18$,即$M(0,6\sqrt{10}-18)$。
设直线$AM$解析式为$y=kx+b$,将$A(6,0)$、$M(0,6\sqrt{10}-18)$代入得:
$\begin{cases}6k+b=0\\b=6\sqrt{10}-18\end{cases}$,解得$\begin{cases}k=3-\sqrt{10}\\b=6\sqrt{10}-18\end{cases}$。
因此直线$AM$的解析式为$y=(3-\sqrt{10})x+6\sqrt{10}-18$。
③ 直线$CD$由直线$l$平移得到,因此斜率与直线$l$相同,为$-\dfrac{1}{3}$。
由$BA=CA=2\sqrt{10}$,设$C(c,0)$,则$|c-6|=2\sqrt{10}$,
解得$c=6+2\sqrt{10}$或$c=6-2\sqrt{10}$,即$C$点坐标为$(6+2\sqrt{10},0)$或$(6-2\sqrt{10},0)$。
设直线$CD$解析式为$y=-\dfrac{1}{3}x+n$:
当$C(6+2\sqrt{10},0)$时,代入得$0=-\dfrac{1}{3}(6+2\sqrt{10})+n$,解得$n=2+\dfrac{2\sqrt{10}}{3}$,对应解析式为$y=-\dfrac{1}{3}x+2+\dfrac{2\sqrt{10}}{3}$;
当$C(6-2\sqrt{10},0)$时,代入得$0=-\dfrac{1}{3}(6-2\sqrt{10})+n$,解得$n=2-\dfrac{2\sqrt{10}}{3}$,对应解析式为$y=-\dfrac{1}{3}x+2-\dfrac{2\sqrt{10}}{3}$。
【答案】
① $△ ABO$的面积为$\boldsymbol{6}$;
② 直线$AM$的解析式为$\boldsymbol{y=(3-\sqrt{10})x+6\sqrt{10}-18}$;
③ $C$点坐标为$\boldsymbol{(6+2\sqrt{10},0)}$或$\boldsymbol{(6-2\sqrt{10},0)}$,对应直线$CD$的解析式为$\boldsymbol{y=-\dfrac{1}{3}x+2+\dfrac{2\sqrt{10}}{3}}$或$\boldsymbol{y=-\dfrac{1}{3}x+2-\dfrac{2\sqrt{10}}{3}}$。
【知识点】
一次函数的图象与性质,折叠的性质,待定系数法求一次函数解析式
【点评】
本题为一次函数综合题,结合了几何变换与勾股定理的应用,解题时要利用好折叠前后对应边相等、平移前后直线斜率不变的性质,求解C点坐标时注意分类讨论,避免漏解。
【难度系数】
0.5
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