三、解答题(共40分)
11.(10分)已知$y-2$与$x+3$成正比例,且$x=-4$时,$y=0$.
(1)求$y$与$x$之间的函数表达式;
(2)当$x=-1$时,求$y$的值;
(3)当$-2<y≤ 6$时,求$x$的取值范围.
11.(10分)已知$y-2$与$x+3$成正比例,且$x=-4$时,$y=0$.
(1)求$y$与$x$之间的函数表达式;
(2)当$x=-1$时,求$y$的值;
(3)当$-2<y≤ 6$时,求$x$的取值范围.
答案:11.解:(1)设 $y-2=k(x+3)$,
把 $x=-4,y=0$ 代入,得$(-4+3)k=0-2$,解得 $k=2$,
所以 $y-2=2(x+3)$,
所以 $y$ 与 $x$ 之间的函数表达式为 $y=2x+8$.
(2)当 $x=-1$ 时,$y=2x+8=-2+8=6$.
(3)当 $y=-2$ 时,$2x+8=-2$,解得 $x=-5$;
当 $y=6$ 时,$2x+8=6$,解得 $x=-1$.
所以当$-2<y≤ 6$时,$x$ 的取值范围为$-5<x≤ -1$.
把 $x=-4,y=0$ 代入,得$(-4+3)k=0-2$,解得 $k=2$,
所以 $y-2=2(x+3)$,
所以 $y$ 与 $x$ 之间的函数表达式为 $y=2x+8$.
(2)当 $x=-1$ 时,$y=2x+8=-2+8=6$.
(3)当 $y=-2$ 时,$2x+8=-2$,解得 $x=-5$;
当 $y=6$ 时,$2x+8=6$,解得 $x=-1$.
所以当$-2<y≤ 6$时,$x$ 的取值范围为$-5<x≤ -1$.
解析:
【分析】
(1) 已知y-2与x+3成正比例,根据正比例的定义,可先设表达式为$y-2=k(x+3)(k≠0)$,再将已知的$x=-4,y=0$代入表达式,求出参数k的值,最后整理为y关于x的函数表达式即可。
(2) 第二问求指定x对应的y值,直接将$x=-1$代入第一问求出的函数解析式,计算即可得到结果。
(3) 第三问已知y的取值范围求x的范围,因为该一次函数的$k=2>0$,y随x的增大而增大,可先分别将y的边界值代入解析式求出对应的x值,再结合y的范围确定x的取值范围,也可以直接将$y=2x+8$代入不等式求解。
【解析】
(1) 设$y-2=k(x+3)(k≠0)$,
把$x=-4,y=0$代入上式,得$(-4+3)k=0-2$,解得$k=2$,
代入所设式子得$y-2=2(x+3)$,
整理得y与x之间的函数表达式为$y=2x+8$。
(2) 当$x=-1$时,代入$y=2x+8$得:
$y=2×(-1)+8=6$。
(3) 当$y=-2$时,$2x+8=-2$,解得$x=-5$;
当$y=6$时,$2x+8=6$,解得$x=-1$;
因为一次函数$y=2x+8$中$k=2>0$,y随x的增大而增大,
所以当$-2<y≤6$时,x的取值范围为$-5<x≤-1$。
【答案】
(1)$y=2x+8$;(2)$6$;(3)$-5<x≤-1$
【知识点】
1. 正比例的定义
2. 待定系数法求解析式
3. 解一元一次不等式
【点评】
本题是一次函数的基础常规题型,既考查了对正比例关系的理解,也考查了待定系数法的应用,以及结合函数性质求自变量取值范围的能力,是巩固一次函数基础的典型习题。
【难度系数】
0.8
(1) 已知y-2与x+3成正比例,根据正比例的定义,可先设表达式为$y-2=k(x+3)(k≠0)$,再将已知的$x=-4,y=0$代入表达式,求出参数k的值,最后整理为y关于x的函数表达式即可。
(2) 第二问求指定x对应的y值,直接将$x=-1$代入第一问求出的函数解析式,计算即可得到结果。
(3) 第三问已知y的取值范围求x的范围,因为该一次函数的$k=2>0$,y随x的增大而增大,可先分别将y的边界值代入解析式求出对应的x值,再结合y的范围确定x的取值范围,也可以直接将$y=2x+8$代入不等式求解。
【解析】
(1) 设$y-2=k(x+3)(k≠0)$,
把$x=-4,y=0$代入上式,得$(-4+3)k=0-2$,解得$k=2$,
代入所设式子得$y-2=2(x+3)$,
整理得y与x之间的函数表达式为$y=2x+8$。
(2) 当$x=-1$时,代入$y=2x+8$得:
$y=2×(-1)+8=6$。
(3) 当$y=-2$时,$2x+8=-2$,解得$x=-5$;
当$y=6$时,$2x+8=6$,解得$x=-1$;
因为一次函数$y=2x+8$中$k=2>0$,y随x的增大而增大,
所以当$-2<y≤6$时,x的取值范围为$-5<x≤-1$。
【答案】
(1)$y=2x+8$;(2)$6$;(3)$-5<x≤-1$
【知识点】
1. 正比例的定义
2. 待定系数法求解析式
3. 解一元一次不等式
【点评】
本题是一次函数的基础常规题型,既考查了对正比例关系的理解,也考查了待定系数法的应用,以及结合函数性质求自变量取值范围的能力,是巩固一次函数基础的典型习题。
【难度系数】
0.8
12.(10分)如图,在$△ ABC$中,$AD⊥ BC$于点$D$,$BE⊥ AC$于点$E$,交$AD$于点$F$,且$DF=DC$.
(1)求证:$△ BDF≌△ ADC$;
(2)若$AF=4$,$BC=6$,求$AD$的长.

(1)求证:$△ BDF≌△ ADC$;
(2)若$AF=4$,$BC=6$,求$AD$的长.
答案:12.(1)证明:$\because AD⊥ BC,BE⊥ AC$,
$\therefore ∠ BDF=∠ ADC=∠ BEC=90°$,
$\therefore ∠ DBF=∠ DAC=90°-∠ C$.
在$△ BDF$和$△ ADC$中,$\begin{cases}∠ BDF=∠ ADC,\\∠ DBF=∠ DAC,\\DF=DC,\end{cases}$
$\therefore △ BDF≌△ ADC(\mathrm{AAS})$.
(2)解:由(1)得$△ BDF≌△ ADC$,
$\therefore BD=AD,\therefore BC-DC=AF+DF$.
$\because DF=DC,AF=4,BC=6,\therefore 6-DF=4+DF$,
$\therefore DF=1,\therefore AD=AF+DF=4+1=5$.
$\therefore ∠ BDF=∠ ADC=∠ BEC=90°$,
$\therefore ∠ DBF=∠ DAC=90°-∠ C$.
在$△ BDF$和$△ ADC$中,$\begin{cases}∠ BDF=∠ ADC,\\∠ DBF=∠ DAC,\\DF=DC,\end{cases}$
$\therefore △ BDF≌△ ADC(\mathrm{AAS})$.
(2)解:由(1)得$△ BDF≌△ ADC$,
$\therefore BD=AD,\therefore BC-DC=AF+DF$.
$\because DF=DC,AF=4,BC=6,\therefore 6-DF=4+DF$,
$\therefore DF=1,\therefore AD=AF+DF=4+1=5$.
解析:
【分析】
(1) 要证明$△ BDF≌△ ADC$,首先根据垂直的定义可得两组对应角为直角,再利用同角的余角相等推出$∠ DBF=∠ DAC$,结合已知$DF=DC$,满足AAS全等判定的条件,即可完成证明。
(2) 根据全等三角形的性质可得$BD=AD$,再结合线段和差关系:$BD=BC-DC$,$AD=AF+DF$,已知$DF=DC$,代入$AF$、$BC$的数值建立关于$DF$的方程,求出$DF$后即可计算$AD$的长度。
【解析】
(1) 证明:$\because AD⊥ BC,BE⊥ AC$,
$\therefore ∠ BDF=∠ ADC=∠ BEC=90°$,
$\therefore ∠ DBF+∠ C=90°$,$∠ DAC+∠ C=90°$,即$∠ DBF=∠ DAC=90°-∠ C$。
在$△ BDF$和$△ ADC$中,$\begin{cases}∠ BDF=∠ ADC,\\∠ DBF=∠ DAC,\\DF=DC,\end{cases}$
$\therefore △ BDF≌△ ADC(\mathrm{AAS})$。
(2) 解:由(1)得$△ BDF≌△ ADC$,
$\therefore BD=AD$,
$\because BD=BC-DC$,$AD=AF+DF$,且$DF=DC$,
$\therefore BC-DF=AF+DF$,
把$AF=4$,$BC=6$代入得:$6-DF=4+DF$,
解得$DF=1$,
$\therefore AD=AF+DF=4+1=5$。
【答案】
(1) 证明见解析;(2) $\boldsymbol{5}$
【知识点】
全等三角形的AAS判定,全等三角形的性质,同角的余角相等
【点评】
本题属于三角形全等的基础应用题型,第一问需要从垂直关系中挖掘角相等的条件,考查全等判定定理的掌握程度;第二问结合全等性质和线段和差关系建立方程求解,侧重考查等量代换的运算能力。
【难度系数】
0.7
(1) 要证明$△ BDF≌△ ADC$,首先根据垂直的定义可得两组对应角为直角,再利用同角的余角相等推出$∠ DBF=∠ DAC$,结合已知$DF=DC$,满足AAS全等判定的条件,即可完成证明。
(2) 根据全等三角形的性质可得$BD=AD$,再结合线段和差关系:$BD=BC-DC$,$AD=AF+DF$,已知$DF=DC$,代入$AF$、$BC$的数值建立关于$DF$的方程,求出$DF$后即可计算$AD$的长度。
【解析】
(1) 证明:$\because AD⊥ BC,BE⊥ AC$,
$\therefore ∠ BDF=∠ ADC=∠ BEC=90°$,
$\therefore ∠ DBF+∠ C=90°$,$∠ DAC+∠ C=90°$,即$∠ DBF=∠ DAC=90°-∠ C$。
在$△ BDF$和$△ ADC$中,$\begin{cases}∠ BDF=∠ ADC,\\∠ DBF=∠ DAC,\\DF=DC,\end{cases}$
$\therefore △ BDF≌△ ADC(\mathrm{AAS})$。
(2) 解:由(1)得$△ BDF≌△ ADC$,
$\therefore BD=AD$,
$\because BD=BC-DC$,$AD=AF+DF$,且$DF=DC$,
$\therefore BC-DF=AF+DF$,
把$AF=4$,$BC=6$代入得:$6-DF=4+DF$,
解得$DF=1$,
$\therefore AD=AF+DF=4+1=5$。
【答案】
(1) 证明见解析;(2) $\boldsymbol{5}$
【知识点】
全等三角形的AAS判定,全等三角形的性质,同角的余角相等
【点评】
本题属于三角形全等的基础应用题型,第一问需要从垂直关系中挖掘角相等的条件,考查全等判定定理的掌握程度;第二问结合全等性质和线段和差关系建立方程求解,侧重考查等量代换的运算能力。
【难度系数】
0.7
13.(10分)在$△ ABC$中,$∠ A=30°$,边$AC$的垂直平分线分别交$AC$,$AB$边于点$D$和点$E$,连接$CE$.
(1)尺规作图:在线段$BE$上求作点$F$,使$∠ ECF=∠ ECA$;(保留作图痕迹,不写作法)
(2)请猜想并写出线段$EF$与线段$ED$有怎样的数量关系?并说明理由.

(1)尺规作图:在线段$BE$上求作点$F$,使$∠ ECF=∠ ECA$;(保留作图痕迹,不写作法)
(2)请猜想并写出线段$EF$与线段$ED$有怎样的数量关系?并说明理由.
答案:
13.解:(1)$\because ∠ A=30°$,$DE$垂直平分$AC$,$\therefore EA=EC$,
$\therefore ∠ ECA=∠ A=30°$.
$\because ∠ ECF=∠ ECA,\therefore ∠ ECF=30°$,
$\therefore ∠ EFC=90°$,即 $CF⊥ AB$.
如答图,点 $F$ 即为所求.
(2)结论:$ED=EF$.
理由:$\because ED⊥ CA,EF⊥ CF$,
$\therefore ∠ CDE=∠ CFE=90°$.
在$△ CDE$和$△ CFE$中,$\begin{cases}∠ CDE=∠ CFE,\\∠ ECD=∠ ECF,\\CE=CE,\end{cases}$
$\therefore △ CDE≌△ CFE(\mathrm{AAS}),\therefore ED=EF$.
13.解:(1)$\because ∠ A=30°$,$DE$垂直平分$AC$,$\therefore EA=EC$,
$\therefore ∠ ECA=∠ A=30°$.
$\because ∠ ECF=∠ ECA,\therefore ∠ ECF=30°$,
$\therefore ∠ EFC=90°$,即 $CF⊥ AB$.
如答图,点 $F$ 即为所求.
(2)结论:$ED=EF$.
理由:$\because ED⊥ CA,EF⊥ CF$,
$\therefore ∠ CDE=∠ CFE=90°$.
在$△ CDE$和$△ CFE$中,$\begin{cases}∠ CDE=∠ CFE,\\∠ ECD=∠ ECF,\\CE=CE,\end{cases}$
$\therefore △ CDE≌△ CFE(\mathrm{AAS}),\therefore ED=EF$.
解析:
【分析】
(1) 本小题为尺规作图题,要求作∠ECF=∠ECA,可直接使用“作一个角等于已知角”的基本作图方法完成;也可先推导角度关系:由DE是AC的垂直平分线可得EA=EC,因此∠ECA=∠A=30°,只需以CE为边,作∠ECF=30°,交BE于点F即可,也等价于过点C作AB的垂线得到点F。
(2) 要判断ED与EF的数量关系,观察两条线段的特征:ED是点E到AC的垂线段,结合已知∠ECD=∠ECF、CE为公共边,可通过证明△CDE和△CFE全等,推导得到两条线段相等的结论。
【解析】
(1) 已知∠A=30°,DE垂直平分AC,根据线段垂直平分线的性质可得EA=EC,因此∠ECA=∠A=30°。
要求∠ECF=∠ECA,即∠ECF=30°,因此∠EFC=180°-∠CEB-∠ECF=180°-(∠A+∠ACE)-30°=90°,即CF⊥AB,按要求作图即可。
(2) 结论:$ED=EF$,理由如下:
∵$ED⊥CA$,$CF⊥AB$,
∴$∠CDE=∠CFE=90°$。
在$△ CDE$和$△ CFE$中:
$\begin{cases}∠CDE=∠CFE \\∠ECD=∠ECF \\CE=CE\end{cases}$
∴$△ CDE≌△ CFE(\mathrm{AAS})$,
∴$ED=EF$。
【答案】
(1) $\because ∠ A=30°$,$DE$垂直平分$AC$,$\therefore EA=EC$,
$\therefore ∠ ECA=∠ A=30°$.
$\because ∠ ECF=∠ ECA,\therefore ∠ ECF=30°$,
$\therefore ∠ EFC=90°$,即 $CF⊥ AB$.
如答图,点 $F$ 即为所求.
(2)结论:$ED=EF$.
理由:$\because ED⊥ CA,EF⊥ CF$,
$\therefore ∠ CDE=∠ CFE=90°$.
在$△ CDE$和$△ CFE$中,$\begin{cases}∠ CDE=∠ CFE,\\∠ ECD=∠ ECF,\\CE=CE,\end{cases}$
$\therefore △ CDE≌△ CFE(\mathrm{AAS}),\therefore ED=EF$.
【知识点】
线段垂直平分线的性质,尺规作角,全等三角形的判定与性质
【点评】
本题属于基础几何综合题,同时考查了尺规作图的操作能力、线段垂直平分线的性质应用和全等三角形的判定,解题的关键是熟练掌握基础作图方法,能快速梳理出全等三角形的判定条件。
【难度系数】
0.7
(1) 本小题为尺规作图题,要求作∠ECF=∠ECA,可直接使用“作一个角等于已知角”的基本作图方法完成;也可先推导角度关系:由DE是AC的垂直平分线可得EA=EC,因此∠ECA=∠A=30°,只需以CE为边,作∠ECF=30°,交BE于点F即可,也等价于过点C作AB的垂线得到点F。
(2) 要判断ED与EF的数量关系,观察两条线段的特征:ED是点E到AC的垂线段,结合已知∠ECD=∠ECF、CE为公共边,可通过证明△CDE和△CFE全等,推导得到两条线段相等的结论。
【解析】
(1) 已知∠A=30°,DE垂直平分AC,根据线段垂直平分线的性质可得EA=EC,因此∠ECA=∠A=30°。
要求∠ECF=∠ECA,即∠ECF=30°,因此∠EFC=180°-∠CEB-∠ECF=180°-(∠A+∠ACE)-30°=90°,即CF⊥AB,按要求作图即可。
(2) 结论:$ED=EF$,理由如下:
∵$ED⊥CA$,$CF⊥AB$,
∴$∠CDE=∠CFE=90°$。
在$△ CDE$和$△ CFE$中:
$\begin{cases}∠CDE=∠CFE \\∠ECD=∠ECF \\CE=CE\end{cases}$
∴$△ CDE≌△ CFE(\mathrm{AAS})$,
∴$ED=EF$。
【答案】
(1) $\because ∠ A=30°$,$DE$垂直平分$AC$,$\therefore EA=EC$,
$\therefore ∠ ECA=∠ A=30°$.
$\because ∠ ECF=∠ ECA,\therefore ∠ ECF=30°$,
$\therefore ∠ EFC=90°$,即 $CF⊥ AB$.
如答图,点 $F$ 即为所求.
(2)结论:$ED=EF$.
理由:$\because ED⊥ CA,EF⊥ CF$,
$\therefore ∠ CDE=∠ CFE=90°$.
在$△ CDE$和$△ CFE$中,$\begin{cases}∠ CDE=∠ CFE,\\∠ ECD=∠ ECF,\\CE=CE,\end{cases}$
$\therefore △ CDE≌△ CFE(\mathrm{AAS}),\therefore ED=EF$.
【知识点】
线段垂直平分线的性质,尺规作角,全等三角形的判定与性质
【点评】
本题属于基础几何综合题,同时考查了尺规作图的操作能力、线段垂直平分线的性质应用和全等三角形的判定,解题的关键是熟练掌握基础作图方法,能快速梳理出全等三角形的判定条件。
【难度系数】
0.7
14.(10分)如图,直线$y=kx+3$与$x$轴,$y$轴分别交于$A,B$两点,$OA=\dfrac{4}{3}OB$,$C(x,y)$是直线$y=kx+3$上与点$A,B$不重合的动点.
(1)求直线$AB$的函数表达式.
(2)作直线$OC$,当$△ AOB$的面积被直线$OC$分成$1:2$的两部分时,求直线$OC$的函数表达式.
(3)过点$C$作直线$CD$,与$y$轴相交于点$D$,是否存在点$C$,使$△ BCD$与$△ AOB$全等?若存在,求出点$C$的坐标;若不存在,说明理由.

(1)求直线$AB$的函数表达式.
(2)作直线$OC$,当$△ AOB$的面积被直线$OC$分成$1:2$的两部分时,求直线$OC$的函数表达式.
(3)过点$C$作直线$CD$,与$y$轴相交于点$D$,是否存在点$C$,使$△ BCD$与$△ AOB$全等?若存在,求出点$C$的坐标;若不存在,说明理由.
答案:
14.解:(1)直线 $y=kx+3$ 与 $x$ 轴,$y$ 轴分别交于 $A,B$ 两点,
当 $x=0$ 时,得 $y=3$,
$\therefore B(0,3),\therefore OB=3$.
$\because OA=\dfrac{4}{3}OB,\therefore OA=4,\therefore A(4,0)$,
把点 $A$ 的坐标代入 $y=kx+3$,得 $0=4k+3$,
解得 $k=-\dfrac{3}{4}$,
$\therefore$ 直线 $AB$ 的函数表达式为 $y=-\dfrac{3}{4}x+3$.
(2)$\because OB=3,OA=4$,
$\therefore S_{△ AOB}=\dfrac{1}{2}OA· OB=\dfrac{1}{2}×4×3=6$.
当$△ AOB$的面积被直线$OC$分成$1:2$的两部分时,分两种情况讨论:
当 $S_{△ AOC}:S_{△ BOC}=1:2$ 时,如答图①.
$S_{△ AOC}=\dfrac{1}{3}S_{△ AOB}=2$,
$\therefore \dfrac{1}{2}OA· y_C=2$,即 $\dfrac{1}{2}×4y_C=2$,解得 $y_C=1$,
$\therefore -\dfrac{3}{4}x+3=1$,解得 $x=\dfrac{8}{3},\therefore C(\dfrac{8}{3},1)$.
设直线 $OC$ 的函数表达式为 $y=k_1x(k_1≠0)$,将点 $C$ 的坐标代入,得 $\dfrac{8}{3}k_1=1$,解得 $k_1=\dfrac{3}{8}$,
$\therefore$ 此时直线 $OC$ 的函数表达式为 $y=\dfrac{3}{8}x$;
当 $S_{△ BOC}:S_{△ AOC}=1:2$ 时,如答图②.
$S_{△ AOC}=\dfrac{2}{3}S_{△ AOB}=4$,
$\therefore \dfrac{1}{2}OA· y_C=4$,即 $\dfrac{1}{2}×4y_C=4,\therefore y_C=2$,
$\therefore -\dfrac{3}{4}x+3=2$,
解得 $x=\dfrac{4}{3},\therefore C(\dfrac{4}{3},2)$.
设直线 $OC$ 的函数表达式为 $y=k_2x(k_2≠0)$,将点 $C$ 的坐标代入,得 $\dfrac{4}{3}k_2=2$,解得 $k_2=\dfrac{3}{2}$,
$\therefore$ 此时直线 $OC$ 的函数表达式为 $y=\dfrac{3}{2}x$.
综上所述,当$△ AOB$的面积被直线$OC$分成$1:2$的两部分时,直线 $OC$ 的函数表达式为 $y=\dfrac{3}{8}x$ 或 $y=\dfrac{3}{2}x$.
(3)存在.
在$\mathrm{Rt}△ AOB$中,$OA=4,OB=3$,
由勾股定理,得 $AB=\sqrt{OA^2+OB^2}=5$.
①若$△ AOB≌△ DCB$,过点 $C$ 作 $CD⊥ AB$ 交 $y$ 轴于点 $D$,过点 $C$ 作 $CH⊥ OA$ 于点 $H$,如答图③.
$\therefore BD=AB=5,BC=OB=3$,
$\therefore D(0,-2),AC=AB-BC=2$,
设 $C(t,-\dfrac{3}{4}t+3)$,
则 $OH=t,AH=4-t,CH=-\dfrac{3}{4}t+3$,
而 $AH^2+CH^2=AC^2$,
$\therefore (4-t)^2+(-\dfrac{3}{4}t+3)^2=4$,
解得 $t=\dfrac{12}{5}$ 或 $t=\dfrac{28}{5}$,
当 $t=\dfrac{12}{5}$ 时,$C(\dfrac{12}{5},\dfrac{6}{5})$,此时 $CD=4$,符合题意,
当 $t=\dfrac{28}{5}$ 时,$C(\dfrac{28}{5},-\dfrac{6}{5})$,此时 $CD=\sqrt{32}≠ OA$,不符合题意,舍去,$\therefore C(\dfrac{12}{5},\dfrac{6}{5})$.
同理可知,$△ AOB≌△ D'C'B$时,$△ D'C'B≌△ DCB$,
$\therefore BC'=BC$,
$\therefore B$ 为 $CC'$ 的中点,
$\therefore x_{C'}=0-x_C=0-\dfrac{12}{5}=-\dfrac{12}{5}$,
$y_{C'}=2×3-y_C=6-\dfrac{6}{5}=\dfrac{24}{5},\therefore C'(-\dfrac{12}{5},\dfrac{24}{5})$.
②若$△ AOB≌△ CDB$,如答图④.
$\therefore BD=OB=3,∠ CDB=∠ AOB=90°,\therefore D(0,6)$.
在 $y=-\dfrac{3}{4}x+3$ 中,令 $y=6$,得 $x=-4,\therefore C(-4,6)$,
此时 $CD=OA=4,BC=AB=5$,符合题意,$\therefore C(-4,6)$.
综上所述,点 $C$ 的坐标为 $(\dfrac{12}{5},\dfrac{6}{5})$ 或 $(-\dfrac{12}{5},\dfrac{24}{5})$ 或 $(-4,6)$.
14.解:(1)直线 $y=kx+3$ 与 $x$ 轴,$y$ 轴分别交于 $A,B$ 两点,
当 $x=0$ 时,得 $y=3$,
$\therefore B(0,3),\therefore OB=3$.
$\because OA=\dfrac{4}{3}OB,\therefore OA=4,\therefore A(4,0)$,
把点 $A$ 的坐标代入 $y=kx+3$,得 $0=4k+3$,
解得 $k=-\dfrac{3}{4}$,
$\therefore$ 直线 $AB$ 的函数表达式为 $y=-\dfrac{3}{4}x+3$.
(2)$\because OB=3,OA=4$,
$\therefore S_{△ AOB}=\dfrac{1}{2}OA· OB=\dfrac{1}{2}×4×3=6$.
当$△ AOB$的面积被直线$OC$分成$1:2$的两部分时,分两种情况讨论:
当 $S_{△ AOC}:S_{△ BOC}=1:2$ 时,如答图①.
$S_{△ AOC}=\dfrac{1}{3}S_{△ AOB}=2$,
$\therefore \dfrac{1}{2}OA· y_C=2$,即 $\dfrac{1}{2}×4y_C=2$,解得 $y_C=1$,
$\therefore -\dfrac{3}{4}x+3=1$,解得 $x=\dfrac{8}{3},\therefore C(\dfrac{8}{3},1)$.
设直线 $OC$ 的函数表达式为 $y=k_1x(k_1≠0)$,将点 $C$ 的坐标代入,得 $\dfrac{8}{3}k_1=1$,解得 $k_1=\dfrac{3}{8}$,
$\therefore$ 此时直线 $OC$ 的函数表达式为 $y=\dfrac{3}{8}x$;
当 $S_{△ BOC}:S_{△ AOC}=1:2$ 时,如答图②.
$S_{△ AOC}=\dfrac{2}{3}S_{△ AOB}=4$,
$\therefore \dfrac{1}{2}OA· y_C=4$,即 $\dfrac{1}{2}×4y_C=4,\therefore y_C=2$,
$\therefore -\dfrac{3}{4}x+3=2$,
解得 $x=\dfrac{4}{3},\therefore C(\dfrac{4}{3},2)$.
设直线 $OC$ 的函数表达式为 $y=k_2x(k_2≠0)$,将点 $C$ 的坐标代入,得 $\dfrac{4}{3}k_2=2$,解得 $k_2=\dfrac{3}{2}$,
$\therefore$ 此时直线 $OC$ 的函数表达式为 $y=\dfrac{3}{2}x$.
综上所述,当$△ AOB$的面积被直线$OC$分成$1:2$的两部分时,直线 $OC$ 的函数表达式为 $y=\dfrac{3}{8}x$ 或 $y=\dfrac{3}{2}x$.
(3)存在.
在$\mathrm{Rt}△ AOB$中,$OA=4,OB=3$,
由勾股定理,得 $AB=\sqrt{OA^2+OB^2}=5$.
①若$△ AOB≌△ DCB$,过点 $C$ 作 $CD⊥ AB$ 交 $y$ 轴于点 $D$,过点 $C$ 作 $CH⊥ OA$ 于点 $H$,如答图③.
$\therefore BD=AB=5,BC=OB=3$,
$\therefore D(0,-2),AC=AB-BC=2$,
设 $C(t,-\dfrac{3}{4}t+3)$,
则 $OH=t,AH=4-t,CH=-\dfrac{3}{4}t+3$,
而 $AH^2+CH^2=AC^2$,
$\therefore (4-t)^2+(-\dfrac{3}{4}t+3)^2=4$,
解得 $t=\dfrac{12}{5}$ 或 $t=\dfrac{28}{5}$,
当 $t=\dfrac{12}{5}$ 时,$C(\dfrac{12}{5},\dfrac{6}{5})$,此时 $CD=4$,符合题意,
当 $t=\dfrac{28}{5}$ 时,$C(\dfrac{28}{5},-\dfrac{6}{5})$,此时 $CD=\sqrt{32}≠ OA$,不符合题意,舍去,$\therefore C(\dfrac{12}{5},\dfrac{6}{5})$.
同理可知,$△ AOB≌△ D'C'B$时,$△ D'C'B≌△ DCB$,
$\therefore BC'=BC$,
$\therefore B$ 为 $CC'$ 的中点,
$\therefore x_{C'}=0-x_C=0-\dfrac{12}{5}=-\dfrac{12}{5}$,
$y_{C'}=2×3-y_C=6-\dfrac{6}{5}=\dfrac{24}{5},\therefore C'(-\dfrac{12}{5},\dfrac{24}{5})$.
②若$△ AOB≌△ CDB$,如答图④.
$\therefore BD=OB=3,∠ CDB=∠ AOB=90°,\therefore D(0,6)$.
在 $y=-\dfrac{3}{4}x+3$ 中,令 $y=6$,得 $x=-4,\therefore C(-4,6)$,
此时 $CD=OA=4,BC=AB=5$,符合题意,$\therefore C(-4,6)$.
综上所述,点 $C$ 的坐标为 $(\dfrac{12}{5},\dfrac{6}{5})$ 或 $(-\dfrac{12}{5},\dfrac{24}{5})$ 或 $(-4,6)$.
解析:
【分析】
(1) 求直线解析式需要确定直线上两个点的坐标,先令x=0求出直线与y轴交点B的坐标,得到OB长度,再根据$OA=\dfrac{4}{3}OB$求出OA长度,得到A点坐标,最后将A点代入$y=kx+3$求出k值即可。
(2) 直线OC将△AOB面积分为1:2两部分,需分两种情况讨论:$S_{△AOC}:S_{△BOC}=1:2$、$S_{△BOC}:S_{△AOC}=1:2$。两种情况均以OA为△AOC的底,C点纵坐标为高,根据面积比例求出C点纵坐标,代入直线AB解析式得到C点坐标,再用待定系数法求直线OC的解析式。
(3) △AOB是直角边为3、4的直角三角形,若△BCD与它全等,需分类讨论全等的对应关系,结合全等对应边相等的性质求出C点坐标,同时要验证所求点是否符合题意,避免错解、漏解。
【解析】
(1) 直线 $y=kx+3$ 与 $x$ 轴,$y$ 轴分别交于 $A,B$ 两点,
当 $x=0$ 时,得 $y=3$,
$\therefore B(0,3),\therefore OB=3$.
$\because OA=\dfrac{4}{3}OB,\therefore OA=4,\therefore A(4,0)$,
把点 $A$ 的坐标代入 $y=kx+3$,得 $0=4k+3$,
解得 $k=-\dfrac{3}{4}$,
$\therefore$ 直线 $AB$ 的函数表达式为 $y=-\dfrac{3}{4}x+3$.
(2)$\because OB=3,OA=4$,
$\therefore S_{△ AOB}=\dfrac{1}{2}OA· OB=\dfrac{1}{2}×4×3=6$.
当$△ AOB$的面积被直线$OC$分成$1:2$的两部分时,分两种情况讨论:
当 $S_{△ AOC}:S_{△ BOC}=1:2$ 时,如答图①.
$S_{△ AOC}=\dfrac{1}{3}S_{△ AOB}=2$,
$\therefore \dfrac{1}{2}OA· y_C=2$,即 $\dfrac{1}{2}×4y_C=2$,解得 $y_C=1$,
$\therefore -\dfrac{3}{4}x+3=1$,解得 $x=\dfrac{8}{3},\therefore C(\dfrac{8}{3},1)$.
设直线 $OC$ 的函数表达式为 $y=k_1x(k_1≠0)$,将点 $C$ 的坐标代入,得 $\dfrac{8}{3}k_1=1$,解得 $k_1=\dfrac{3}{8}$,
$\therefore$ 此时直线 $OC$ 的函数表达式为 $y=\dfrac{3}{8}x$;
当 $S_{△ BOC}:S_{△ AOC}=1:2$ 时,如答图②.
$S_{△ AOC}=\dfrac{2}{3}S_{△ AOB}=4$,
$\therefore \dfrac{1}{2}OA· y_C=4$,即 $\dfrac{1}{2}×4y_C=4,\therefore y_C=2$,
$\therefore -\dfrac{3}{4}x+3=2$,
解得 $x=\dfrac{4}{3},\therefore C(\dfrac{4}{3},2)$.
设直线 $OC$ 的函数表达式为 $y=k_2x(k_2≠0)$,将点 $C$ 的坐标代入,得 $\dfrac{4}{3}k_2=2$,解得 $k_2=\dfrac{3}{2}$,
$\therefore$ 此时直线 $OC$ 的函数表达式为 $y=\dfrac{3}{2}x$.
综上所述,当$△ AOB$的面积被直线$OC$分成$1:2$的两部分时,直线 $OC$ 的函数表达式为 $y=\dfrac{3}{8}x$ 或 $y=\dfrac{3}{2}x$.
(3)存在.
在$\mathrm{Rt}△ AOB$中,$OA=4,OB=3$,
由勾股定理,得 $AB=\sqrt{OA^2+OB^2}=5$.
①若$△ AOB≌△ DCB$,过点 $C$ 作 $CD⊥ AB$ 交 $y$ 轴于点 $D$,过点 $C$ 作 $CH⊥ OA$ 于点 $H$,如答图③.
$\therefore BD=AB=5,BC=OB=3$,
$\therefore D(0,-2),AC=AB-BC=2$,
设 $C(t,-\dfrac{3}{4}t+3)$,
则 $OH=t,AH=4-t,CH=-\dfrac{3}{4}t+3$,
而 $AH^2+CH^2=AC^2$,
$\therefore (4-t)^2+(-\dfrac{3}{4}t+3)^2=4$,
解得 $t=\dfrac{12}{5}$ 或 $t=\dfrac{28}{5}$,
当 $t=\dfrac{12}{5}$ 时,$C(\dfrac{12}{5},\dfrac{6}{5})$,此时 $CD=4$,符合题意,
当 $t=\dfrac{28}{5}$ 时,$C(\dfrac{28}{5},-\dfrac{6}{5})$,此时 $CD=\sqrt{32}≠ OA$,不符合题意,舍去,$\therefore C(\dfrac{12}{5},\dfrac{6}{5})$.
同理可知,$△ AOB≌△ D'C'B$时,$△ D'C'B≌△ DCB$,
$\therefore BC'=BC$,
$\therefore B$ 为 $CC'$ 的中点,
$\therefore x_{C'}=0-x_C=0-\dfrac{12}{5}=-\dfrac{12}{5}$,
$y_{C'}=2×3-y_C=6-\dfrac{6}{5}=\dfrac{24}{5},\therefore C'(-\dfrac{12}{5},\dfrac{24}{5})$.
②若$△ AOB≌△ CDB$,如答图④.
$\therefore BD=OB=3,∠ CDB=∠ AOB=90°,\therefore D(0,6)$.
在 $y=-\dfrac{3}{4}x+3$ 中,令 $y=6$,得 $x=-4,\therefore C(-4,6)$,
此时 $CD=OA=4,BC=AB=5$,符合题意,$\therefore C(-4,6)$.
综上所述,点 $C$ 的坐标为 $(\dfrac{12}{5},\dfrac{6}{5})$ 或 $(-\dfrac{12}{5},\dfrac{24}{5})$ 或 $(-4,6)$.
【答案】
(1) 直线$AB$的函数表达式为$\boldsymbol{y=-\dfrac{3}{4}x+3}$;
(2) 直线$OC$的函数表达式为$\boldsymbol{y=\dfrac{3}{8}x}$或$\boldsymbol{y=\dfrac{3}{2}x}$;
(3) 存在,点$C$的坐标为$\boldsymbol{(\dfrac{12}{5},\dfrac{6}{5})}$、$\boldsymbol{(-\dfrac{12}{5},\dfrac{24}{5})}$、$\boldsymbol{(-4,6)}$。
【知识点】
一次函数解析式求解,三角形面积计算,全等三角形的性质
【点评】
本题是一次函数与三角形的综合题,重点考查分类讨论的数学思想,解题时需对面积比例关系、全等的对应关系分情况讨论,避免漏解,对知识的综合运用能力有一定要求。
【难度系数】
0.4
(1) 求直线解析式需要确定直线上两个点的坐标,先令x=0求出直线与y轴交点B的坐标,得到OB长度,再根据$OA=\dfrac{4}{3}OB$求出OA长度,得到A点坐标,最后将A点代入$y=kx+3$求出k值即可。
(2) 直线OC将△AOB面积分为1:2两部分,需分两种情况讨论:$S_{△AOC}:S_{△BOC}=1:2$、$S_{△BOC}:S_{△AOC}=1:2$。两种情况均以OA为△AOC的底,C点纵坐标为高,根据面积比例求出C点纵坐标,代入直线AB解析式得到C点坐标,再用待定系数法求直线OC的解析式。
(3) △AOB是直角边为3、4的直角三角形,若△BCD与它全等,需分类讨论全等的对应关系,结合全等对应边相等的性质求出C点坐标,同时要验证所求点是否符合题意,避免错解、漏解。
【解析】
(1) 直线 $y=kx+3$ 与 $x$ 轴,$y$ 轴分别交于 $A,B$ 两点,
当 $x=0$ 时,得 $y=3$,
$\therefore B(0,3),\therefore OB=3$.
$\because OA=\dfrac{4}{3}OB,\therefore OA=4,\therefore A(4,0)$,
把点 $A$ 的坐标代入 $y=kx+3$,得 $0=4k+3$,
解得 $k=-\dfrac{3}{4}$,
$\therefore$ 直线 $AB$ 的函数表达式为 $y=-\dfrac{3}{4}x+3$.
(2)$\because OB=3,OA=4$,
$\therefore S_{△ AOB}=\dfrac{1}{2}OA· OB=\dfrac{1}{2}×4×3=6$.
当$△ AOB$的面积被直线$OC$分成$1:2$的两部分时,分两种情况讨论:
当 $S_{△ AOC}:S_{△ BOC}=1:2$ 时,如答图①.
$S_{△ AOC}=\dfrac{1}{3}S_{△ AOB}=2$,
$\therefore \dfrac{1}{2}OA· y_C=2$,即 $\dfrac{1}{2}×4y_C=2$,解得 $y_C=1$,
$\therefore -\dfrac{3}{4}x+3=1$,解得 $x=\dfrac{8}{3},\therefore C(\dfrac{8}{3},1)$.
设直线 $OC$ 的函数表达式为 $y=k_1x(k_1≠0)$,将点 $C$ 的坐标代入,得 $\dfrac{8}{3}k_1=1$,解得 $k_1=\dfrac{3}{8}$,
$\therefore$ 此时直线 $OC$ 的函数表达式为 $y=\dfrac{3}{8}x$;
当 $S_{△ BOC}:S_{△ AOC}=1:2$ 时,如答图②.
$S_{△ AOC}=\dfrac{2}{3}S_{△ AOB}=4$,
$\therefore \dfrac{1}{2}OA· y_C=4$,即 $\dfrac{1}{2}×4y_C=4,\therefore y_C=2$,
$\therefore -\dfrac{3}{4}x+3=2$,
解得 $x=\dfrac{4}{3},\therefore C(\dfrac{4}{3},2)$.
设直线 $OC$ 的函数表达式为 $y=k_2x(k_2≠0)$,将点 $C$ 的坐标代入,得 $\dfrac{4}{3}k_2=2$,解得 $k_2=\dfrac{3}{2}$,
$\therefore$ 此时直线 $OC$ 的函数表达式为 $y=\dfrac{3}{2}x$.
综上所述,当$△ AOB$的面积被直线$OC$分成$1:2$的两部分时,直线 $OC$ 的函数表达式为 $y=\dfrac{3}{8}x$ 或 $y=\dfrac{3}{2}x$.
(3)存在.
在$\mathrm{Rt}△ AOB$中,$OA=4,OB=3$,
由勾股定理,得 $AB=\sqrt{OA^2+OB^2}=5$.
①若$△ AOB≌△ DCB$,过点 $C$ 作 $CD⊥ AB$ 交 $y$ 轴于点 $D$,过点 $C$ 作 $CH⊥ OA$ 于点 $H$,如答图③.
$\therefore BD=AB=5,BC=OB=3$,
$\therefore D(0,-2),AC=AB-BC=2$,
设 $C(t,-\dfrac{3}{4}t+3)$,
则 $OH=t,AH=4-t,CH=-\dfrac{3}{4}t+3$,
而 $AH^2+CH^2=AC^2$,
$\therefore (4-t)^2+(-\dfrac{3}{4}t+3)^2=4$,
解得 $t=\dfrac{12}{5}$ 或 $t=\dfrac{28}{5}$,
当 $t=\dfrac{12}{5}$ 时,$C(\dfrac{12}{5},\dfrac{6}{5})$,此时 $CD=4$,符合题意,
当 $t=\dfrac{28}{5}$ 时,$C(\dfrac{28}{5},-\dfrac{6}{5})$,此时 $CD=\sqrt{32}≠ OA$,不符合题意,舍去,$\therefore C(\dfrac{12}{5},\dfrac{6}{5})$.
同理可知,$△ AOB≌△ D'C'B$时,$△ D'C'B≌△ DCB$,
$\therefore BC'=BC$,
$\therefore B$ 为 $CC'$ 的中点,
$\therefore x_{C'}=0-x_C=0-\dfrac{12}{5}=-\dfrac{12}{5}$,
$y_{C'}=2×3-y_C=6-\dfrac{6}{5}=\dfrac{24}{5},\therefore C'(-\dfrac{12}{5},\dfrac{24}{5})$.
②若$△ AOB≌△ CDB$,如答图④.
$\therefore BD=OB=3,∠ CDB=∠ AOB=90°,\therefore D(0,6)$.
在 $y=-\dfrac{3}{4}x+3$ 中,令 $y=6$,得 $x=-4,\therefore C(-4,6)$,
此时 $CD=OA=4,BC=AB=5$,符合题意,$\therefore C(-4,6)$.
综上所述,点 $C$ 的坐标为 $(\dfrac{12}{5},\dfrac{6}{5})$ 或 $(-\dfrac{12}{5},\dfrac{24}{5})$ 或 $(-4,6)$.
【答案】
(1) 直线$AB$的函数表达式为$\boldsymbol{y=-\dfrac{3}{4}x+3}$;
(2) 直线$OC$的函数表达式为$\boldsymbol{y=\dfrac{3}{8}x}$或$\boldsymbol{y=\dfrac{3}{2}x}$;
(3) 存在,点$C$的坐标为$\boldsymbol{(\dfrac{12}{5},\dfrac{6}{5})}$、$\boldsymbol{(-\dfrac{12}{5},\dfrac{24}{5})}$、$\boldsymbol{(-4,6)}$。
【知识点】
一次函数解析式求解,三角形面积计算,全等三角形的性质
【点评】
本题是一次函数与三角形的综合题,重点考查分类讨论的数学思想,解题时需对面积比例关系、全等的对应关系分情况讨论,避免漏解,对知识的综合运用能力有一定要求。
【难度系数】
0.4