题目内容

18.在平面直角坐标系xOy中,点P的坐标为(x1,y1),点Q的坐标为(x2,y2),且x1≠x2,y1≠y2,若P,Q为某正方形的两个顶点,且该正方形的边均与某条坐标轴平行(含重合),则称P,Q互为“正方形点”(即点P是点Q的“正方形点”,点Q也是点P的“正方形点”).下图是点P,Q互为“正方形点”的示意图.
(1)已知点A的坐标是(2,3),下列坐标中,与点A互为“正方形点”的坐标是①③.(填序号)
①(1,2);②(-1,5);③(3,2).
(2)若点B(1,2)的“正方形点”C在y轴上,求直线BC的表达式;
(3)点D的坐标为(-1,0),点M的坐标为(2,m),点N是线段OD上一动点(含端点),若点M,N互为“正方形点”,求m的取值范围.

分析 (1)根据正方形的性质可得出|x1-x2|=|y1-y2|,对照①②③的坐标即可得出结论;
(2)由点B的坐标结合互为“正方形点”的坐标特征,即可得出点C的坐标,再利用待定系数法即可求出直线BC的表达式;
(3)过点O、D分别作与x轴夹角为45°的直线,找出点O、D对应的“正方形点”的坐标,由此即可得出结论.

解答 解:(1)∵点P(x1,y1)、点Q(x2,y2)互为“正方形点”,
∴|x1-x2|=|y1-y2|.
∵|2-1|=|3-2|,|-1-2|≠|5-3|,|3-2|=|2-3|,
∴与点A互为“正方形点”的坐标是①(1,2);③(3,2).
故答案为:①③.
(2)∵点B(1,2)的“正方形点”C在y轴上,
∴点C的坐标为(0,1),(0,3),
设直线BC的表达式为y=kx+b,
将点B、C的坐标代入y=kx+b,
$\left\{\begin{array}{l}{b=1}\\{k+b=2}\end{array}\right.$或$\left\{\begin{array}{l}{b=3}\\{k+b=2}\end{array}\right.$,
解得:$\left\{\begin{array}{l}{k=1}\\{b=1}\end{array}\right.$或$\left\{\begin{array}{l}{k=-1}\\{b=3}\end{array}\right.$,
∴直线BC的表达式为y=x+1或y=-x+3.
(3)过点O、D分别作与x轴夹角为45°的直线,如图所示.
∵点M的坐标为(2,m),点N是线段OD上一动点(含端点),点M,N互为“正方形点”,
∴点D的正方形点坐标是(2,3),(2,-3),点O的正方形点坐标是(2,2),(2,-2),
∴2≤m≤3或-3≤m≤-2.

点评 本题考查了两条直线相交或平行问题、正方形的性质以及待定系数法求一次函数解析式,解题的关键是:(1)根据正方形的性质找出|x1-x2|=|y1-y2|;(2)根据点B的坐标找出点C的坐标;(3)分别找出点O、D的正方形点坐标.

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