1选择题
某市在城市规划中以市中心广场为原点建立平面直角坐标系:向东为横轴正方向,向北为纵轴正方向,1 个单位长度表示 1 km。新闻报道中提到该市四个新地标的位置如下:科技馆在(-2,5),滨江体育中心在(4,-3),古籍图书馆在(-6,-1),新城会展中心在(3,2)。现计划在横轴上新建一座地铁换乘站 P,使 P 到科技馆与到滨江体育中心的距离相等。则换乘站 P 的坐标为( )
- A. (1,0)
- B. (-1,0)
- C. (0,1)
- D. (2,0)
答案:A
解析:本题把点的坐标、象限与坐标轴知识放进城市规划的新闻情境中,考查知识迁移。设 P(x,0),由 P 到 A(-2,5)与 B(4,-3)距离相等得 (x+2)² + 5² = (x-4)² + 3²,展开得 x²+4x+4+25 = x²-8x+16+9,即 12x = 12,x = 1,故 P(1,0)。也可用几何法:AB 的中点为(1,1),AB 斜率为 (5-(-3))/(-2-4) = -4/3,故 AB 的垂直平分线斜率为 3/4,方程为 y-1 = (3/4)(x-1),令 y = 0 得 x = 1。易错点:一是把坐标写成(横,纵)顺序时弄反,误认为 P 在纵轴上;二是把「到两点距离相等」误当作 P 是 AB 中点(中点是(1,1),不在横轴上);三是计算 (x-4)² 时漏掉中间项的符号。故选 A。
2选择题
2024年某市开通了一条新的地铁环线,为方便乘客定位,地铁公司在车站平面图上建立了平面直角坐标系(单位:百米):以人民广场为原点,正东方向为横轴正方向,正北方向为纵轴正方向。已知三个车站的位置分别为:科技馆 A(-4, 3)、体育馆 B(2, -5)、图书馆 C(-6, -1)。为缓解客流压力,运营方决定将这三个车站整体向正东方向平移 5 个百米,再向正北方向平移 2 个百米,得到对应车站 A′、B′、C′。则平移后点 A′、B′、C′ 的坐标依次是( )
- A. (1, 5)、(7, -3)、(-1, 1)
- B. (-1, 1)、(-3, -7)、(-11, -3)
- C. (1, -5)、(7, -7)、(-1, -3)
- D. (1, 5)、(7, -3)、(1, 1)
答案:A
解析:平移规则是「左减右加,上加下减」:向正东平移 5 个百米即横坐标加 5,向正北平移 2 个百米即纵坐标加 2。
对点 A(-4, 3):横坐标 -4+5=1,纵坐标 3+2=5,得 A′(1, 5)。
对点 B(2, -5):横坐标 2+5=7,纵坐标 -5+2=-3,得 B′(7, -3)。
对点 C(-6, -1):横坐标 -6+5=-1,纵坐标 -1+2=1,得 C′(-1, 1)。
所以三点依次为 (1, 5)、(7, -3)、(-1, 1)。
易错点:一是把「向右平移」误当作横坐标减 5(得到选项 B 的错误结果);二是只对横坐标做平移、忘记纵坐标也要加 2(得到选项 C 的错误结果);三是平移计算时把横纵坐标写反或只改了一个坐标(选项 D 中 C′ 写成 (1, 1) 即横坐标加错)。注意先横后纵、逐点计算,不要漏点。故选 A。
3填空题
新闻报道中常把城市位置标注在平面直角坐标系上,以便快速定位。某市以市中心广场为原点 O,正东方向为 x 轴正方向,正北方向为 y 轴正方向,每个单位长度表示 1 km。报道中提到三个地点的坐标:高铁站 A(4,-3)、植物园 B(-2,5)、科技馆 C(-1,-6)。
(1)点 A 位于第______象限;
(2)点 B 关于 x 轴对称的点 B′ 的坐标是(______,______);
(3)若地铁新线终点 D 与点 C 关于原点对称,则点 D 的坐标是(______,______),且点 D 位于第______象限。
答案:(1)四;(2)B′(-2,-5);(3)D(1,6),第一象限。
解:
(1)A(4,-3)横坐标 4>0,纵坐标 -3<0,横正纵负,故在第四象限。
(2)关于 x 轴对称的点,横坐标不变,纵坐标变为相反数,故 B(-2,5)→ B′(-2,-5)。
(3)关于原点对称的点,横、纵坐标都变为相反数,故 C(-1,-6)→ D(1,6);横纵坐标都为正,故 D 在第一象限。
解析:本题把坐标知识放进新闻定位情境,考查象限符号规律与对称点坐标规律。
易错点:①横纵坐标顺序写反,坐标必须「先横后纵」;②象限符号规律记混,应记:第一象限(+,+)、第二象限(-,+)、第三象限(-,-)、第四象限(+,-);③对称规律混淆:关于 x 轴对称只变纵坐标符号,关于 y 轴对称只变横坐标符号,关于原点对称横纵坐标都变号。
4解答题
某市新建的「智慧体育公园」采用平面直角坐标系进行区域规划(单位:百米)。已知信息:公园主门设在原点 O(0, 0);东侧为正方向,北侧为正方向;智能跑道服务点 P 的坐标为(2a-1, a+3)。
(1) 若服务点 P 恰好位于公园的南北中轴线上(即落在 y 轴上),求 a 的值,并写出此时点 P 的坐标。
(2) 若服务点 P 恰好位于公园的东西中轴线上(即落在 x 轴上),求 a 的值,并写出此时点 P 的坐标。
(3) 在(2)的条件下,园区拟把服务点 P 平移至点 Q,使 Q 与 P 关于 x 轴对称,写出点 Q 的坐标,并说明 Q 落在第几象限。
答案:(1) 点 P 在 y 轴上,则横坐标为 0,即 2a-1=0,解得 a=0.5。此时纵坐标为 a+3=0.5+3=3.5。故 a=0.5,点 P 的坐标为(0, 3.5)。
(2) 点 P 在 x 轴上,则纵坐标为 0,即 a+3=0,解得 a=-3。此时横坐标为 2a-1=2×(-3)-1=-7。故 a=-3,点 P 的坐标为(-7, 0)。
(3) 点 P(-7, 0) 关于 x 轴对称的点,横坐标不变,纵坐标变号,得 Q(-7, 0)。因为点 Q 在 x 轴上,横、纵坐标中纵坐标为 0,所以 Q 在 x 轴上,不属于任何象限。
解析:本题考查坐标轴上点的坐标特征与关于 x 轴对称的坐标变化规律。突破口:x 轴上的点纵坐标为 0,y 轴上的点横坐标为 0,务必记清「谁为 0」,不可混淆。
易错点一:把 y 轴上的点误认为纵坐标为 0,导致(1)列错方程。易错点二:由 a=-3 求横坐标 2a-1 时计算出错,漏掉减 1,误得 -6。易错点三:第(3)问求得 Q(-7, 0) 后,误答「第三象限」——坐标轴上的点不属于任何象限,这是常见失分点。另外,写坐标必须「先横后纵」,不可写反。
5解答题
为保障「城市马拉松」赛道补给,组委会在平面直角坐标系(单位:百米)中设置了两个补给点:补给点 A 位于第二象限,坐标为(-3, 4);补给点 B 位于第一象限,坐标为(5, 2)。
(1) 补给点 A 关于 x 轴对称的点记为 A₁,关于 y 轴对称的点记为 A₂,请分别写出 A₁、A₂ 的坐标,并指出它们各自所在的象限。
(2) 若某选手从原点 O 出发,先向东跑至与 A 同一横坐标的点 C,再向北跑至 A,请写出点 C 的坐标,并判断点 C 落在坐标轴上还是某一象限内。
(3) 组委会规定:凡落在第二象限的点,其横、纵坐标之和需满足不等式 x+y > -10。请验证补给点 A(-3, 4) 是否满足该规定;并求出满足不等式组 {2x-1 > 0, (x-2)/2 ≤ 1} 的整数解 x 的个数,作为后续增设补给点的横坐标备选方案数。
答案:(1) 点 A(-3, 4) 关于 x 轴对称,横坐标不变,纵坐标变号,得 A₁(-3, -4),在第三象限;关于 y 轴对称,横坐标变号,纵坐标不变,得 A₂(3, 4),在第一象限。
(2) 与 A 同一横坐标的点横坐标为 -3,从原点向东跑至横坐标 -3 的点 C,故 C(-3, 0)。因为纵坐标为 0,所以点 C 在 x 轴上,不属于任何象限。
(3) 对于 A(-3, 4):x+y = -3+4 = 1,因为 1 > -10,所以补给点 A 满足该规定。
解不等式组:由 2x-1 > 0 得 x > 0.5;由 (x-2)/2 ≤ 1 得 x-2 ≤ 2,即 x ≤ 4。公共解集为 0.5 < x ≤ 4,其中的整数解为 1、2、3、4,共 4 个。故横坐标备选方案数为 4 个。
解析:本题综合考查对称点坐标规律、坐标轴上点的特征、象限内点的符号规律,以及一元一次不等式组的解法,体现知识迁移。
(1) 易错点:关于 x 轴对称与关于 y 轴对称的变号对象记反。规律是「关于谁对称,谁不变,另一个变号」:关于 x 轴对称横坐标不变、纵坐标变号;关于 y 轴对称纵坐标不变、横坐标变号。
(2) 易错点:误答点 C 在第二象限。点 C(-3, 0) 纵坐标为 0,落在 x 轴上,坐标轴上的点不属于任何象限。
(3) 易错点一:计算 x+y 时符号出错,误得 -7 或 7。易错点二:解 (x-2)/2 ≤ 1 时忘记乘 2,误得 x ≤ 3。易错点三:求公共部分时取错方向,或求整数解时漏掉端点 4(因为 x ≤ 4 含等号,4 是解)、误把 1 排除(因为 x > 0.5 不含等号,但 1 > 0.5 成立)。正确整数解为 1、2、3、4,共 4 个。
6解答题
为迎接城市马拉松,某市在平面直角坐标系(向东为横轴正方向,向北为纵轴正方向,1 个单位长度表示 1 km)中标出赛道相关信息:起点 A(-4,3),终点 B(6,-1),补给站 C(0,-3),医疗点 D(a,b)。
(1)求 A、B 两点所在位置之间的水平距离和竖直距离分别是多少 km;
(2)若把赛道沿横轴翻折(作关于横轴的对称图形),写出起点 A 的对称点 A′ 的坐标,并判断 A′ 落在第几象限;
(3)已知医疗点 D 与补给站 C 关于纵轴对称,且 D 到横轴的距离为 3 km,求 D 的坐标;
(4)马拉松组委会规定:赛道上任一点到起点 A 与到终点 B 的距离之和不小于 10 km 才能设置饮水点。请判断补给站 C 能否设置饮水点,并说明理由(参考数据:√34 ≈ 5.83,√40 ≈ 6.32,√50 ≈ 7.07)。
答案:(1)A(-4,3),B(6,-1),水平距离为 |6-(-4)| = 10(km),竖直距离为 |-1-3| = 4(km)。
(2)关于横轴对称的点横坐标不变、纵坐标变号,故 A′(-4,-3);横坐标为负、纵坐标为负,A′ 在第三象限。
(3)D 与 C(0,-3)关于纵轴对称,则纵坐标不变、横坐标变号,设 D(a,b),由对称得 a = -0 = 0,b = -3,但此时 D 与 C 重合,与「关于纵轴对称」不矛盾(对称轴上的点对称点即自身)。又 D 到横轴距离 |b| = 3,得 b = 3 或 b = -3。结合 D 与 C 关于纵轴对称得 b = -3,故 D(0,-3)。
说明:若取 D 到横轴距离为 3 且 D 不在纵轴上,则须由「D 与 C 关于纵轴对称」唯一确定为 D(0,-3),此时 |b| = 3 成立。
(4)AC = √[(0-(-4))² + (-3-3)²] = √(16+36) = √52 = 2√13 ≈ 7.21(km),BC = √[(6-0)² + (-1-(-3))²] = √(36+4) = √40 ≈ 6.32(km),AC + BC ≈ 13.53 km > 10 km,故补给站 C 可以设置饮水点。
解析:本题将平面直角坐标系的坐标读写、对称变换、象限符号规律与距离计算放进马拉松赛事的新闻情境,考查知识迁移与综合运用。
(1)易错点:水平距离用横坐标之差的绝对值,竖直距离用纵坐标之差的绝对值,不可混淆;写成 6-(-4) 后忘记取绝对值。
(2)易错点:关于横轴对称时误把横坐标变号,正确规律是「横不变、纵变号」;判断象限时忘记符号规律(第三象限横纵均为负)。
(3)易错点:关于纵轴对称是「纵不变、横变号」,易与关于横轴对称混淆;到横轴的距离是纵坐标的绝对值,到纵轴的距离是横坐标的绝对值,二者易混。本小题中 C(0,-3)在纵轴上,其关于纵轴的对称点即自身,故 D(0,-3),此时 |b| = 3 成立。
(4)易错点:两点距离公式中漏平方或漏开方;把 AC + BC 与 AB(= √(10²+4²) = √116 ≈ 10.77 km)比较,误以为和应等于 AB。实际上 C 不在线段 AB 上,AC + BC > AB,故和大于 10 km,可以设置饮水点。
7解答题
某市新建一条东西走向的地铁线,规划部门以市中心广场为原点建立平面直角坐标系,规定正东方向为 x 轴正方向,正北方向为 y 轴正方向,每个单位长度表示 1 km。新闻报道中给出两个换乘站的位置:站点 P(3a+1,2b-1)与站点 Q(a-1,b+3)。
(1)经实地勘测,站点 P 与站点 Q 实际是同一个地点(坐标完全相同),请求出 a、b 的值,并写出该地点的坐标;
(2)该地点再向东平移 4 km、向北平移 2 km 得到新站点 R,求点 R 的坐标,并判断点 R 位于第几象限;
(3)若在 x 轴上还规划一个站点 S,使 S 到原点 O 的距离为 5 km,求点 S 的坐标。
答案:(1)a=2,b=4,该地点坐标为(7,7);(2)R(11,9),位于第一象限;(3)S(5,0)或 S(-5,0)。
解:
(1)因为 P、Q 是同一点,所以横坐标、纵坐标分别相等:
3a+1 = a-1,2b-1 = b+3。
由 3a+1 = a-1 得 2a = -2,a = -1;
由 2b-1 = b+3 得 b = 4。
此时 P(3×(-1)+1,2×4-1)=(-2,7),Q(-1-1,4+3)=(-2,7),坐标相同,符合题意。
故 a = -1,b = 4,该地点坐标为(-2,7)。
(2)向东平移 4 km 即横坐标加 4,向北平移 2 km 即纵坐标加 2:
R(-2+4,7+2)=(2,9),横纵坐标都为正,故 R 在第一象限。
(3)S 在 x 轴上,故纵坐标为 0,设 S(x,0)。由 |x| = 5 得 x = 5 或 x = -5,
故 S(5,0)或 S(-5,0)。
解析:本题把二元一次方程组的解法(加减法/代入法)与平面直角坐标系知识融入地铁规划这一新闻情境,考查知识迁移与综合运用。
(1)关键:「同一点」即有序数对的对应项相等,从而列出方程组,用加减法或代入法求解;求出 a、b 后必须回代验证坐标一致。
易错点:①消元时符号处理错误,如 3a+1=a-1 移项得 2a=-2 易错写成 2a=2;②解出一个未知数后忘记求另一个;③坐标写反,应先横后纵。
(2)易错点:平移方向与坐标增减搞反——向右(东)横坐标加,向上(北)纵坐标加;向左、向下则减。
(3)易错点:只写出(5,0)而漏掉(-5,0);x 轴上的点纵坐标为 0,且到原点距离为 5 的点在原点两侧各有一个,需分类作答。
8解答题
为迎接2025年世界环境日,某市在滨河公园举行「绿色骑行」公益活动。组委会以公园南门为原点,正东方向为横轴正方向,正北方向为纵轴正方向,建立了平面直角坐标系(单位:百米)。已知各服务点坐标如下:补给站 A(2, 4)、医疗点 B(-3, 1)、终点打卡点 C(-1, -5)。
(1)补给站 A 位于第几象限?医疗点 B 与终点打卡点 C 分别位于第几象限?
(2)为照顾行动不便的市民,组委会决定将医疗点 B 沿正西方向平移 2 个百米得到新的医疗点 B′,求 B′ 的坐标,并说明 B′ 落在哪一个象限或哪一条坐标轴上。
(3)活动结束后,工作人员发现终点打卡点 C 与补给站 A 关于某条坐标轴对称的点分别是 C₁ 和 A₁。请写出点 A 关于横轴的对称点 A₁ 的坐标、点 C 关于纵轴的对称点 C₁ 的坐标,并求线段 A₁C₁ 的中点 M 的坐标。
答案:(1)A(2, 4):横坐标 2>0,纵坐标 4>0,故点 A 在第一象限。
B(-3, 1):横坐标 -3<0,纵坐标 1>0,故点 B 在第二象限。
C(-1, -5):横坐标 -1<0,纵坐标 -5<0,故点 C 在第三象限。
(2)点 B(-3, 1) 沿正西方向平移 2 个百米,即横坐标减 2,纵坐标不变:
横坐标:-3-2 = -5,纵坐标仍为 1,
故 B′ 的坐标为 (-5, 1)。
由于 -5<0、1>0,所以 B′ 位于第二象限。
(3)点 A(2, 4) 关于横轴(x 轴)对称:横坐标不变,纵坐标变号,得 A₁(2, -4)。
点 C(-1, -5) 关于纵轴(y 轴)对称:纵坐标不变,横坐标变号,得 C₁(1, -5)。
线段 A₁C₁ 的中点 M 的坐标为两对应坐标取平均数:
横坐标:(2+1)÷2 = 1.5,纵坐标:(-4+(-5))÷2 = -4.5,
故 M(1.5, -4.5),即 M(3/2, -9/2)。
解析:本题把平面直角坐标系的象限符号规律、平移与对称放进「绿色骑行」公益活动这一社会热点情境,考查知识迁移与综合运用。
第(1)问考查象限符号规律:第一象限(+,+)、第二象限(-,+)、第三象限(-,-)、第四象限(+,-)。易错点是横纵坐标符号规律记反,例如误认为 B 在第三象限。
第(2)问考查平移:向正西平移 2 个百米即横坐标减 2、纵坐标不变,得 B′(-5, 1),落在第二象限。易错点:一是把「向西」误当作横坐标加 2;二是只写新坐标不判断象限;三是看到纵坐标 1 为正就误判在第一象限。
第(3)问考查对称与中点:关于横轴对称「横不变、纵变号」得 A₁(2, -4);关于纵轴对称「纵不变、横变号」得 C₁(1, -5)。易错点是把两种对称规则记混(例如把关于横轴对称写成 (−2, 4))。中点坐标公式为两坐标分别取平均:横坐标 (2+1)÷2 = 1.5,纵坐标 (-4-5)÷2 = -4.5,故 M(1.5, -4.5)。注意本题第(3)问中 A 关于横轴对称、C 关于纵轴对称,两条规则不要混用;写坐标时务必「先横后纵」,避免横纵写反。