2023-2024学年初中数学八年级上册 19.10 两点的距离公式 同步分层训练培优卷(沪教版五四制)
一、选择题
1.(2023八下·河西期中)若有点,点,则的长度为( )
A. B. C. D.
2.(2022八下·无为期末)如图,在平面直角坐标系中,点是直线与直线的交点,点B是直线与y轴的交点,点P是x轴上的一个动点,连接PA,PB,则的最小值是( )
A.6 B. C.9 D.
3.(2022八下·禹州期末)在平面直角坐标系中,点A(4,0),点B(0,6),则点A,B之间的距离是( )
A.2 B.2 C.3 D.5
4.(2021九上·永定期末)如图,直线y=x+2与反比例函 的图象在第一象限交于点P.若 ,则k的值为( )
A.6 B.8 C.10 D.12
5.(2021八下·东莞期末)如图,点P是平面直角坐标系中一点,则点P到原点O的距离是( )
A.1 B.2 C. D.
6.(2021九上·织金期末)如图,直线 与坐标轴分别交于点 ,与若双曲线 交于点 ,则 为( )
A. B. C. D.
7.(2021八上·铁西月考)如图,若点,点,在x轴上找一点P,使最小,则点P坐标为( )
A.(-5,0) B.(-1,0) C.(0,0) D.(1,0)
8.(2023·宁波模拟)已知:、是正数,且,则的最小值是( )
A. B. C. D.
二、填空题
9.(2023·盐田模拟)如图,A,B是反比例函数图象上两点,,,,则 .
10.(2023·秀洲模拟)如图,在平面直角坐标系中, , ,P是x轴上动点,连结 ,将线段 绕点A逆时针旋转 得到线段 ,连结 ,取 中点为M. 的度数为 , 的最小值为 .
11.(2023九下·荆州月考)如图,在平面直角坐标系中,长为3的线段(点D在点C右侧)在x轴上移动,点、是y轴上定点,连接,则的最小值为 .
12.(2022·河西模拟)如图,在边长为4的等边中,D,E分别为,的中点,连接,F为的中点,连接,则的长为 .
13.(2022·石景山模拟)如图,某建筑公司有A(1,3),B(3,3),C(5,3)三个建筑工地,三个工地的水泥日用量分别为a吨,b吨,c吨.有M(1,5),N(3,1)两个原料库供应水泥.使用一辆载重量大于(a+b+c)吨的运输车可沿图中虚线所示的道路运送水泥.为节约运输成本,公司要进行运输路线规划,使总的“吨千米数”(吨数×运输路程千米数)最小.若公司安排一辆装有(a+c)吨的运输车向A和C工地运送当日所需的水泥,且a>c,为使总的“吨千米数”最小,则应从 原料库(填“M”或“N”)装运;若公司计划从N原料库安排一辆装有(a+b+c)吨的运输车向A,B,C三个工地运送当日所需的水泥,且a:b:c=3:2:1,为使总的“吨千米数”最小,写出向三个工地运送水泥的顺序 (按运送的先后顺序依次排列即可).
三、解答题
14.(2021八上·厦门开学考)在平面直角坐标系 中有 四点,其中 , .
(Ⅰ)在下图中描出 四点,再连接 ;
(II)直接写出线段 与线段 的位置关系;
(Ⅲ)若 与 轴交于点 与 轴交于点 ,在线段 上是否存在一点 ,使得三角形 与三角形 的面积相等.若存在,求点 的坐标;若不存在,请说明理由.
四、作图题
15.(2023八下·福州月考)按要求完成作图:
(1)作出关于轴对称的图形;
(2)在轴上找一点,使得MA+MB的值最小,最小为多少?
五、综合题
16.(2021八上·长沙期末)设两个点A、B的坐标分别为 , ,则线段AB的长度为: .举例如下:A、B两点的坐标是 , ,则A、B两点之间的距离 .请利用上述知识解决下列问题:
(1)若 , ,且 ,求x的值;
(2)已知△ABC,点A为 、点B为 、点C为 ,求△ABC的面积;
(3)求代数式 的最小值.
17.(2020八上·长沙月考)先阅读下列一段文字,再解答问题.已知在平面内有两点P1( , ),P2( , ),其两点间的距离公式为 ,同时,当两点所在的直线在坐标轴上或平行于坐标轴或垂直于坐标轴时,两点间距离公式可简化为 或 .
(1)已知点A(7,3),B(2, ),试求A,B两点间的距离;
(2)已知点A,B在平行于 轴的直线上,点A的横坐标为6,点B的横坐标为 ,试求A,B两点间的距离;
(3)应用平面内两点间的距离公式,求代数式 的最小值.
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】直角坐标系内两点的距离公式
【解析】【解答】根据平面直角坐标系中两点距离公式:AB=;
故选:B
【分析】根据平面直角坐标系中两点距离公式计算可得答案。
2.【答案】D
【知识点】直角坐标系内两点的距离公式
【解析】【解答】解:作点A关于x轴的对称点,连接,如图所示:
则PA+PB的最小值即为的长,
将点A(3,a)代入y=2x,
得a=2×3=6,
∴点A坐标为(3,6),
将点A(3,6)代入y=x+b,
得3+b=6,
解得b=3,
∴点B坐标为(0,3),
根据轴对称的性质,可得点A'坐标为(3,-6)
∴,
∴PA+PB的最小值为.
故答案为:D.
【分析】作点A关于x轴的对称点,连接,先求出点B的坐标,再利用勾股定理求出,即可得到PA+PB的最小值为。
3.【答案】B
【知识点】直角坐标系内两点的距离公式
【解析】【解答】解:,,
.
故答案为:B.
【分析】若A(x,y),B(m,n)则AB=,据此计算
4.【答案】B
【知识点】反比例函数与一次函数的交点问题;直角坐标系内两点的距离公式
【解析】【解答】解:由题意设
整理得:
在第一象限,则
故答案为:B.
【分析】根据直线上的点的坐标特点设 P(x,x+2),由坐标平面内两点间的距离公式求出OP2,结合OP的长可列出方程,解之可求出点P坐标,再将点P坐标代入反比例函数解析式中求出k值即可.
5.【答案】D
【知识点】直角坐标系内两点的距离公式
【解析】【解答】解:如图,过点P作PA⊥x轴于点A,PB⊥y轴于点B,则四边形OAPB为矩形.
∵P(1,2),
∴OA=1,PA=OB=2,
在Rt△OPA中,∵∠OAP=90°,
∴OP= = = .
故答案为:D.
【分析】过点P作PA⊥x轴于点A,PB⊥y轴于点B,则四边形OAPB为矩形.根据点坐标的定义得出OA=1,PA=OB=2,再利用勾股定理即可求出OP的长。
6.【答案】A
【知识点】反比例函数与一次函数的交点问题;直角坐标系内两点的距离公式
【解析】【解答】解:A为直线y=kx﹣3(k≠0)与双曲线y=﹣ (x<0)的交点,可得A满足双曲线的解析式,
可得: ,
解得: ,
即A点坐标为(-2,1),
A点在直线上,可得A点满足y=kx﹣3(k≠0),
可得: ,解得:k=-2,
一次函数的解析式为:y=-2x﹣3,
B为直线与y轴的交点,可得B点坐标(0,-3),
∴AB= = ,
故答案为:A.
【分析】将y=1代入反比例函数解析式可求出m的值,可得到点A的坐标;将点A的坐标代入一次函数y=kx-3,可求出一次函数解析式,由x=0求出对应的y的值,可得到点B的坐标,然后利用点A,B的坐标,根据勾股定理求出AB的长.
7.【答案】C
【知识点】直角坐标系内两点的距离公式
【解析】【解答】解:根据题意要使|PA PB|最小,则PA=PB即可,
设P(x,0),
∴,解得:x=0,
∴P(0,0)
故答案为:C.
【分析】要使|PA PB|最小,则PA=PB即可.设P(x,0),根据PA=PB及坐标系内两点间的距离公式可得方程,求出x值即得结论.
8.【答案】A
【知识点】直角坐标系内两点的距离公式
【解析】【解答】解: , 均为正数, , ,
设 ,
从上式可以看出:第一个根号是表示点 到 的距离,第二个根号是点 到 的距离,
最小值为 注意取值范围: ,
最小值 ,
故答案为:A.
【分析】由已知得b=2-a,代入待求式子,根据坐标平面内来两点间的距离公式可得题目表示的是x轴上一点C(a,0)到A(0,1)、B(2,-2)的距离之和最小值问题,根据两点之间线段最短,用勾股定理算出最小值AB即可.
9.【答案】
【知识点】反比例函数的图象;三角形的面积;三角形全等及其性质;直角坐标系内两点的距离公式
【解析】【解答】解:设A(m,)(m>0、k>0)
∵C(-2,0),D(4,0),
∴OC=2,OD=4.
∵△ACO≌△ODB,
∴AC=OD=4,S△ACO=S△ODB,AO=BO,
∴OC·|yA|=×OD×|yB|,
∴×2×=×4×yB,
∴yB=.
∵点B在反比例函数y=的图象上,
∴=,
∴x=2m,
∴B(2m,).
∵AO=BO,
∴AO2=BO2,
∴m2+()2=(2m)2+()2,整理可得4m2=k2,
∴k=2m2,
∴A(m,2m).
∵AC=4,
∴(m+2)2+4m2=16,
解得m=,
∴A(,),
∴k=×=.
故答案为:.
【分析】设A(m,)(m>0、k>0),根据点C、D的坐标可得OC=2,OD=4,由全等三角形的性质可得AC=OD=4,S△ACO=S△ODB,AO=BO,结合三角形的面积公式可得yB=,代入反比例函数解析式中可得x=2m,则B(2m,),根据AB=BO结合两点间距离公式可得k=2m2,则A(m,2m),根据AC=4可得m的值,据此可得点A的坐标,进而可求出k的值.
10.【答案】135°;
【知识点】线段的性质:两点之间线段最短;旋转的性质;三角形全等的判定(AAS);直角坐标系内两点的距离公式
【解析】【解答】解:如图,过A作 轴,垂足为C,
∵ , ,
∴ ,
∴ ,
∴ ;
∵ 绕点A逆时针旋转 得到 , 是 中点,
∴ , ,
∴ ,
过点Q作 ,垂足为D,
∵ ,
∴ ,又 ,
∴ ,
在 和 中,
,
∴ ,
∴ ,即点Q的横坐标为1,则 ,
∴ ,
∴ ,则 ,
∴点M在线段 的垂直平分线上,
∴当M在 上时, 最小,且为 ,
故答案为:135°, .
【分析】过A作AC⊥x轴,垂足为C,根据点A、B的坐标可得AC=BC=2,∠ABC=45°,则∠ABP=135°,由旋转的性质可得∠PAQ=90°,AP=AQ,则AM=PQ, 过点Q作DQ⊥AC,垂足为D, 由同角的余角相等可得∠DAQ=∠APC,利用AAS证明△ADQ≌△PCA,得到DQ=AC=2,进而推出AM=BM,故当M在AB上时,AM+BM最小,然后利用两点间距离公式进行计算.
11.【答案】
【知识点】轴对称的应用-最短距离问题;平移的性质;直角坐标系内两点的距离公式
【解析】【解答】解:如图,平移使点D落在点B处,连接,则点C的对应点为,即,
∵,,
∴点,
作点A关于x轴的对称点,此时点,C,在同一条线上时,最小,
∵,
∴,
连接,则的最小值为,
故答案为:.
【分析】平移CD使点D落在点B处,连接B′C,则点C的对应点为B′,即B′C=BD,易得B′(-3,4),作点A关于x轴的对称点A′,此时点A′,C,B′在同一条线上时,AC+BD取得最小值,为A′B′,然后利用两点间距离公式进行计算.
12.【答案】
【知识点】等边三角形的性质;直角坐标系内两点的距离公式
【解析】【解答】解:以点B为原点,BC所在的直线为x轴,过点B且垂直于BC的直线为y轴建立平面直角坐标系,过点A作AE⊥BC,过点D作DG⊥BC,
由题意,得
点C的坐标为(4,0),E的坐标为(2,0),
∵等边三角形,E为BC的中点,
∴AB=BC,∠ABC=60°,
∴AE= AB×sin60°=,
又D,E分别是AB,BC的中点,∠ABC=60°,
∴△BDE为等边三角形,
∴DG= BD×sin60°=,
∴点D的坐标为(1,),点A的坐标为(2,),
∵F为DE的中点,
∴点F的坐标为(),
∴AF==.
故答案为:.
【分析】以点B为原点,BC所在的直线为x轴,过点B且垂直于BC的直线为y轴建立平面直角坐标系,过点A作AE⊥BC,过点D作DG⊥BC,先证出△BDE为等边三角形,求出DG= BD×sin60°=,再求出点F的坐标,最后利用两点之间的距离公式求解即可。
13.【答案】M;N-B-A-C
【知识点】直角坐标系内两点的距离公式
【解析】【解答】解:∵MA+AC∴若公司安排一辆装有(a+c)吨的运输车向A和C工地运送当日所需的水泥,且a>c,为使总的“吨千米数”最小,则应从M料库装运;
∵N(3,1),A(1,3),B(3,3),C(5,3),
∴NA=NC=2,NB=AB=BC=2,
∵a:b:c=3:2:1,
∴a=3c,b=2c,
当按N-A-B-C运输时:2×6c+2×3c+2c=(8+12)c24.97c;
按N-B-A-C运输时:2×6c +2×4c+(2+2)c=24c;
按N-B-C-A运输时:2×6c +2×4c+(2+2) ×3c=32c;
∵24c<24.97c<32c,
∴按N-B-A-C运输时,总的“吨千米数”最小,
故答案为:M;N-B-A-C.
【分析】关键是求平面直角坐标系内两点之间的距离,再对行进路线的总长度进行大小比较即可。
14.【答案】解:(Ⅰ)先根据点 的坐标描点,再连接 ,如图所示:
(Ⅱ) ,
轴, 轴,
,
即线段 与线段 的位置关系是平行;
(III)由题意,画出图形如下:
轴于 轴于 ,
,
,
,
设点 的坐标为 ,则 ,
三角形 的面积为 ,
三角形 的面积为 ,
三角形 与三角形 的面积相等,
,
解得 ,
则点 的坐标为 .
【知识点】点的坐标;平行线之间的距离;三角形的面积;直角坐标系内两点的距离公式
【解析】【分析】( Ⅰ )根据坐标在坐标系中分别找出A、B、C、D四点,并把AB、CD连接起来即可;
( II )根据A、B两点的横坐标不相等,而纵坐标相等,得出AB∥x轴,同理得出 轴, 即可推出AB∥CD;
( III )先读出M、N的坐标,求出AB和CD的长, 设点 的坐标为 ,然后把△ABP和△CDP的面积分别用含a的代数式表示,然后根据面积相等,列方程求解,即可解答.
15.【答案】(1)解:如图所示,即为所求;
(2)解:作关于轴对称点,仅当,,三点共线时值最小,
,,
,
∴MA+MB的最小值.
【知识点】作图﹣轴对称;轴对称的应用-最短距离问题;直角坐标系内两点的距离公式
【解析】【分析】(1)关于y轴对称的点:横坐标互为相反数,纵坐标相同,据此找出点D、E、F的位置,然后顺次连接即可;
(2)作A关于x轴对称点A′,仅当A′、M、B三点共线时值最小,则MA=MA′,A′(1,-2),MA+MB=MA′+MB=A′B,然后利用两点间的距离公式进行计算.
16.【答案】(1)解:∵
∴
又∵ , ,且 ,
∴ ,
即 或 .
(2)解: ,
, ,
∴ ,
∴△ABC为直角三角形,
∴ .
(3)解:∵
∴该代数式可看成是点 与点 的距离和点 与点 的距离之和,当点 在点 与点 连接的线段上时最短为 ,
故 的最小值为13.
【知识点】线段的性质:两点之间线段最短;勾股定理的逆定理;直角坐标系内两点的距离公式
【解析】【分析】(1)根据两点间的距离公式及AB=5,建立等式求出x值即可;
(2)根据两点间的距离公式先求出AB,BC,AC,然后利用勾股定理的逆定理可求出△ABC为直角三角形且∠C=90°,利用三角形的面积公式求解即可;
(3) 由于, 可知该代数式可看成是点(0,-2)与点(x,0)的距离和点(12,3)与点(x,0) 的距离之和,当点(x,0)在点(0,-2)与点 (12,3)连接的线段上时最短,据此求解即可.
17.【答案】(1)解:∵点A(7,3),B(2, ),
∴AB= .
(2)解:∵点A,B在平行于 轴的直线上,
∴AB= =8.
(3)解:∵原式= ,
∴原式表示点(x,y)到(0, 1)和( 6,7)的距离之和.
∵两点之间线段最短,
∴点(x,y)在以(0, 1)和( 6,7)为端点的线段上时,原式值最小.
∴最小值= =10.
【知识点】直角坐标系内两点的距离公式
【解析】【分析】(1)直接利用两点之间的距离公式,可求出AB的长;
(2)根据平行于x的直线上任意两点间的距离等于这两点横坐标差的绝对值,可求出AB的长;
(3)利用已知可得到原式表示点(x,y)到(0, 1)和( 6,7)的距离之和,利用两点之间线段最短,可知点(x,y)在以(0, 1)和( 6,7)为端点的线段上时,原式值最小,即可求出其最小值.
1 / 12023-2024学年初中数学八年级上册 19.10 两点的距离公式 同步分层训练培优卷(沪教版五四制)
一、选择题
1.(2023八下·河西期中)若有点,点,则的长度为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】直角坐标系内两点的距离公式
【解析】【解答】根据平面直角坐标系中两点距离公式:AB=;
故选:B
【分析】根据平面直角坐标系中两点距离公式计算可得答案。
2.(2022八下·无为期末)如图,在平面直角坐标系中,点是直线与直线的交点,点B是直线与y轴的交点,点P是x轴上的一个动点,连接PA,PB,则的最小值是( )
A.6 B. C.9 D.
【答案】D
【知识点】直角坐标系内两点的距离公式
【解析】【解答】解:作点A关于x轴的对称点,连接,如图所示:
则PA+PB的最小值即为的长,
将点A(3,a)代入y=2x,
得a=2×3=6,
∴点A坐标为(3,6),
将点A(3,6)代入y=x+b,
得3+b=6,
解得b=3,
∴点B坐标为(0,3),
根据轴对称的性质,可得点A'坐标为(3,-6)
∴,
∴PA+PB的最小值为.
故答案为:D.
【分析】作点A关于x轴的对称点,连接,先求出点B的坐标,再利用勾股定理求出,即可得到PA+PB的最小值为。
3.(2022八下·禹州期末)在平面直角坐标系中,点A(4,0),点B(0,6),则点A,B之间的距离是( )
A.2 B.2 C.3 D.5
【答案】B
【知识点】直角坐标系内两点的距离公式
【解析】【解答】解:,,
.
故答案为:B.
【分析】若A(x,y),B(m,n)则AB=,据此计算
4.(2021九上·永定期末)如图,直线y=x+2与反比例函 的图象在第一象限交于点P.若 ,则k的值为( )
A.6 B.8 C.10 D.12
【答案】B
【知识点】反比例函数与一次函数的交点问题;直角坐标系内两点的距离公式
【解析】【解答】解:由题意设
整理得:
在第一象限,则
故答案为:B.
【分析】根据直线上的点的坐标特点设 P(x,x+2),由坐标平面内两点间的距离公式求出OP2,结合OP的长可列出方程,解之可求出点P坐标,再将点P坐标代入反比例函数解析式中求出k值即可.
5.(2021八下·东莞期末)如图,点P是平面直角坐标系中一点,则点P到原点O的距离是( )
A.1 B.2 C. D.
【答案】D
【知识点】直角坐标系内两点的距离公式
【解析】【解答】解:如图,过点P作PA⊥x轴于点A,PB⊥y轴于点B,则四边形OAPB为矩形.
∵P(1,2),
∴OA=1,PA=OB=2,
在Rt△OPA中,∵∠OAP=90°,
∴OP= = = .
故答案为:D.
【分析】过点P作PA⊥x轴于点A,PB⊥y轴于点B,则四边形OAPB为矩形.根据点坐标的定义得出OA=1,PA=OB=2,再利用勾股定理即可求出OP的长。
6.(2021九上·织金期末)如图,直线 与坐标轴分别交于点 ,与若双曲线 交于点 ,则 为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】反比例函数与一次函数的交点问题;直角坐标系内两点的距离公式
【解析】【解答】解:A为直线y=kx﹣3(k≠0)与双曲线y=﹣ (x<0)的交点,可得A满足双曲线的解析式,
可得: ,
解得: ,
即A点坐标为(-2,1),
A点在直线上,可得A点满足y=kx﹣3(k≠0),
可得: ,解得:k=-2,
一次函数的解析式为:y=-2x﹣3,
B为直线与y轴的交点,可得B点坐标(0,-3),
∴AB= = ,
故答案为:A.
【分析】将y=1代入反比例函数解析式可求出m的值,可得到点A的坐标;将点A的坐标代入一次函数y=kx-3,可求出一次函数解析式,由x=0求出对应的y的值,可得到点B的坐标,然后利用点A,B的坐标,根据勾股定理求出AB的长.
7.(2021八上·铁西月考)如图,若点,点,在x轴上找一点P,使最小,则点P坐标为( )
A.(-5,0) B.(-1,0) C.(0,0) D.(1,0)
【答案】C
【知识点】直角坐标系内两点的距离公式
【解析】【解答】解:根据题意要使|PA PB|最小,则PA=PB即可,
设P(x,0),
∴,解得:x=0,
∴P(0,0)
故答案为:C.
【分析】要使|PA PB|最小,则PA=PB即可.设P(x,0),根据PA=PB及坐标系内两点间的距离公式可得方程,求出x值即得结论.
8.(2023·宁波模拟)已知:、是正数,且,则的最小值是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】直角坐标系内两点的距离公式
【解析】【解答】解: , 均为正数, , ,
设 ,
从上式可以看出:第一个根号是表示点 到 的距离,第二个根号是点 到 的距离,
最小值为 注意取值范围: ,
最小值 ,
故答案为:A.
【分析】由已知得b=2-a,代入待求式子,根据坐标平面内来两点间的距离公式可得题目表示的是x轴上一点C(a,0)到A(0,1)、B(2,-2)的距离之和最小值问题,根据两点之间线段最短,用勾股定理算出最小值AB即可.
二、填空题
9.(2023·盐田模拟)如图,A,B是反比例函数图象上两点,,,,则 .
【答案】
【知识点】反比例函数的图象;三角形的面积;三角形全等及其性质;直角坐标系内两点的距离公式
【解析】【解答】解:设A(m,)(m>0、k>0)
∵C(-2,0),D(4,0),
∴OC=2,OD=4.
∵△ACO≌△ODB,
∴AC=OD=4,S△ACO=S△ODB,AO=BO,
∴OC·|yA|=×OD×|yB|,
∴×2×=×4×yB,
∴yB=.
∵点B在反比例函数y=的图象上,
∴=,
∴x=2m,
∴B(2m,).
∵AO=BO,
∴AO2=BO2,
∴m2+()2=(2m)2+()2,整理可得4m2=k2,
∴k=2m2,
∴A(m,2m).
∵AC=4,
∴(m+2)2+4m2=16,
解得m=,
∴A(,),
∴k=×=.
故答案为:.
【分析】设A(m,)(m>0、k>0),根据点C、D的坐标可得OC=2,OD=4,由全等三角形的性质可得AC=OD=4,S△ACO=S△ODB,AO=BO,结合三角形的面积公式可得yB=,代入反比例函数解析式中可得x=2m,则B(2m,),根据AB=BO结合两点间距离公式可得k=2m2,则A(m,2m),根据AC=4可得m的值,据此可得点A的坐标,进而可求出k的值.
10.(2023·秀洲模拟)如图,在平面直角坐标系中, , ,P是x轴上动点,连结 ,将线段 绕点A逆时针旋转 得到线段 ,连结 ,取 中点为M. 的度数为 , 的最小值为 .
【答案】135°;
【知识点】线段的性质:两点之间线段最短;旋转的性质;三角形全等的判定(AAS);直角坐标系内两点的距离公式
【解析】【解答】解:如图,过A作 轴,垂足为C,
∵ , ,
∴ ,
∴ ,
∴ ;
∵ 绕点A逆时针旋转 得到 , 是 中点,
∴ , ,
∴ ,
过点Q作 ,垂足为D,
∵ ,
∴ ,又 ,
∴ ,
在 和 中,
,
∴ ,
∴ ,即点Q的横坐标为1,则 ,
∴ ,
∴ ,则 ,
∴点M在线段 的垂直平分线上,
∴当M在 上时, 最小,且为 ,
故答案为:135°, .
【分析】过A作AC⊥x轴,垂足为C,根据点A、B的坐标可得AC=BC=2,∠ABC=45°,则∠ABP=135°,由旋转的性质可得∠PAQ=90°,AP=AQ,则AM=PQ, 过点Q作DQ⊥AC,垂足为D, 由同角的余角相等可得∠DAQ=∠APC,利用AAS证明△ADQ≌△PCA,得到DQ=AC=2,进而推出AM=BM,故当M在AB上时,AM+BM最小,然后利用两点间距离公式进行计算.
11.(2023九下·荆州月考)如图,在平面直角坐标系中,长为3的线段(点D在点C右侧)在x轴上移动,点、是y轴上定点,连接,则的最小值为 .
【答案】
【知识点】轴对称的应用-最短距离问题;平移的性质;直角坐标系内两点的距离公式
【解析】【解答】解:如图,平移使点D落在点B处,连接,则点C的对应点为,即,
∵,,
∴点,
作点A关于x轴的对称点,此时点,C,在同一条线上时,最小,
∵,
∴,
连接,则的最小值为,
故答案为:.
【分析】平移CD使点D落在点B处,连接B′C,则点C的对应点为B′,即B′C=BD,易得B′(-3,4),作点A关于x轴的对称点A′,此时点A′,C,B′在同一条线上时,AC+BD取得最小值,为A′B′,然后利用两点间距离公式进行计算.
12.(2022·河西模拟)如图,在边长为4的等边中,D,E分别为,的中点,连接,F为的中点,连接,则的长为 .
【答案】
【知识点】等边三角形的性质;直角坐标系内两点的距离公式
【解析】【解答】解:以点B为原点,BC所在的直线为x轴,过点B且垂直于BC的直线为y轴建立平面直角坐标系,过点A作AE⊥BC,过点D作DG⊥BC,
由题意,得
点C的坐标为(4,0),E的坐标为(2,0),
∵等边三角形,E为BC的中点,
∴AB=BC,∠ABC=60°,
∴AE= AB×sin60°=,
又D,E分别是AB,BC的中点,∠ABC=60°,
∴△BDE为等边三角形,
∴DG= BD×sin60°=,
∴点D的坐标为(1,),点A的坐标为(2,),
∵F为DE的中点,
∴点F的坐标为(),
∴AF==.
故答案为:.
【分析】以点B为原点,BC所在的直线为x轴,过点B且垂直于BC的直线为y轴建立平面直角坐标系,过点A作AE⊥BC,过点D作DG⊥BC,先证出△BDE为等边三角形,求出DG= BD×sin60°=,再求出点F的坐标,最后利用两点之间的距离公式求解即可。
13.(2022·石景山模拟)如图,某建筑公司有A(1,3),B(3,3),C(5,3)三个建筑工地,三个工地的水泥日用量分别为a吨,b吨,c吨.有M(1,5),N(3,1)两个原料库供应水泥.使用一辆载重量大于(a+b+c)吨的运输车可沿图中虚线所示的道路运送水泥.为节约运输成本,公司要进行运输路线规划,使总的“吨千米数”(吨数×运输路程千米数)最小.若公司安排一辆装有(a+c)吨的运输车向A和C工地运送当日所需的水泥,且a>c,为使总的“吨千米数”最小,则应从 原料库(填“M”或“N”)装运;若公司计划从N原料库安排一辆装有(a+b+c)吨的运输车向A,B,C三个工地运送当日所需的水泥,且a:b:c=3:2:1,为使总的“吨千米数”最小,写出向三个工地运送水泥的顺序 (按运送的先后顺序依次排列即可).
【答案】M;N-B-A-C
【知识点】直角坐标系内两点的距离公式
【解析】【解答】解:∵MA+AC∴若公司安排一辆装有(a+c)吨的运输车向A和C工地运送当日所需的水泥,且a>c,为使总的“吨千米数”最小,则应从M料库装运;
∵N(3,1),A(1,3),B(3,3),C(5,3),
∴NA=NC=2,NB=AB=BC=2,
∵a:b:c=3:2:1,
∴a=3c,b=2c,
当按N-A-B-C运输时:2×6c+2×3c+2c=(8+12)c24.97c;
按N-B-A-C运输时:2×6c +2×4c+(2+2)c=24c;
按N-B-C-A运输时:2×6c +2×4c+(2+2) ×3c=32c;
∵24c<24.97c<32c,
∴按N-B-A-C运输时,总的“吨千米数”最小,
故答案为:M;N-B-A-C.
【分析】关键是求平面直角坐标系内两点之间的距离,再对行进路线的总长度进行大小比较即可。
三、解答题
14.(2021八上·厦门开学考)在平面直角坐标系 中有 四点,其中 , .
(Ⅰ)在下图中描出 四点,再连接 ;
(II)直接写出线段 与线段 的位置关系;
(Ⅲ)若 与 轴交于点 与 轴交于点 ,在线段 上是否存在一点 ,使得三角形 与三角形 的面积相等.若存在,求点 的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】解:(Ⅰ)先根据点 的坐标描点,再连接 ,如图所示:
(Ⅱ) ,
轴, 轴,
,
即线段 与线段 的位置关系是平行;
(III)由题意,画出图形如下:
轴于 轴于 ,
,
,
,
设点 的坐标为 ,则 ,
三角形 的面积为 ,
三角形 的面积为 ,
三角形 与三角形 的面积相等,
,
解得 ,
则点 的坐标为 .
【知识点】点的坐标;平行线之间的距离;三角形的面积;直角坐标系内两点的距离公式
【解析】【分析】( Ⅰ )根据坐标在坐标系中分别找出A、B、C、D四点,并把AB、CD连接起来即可;
( II )根据A、B两点的横坐标不相等,而纵坐标相等,得出AB∥x轴,同理得出 轴, 即可推出AB∥CD;
( III )先读出M、N的坐标,求出AB和CD的长, 设点 的坐标为 ,然后把△ABP和△CDP的面积分别用含a的代数式表示,然后根据面积相等,列方程求解,即可解答.
四、作图题
15.(2023八下·福州月考)按要求完成作图:
(1)作出关于轴对称的图形;
(2)在轴上找一点,使得MA+MB的值最小,最小为多少?
【答案】(1)解:如图所示,即为所求;
(2)解:作关于轴对称点,仅当,,三点共线时值最小,
,,
,
∴MA+MB的最小值.
【知识点】作图﹣轴对称;轴对称的应用-最短距离问题;直角坐标系内两点的距离公式
【解析】【分析】(1)关于y轴对称的点:横坐标互为相反数,纵坐标相同,据此找出点D、E、F的位置,然后顺次连接即可;
(2)作A关于x轴对称点A′,仅当A′、M、B三点共线时值最小,则MA=MA′,A′(1,-2),MA+MB=MA′+MB=A′B,然后利用两点间的距离公式进行计算.
五、综合题
16.(2021八上·长沙期末)设两个点A、B的坐标分别为 , ,则线段AB的长度为: .举例如下:A、B两点的坐标是 , ,则A、B两点之间的距离 .请利用上述知识解决下列问题:
(1)若 , ,且 ,求x的值;
(2)已知△ABC,点A为 、点B为 、点C为 ,求△ABC的面积;
(3)求代数式 的最小值.
【答案】(1)解:∵
∴
又∵ , ,且 ,
∴ ,
即 或 .
(2)解: ,
, ,
∴ ,
∴△ABC为直角三角形,
∴ .
(3)解:∵
∴该代数式可看成是点 与点 的距离和点 与点 的距离之和,当点 在点 与点 连接的线段上时最短为 ,
故 的最小值为13.
【知识点】线段的性质:两点之间线段最短;勾股定理的逆定理;直角坐标系内两点的距离公式
【解析】【分析】(1)根据两点间的距离公式及AB=5,建立等式求出x值即可;
(2)根据两点间的距离公式先求出AB,BC,AC,然后利用勾股定理的逆定理可求出△ABC为直角三角形且∠C=90°,利用三角形的面积公式求解即可;
(3) 由于, 可知该代数式可看成是点(0,-2)与点(x,0)的距离和点(12,3)与点(x,0) 的距离之和,当点(x,0)在点(0,-2)与点 (12,3)连接的线段上时最短,据此求解即可.
17.(2020八上·长沙月考)先阅读下列一段文字,再解答问题.已知在平面内有两点P1( , ),P2( , ),其两点间的距离公式为 ,同时,当两点所在的直线在坐标轴上或平行于坐标轴或垂直于坐标轴时,两点间距离公式可简化为 或 .
(1)已知点A(7,3),B(2, ),试求A,B两点间的距离;
(2)已知点A,B在平行于 轴的直线上,点A的横坐标为6,点B的横坐标为 ,试求A,B两点间的距离;
(3)应用平面内两点间的距离公式,求代数式 的最小值.
【答案】(1)解:∵点A(7,3),B(2, ),
∴AB= .
(2)解:∵点A,B在平行于 轴的直线上,
∴AB= =8.
(3)解:∵原式= ,
∴原式表示点(x,y)到(0, 1)和( 6,7)的距离之和.
∵两点之间线段最短,
∴点(x,y)在以(0, 1)和( 6,7)为端点的线段上时,原式值最小.
∴最小值= =10.
【知识点】直角坐标系内两点的距离公式
【解析】【分析】(1)直接利用两点之间的距离公式,可求出AB的长;
(2)根据平行于x的直线上任意两点间的距离等于这两点横坐标差的绝对值,可求出AB的长;
(3)利用已知可得到原式表示点(x,y)到(0, 1)和( 6,7)的距离之和,利用两点之间线段最短,可知点(x,y)在以(0, 1)和( 6,7)为端点的线段上时,原式值最小,即可求出其最小值.
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