2023
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高中数学
5.4 线段的定比分点 平移
一、明确复习目标
1.掌握线段的定比分点和中点坐标公式
2.熟练运用掌握平移公式
二.建构知识网络
1线段的定比分点定义:设P1,P2是直线L上的两点,点P是L上不同于P1,P2的任意一点,那么存在一个实数,使,叫做点P分有向线段所成的比当点P在线段上时,;当点P在线段或的延长线上时,<0
2定比分点的向量表达式:点P分有向线段所成的比是,
那么〔O为平面内任意点〕
3定比分点的坐标公式: ,其中P1(x1,y1), P2(x2,y2), P (x,y)
4中点坐标公式: 当=1时,分点P为线段的中点,即有
5的重心坐标公式:
6图形平移的定义:设F是坐标平面内的一个图形,将图上的所有点按照同一方向移动同样长度,得到图形F’,我们把这一过程叫做图形的平移
7平移公式: 设点按向量平移后得到点,那么(=+);这个公式叫做点的平移公式.
曲线按向量平移后所得的曲线的函数解析式为:y′-k=f(x′-h), 一般再换成y=f(x-h)+k
三、双基题目练练手
1.两点P1〔-1,-6〕、P2〔3,0〕,点P〔-,y〕分有向线段所成的比为λ,那么λ、y的值为 〔 〕
A -,8 B ,-8 C -,-8 D 4,
2.△ABC的两个顶点A(3,7)和B(-2,5),假设AC的中点在x轴上,BC的中点在y轴上,那么顶点C的坐标是 〔 〕
A (2,-7) B (-7,2) C (-3,-5) D (-5,-3)
3.按向量把平移到,那么按向量把点平移到点 〔 〕
A. 〔-6,1〕 B.〔-8,3〕 C.〔-6,3〕 D.〔-8,1〕
4.将直线l沿y轴负向平移a〔a>0〕个单位,再沿x轴正向平移a+1个单位,假设此时所得的直线与直线l重合,那么直线l的斜率是 〔 〕
A、 B、 C、 D、
5.点A(x,2),B(5,1),C(-4,2x)在同一条直线上,那么x=
6.点P分的比为λ〔λ≠0),那么点P分的比为 ,点B分的比为
答案:1-4.CABA; 5.2或; 6. (1/λ),(─λ─1)
四、经典例题做一做
x
P1
O
y
B(5,2)
A(-1,-4)
P2
【例1】点,线段上的三等分点依次为、,求、,点的坐标以及、分所成的比
解:设、,
那么,
∴
,即
,,即
由,得:,∴;
由,得:,∴;
点评:定比是根据求得的,必须搞清起点、分点、终点顺序不可搞错
【例2】如图,△ABC的顶点坐标依次为A〔1,0〕,B〔5,8〕,C〔7,-4〕,在边AB上有一点P,其横坐标为4,在AC上求一点Q,使线段PQ把△ABC分成面积相等的两局部.
解:设P分的比为λ1,那么
4=λ1=3,
即=3,=.
又
=·=,
∴=,即=2.
设λ2=,那么λ2=2.∴xQ==5,
yQ==-.∴Q〔5,-〕.
【例3】定点A(3,0)为圆x2+y2=1外一点,P为圆上的动点,∠POA的平分线交PA于Q 求Q点的轨迹方程.
分析:角平分线条件的转化,是此题的关键 设Q(x,y),P(x1,y1),思路是找出P和Q两点坐标之间的关系,列参数方程.
解:设Q(x,y),P(x1,y1),
点Q分的比为AQ/QP=|OA|/|OP|=3,
∴x=, y=Þx1=4x/3─1, y1=4y/3,
代入=1化简得: (x─3/4)2+y2=9/16.
解法点评:此题巧妙运用了定比分点的概念,并和角平分线性质定理结合起来,要认真体会并在解题中根据条件灵活运用定比分点的概念
【例4】是否存在这样的平移,使抛物线:平移后过原点,且平移后的抛物线的顶点和它与轴的两个交点构成的三角形面积为,假设不存在,说明理由;假设存在,求出函数的解析式
解:假设存在这样的平移,
由平移公式即
代入得,
即平称后的抛物线为,顶点为
由它过原点得: ①
令,求得因此它在轴上截得的弦长为
据题意:,∴代入①得
故存在这样的平移或
当时,平移后解析式为;
当时,平移后解析式
点评:确定平移向量一般是配方法和待定系数法,此题采用待定系数法
【研讨欣赏】〔2023. 福建〕设函数f(x)=a·b,其中向量a=(2cosx,1),b=(cosx, sin2x),x∈R.〔Ⅰ〕假设f(x)=1-且x∈[-,],求x;
〔Ⅱ〕假设函数y=2sin2x的图象按向量c=(m,n)(|m|<)平移后得到函数y=f(x)的图象,求实数m、n的值.
解:〔Ⅰ〕依题设,f(x)=2cos2x+sin2x=1+2sin(2x+).
由1+2sin(2x+)=1-,得sin(2 x +)=-.
∵-≤x≤,∴-≤2x+≤,
∴2x+=-,即x=-.
〔Ⅱ〕函数y=2sin2x的图象按向量c=(m,n)平移后得到函数y=2sin2(x-m)+n的图象,即函数y=f(x)的图象.
由〔Ⅰ〕得 f(x)=2sin2(x+)+1.
∵|m|<,∴m=-,n=1.
五.提炼总结以为师
1有向线段的定比分点公式.——注意区分起点与终点,内分与外分,λ是正还是负。求定比分点坐标,还可利用平面几何的方法求出比值|λ|,再确定λ的符号。
2平移公式:要注意新旧标,正确选用公式。
3直角坐标系中通过坐标平移,曲线方程的次数不变.曲线的形状大小不变,变化的只是曲线和坐标点的相互位置关系与曲线方程的形式.给我们的研究曲线带来方便
同步练习 5.4 线段的定比分点 平移
【选择题】
1.的两个顶点和,假设的中点在轴上,的中点在轴上,那么顶点的坐标是 〔 〕
A.〔2,-7〕 B.〔-7,2〕 C.〔-3,-5〕 D.〔5,-3〕
2.向量,且点分有向线段的比为-2,那么的坐标可以是 ( )
A. B. C. D.
3.平面上直线l的方向向量,点O〔0,0〕和A〔1,-2〕在l上的射影分别是,其中λ等于 〔 〕
A、 B、 C、2 D、—2
4. 〔2023全国I〕点O是三角形ABC所在平面内的一点,满足,那么点O是的 〔 〕
A. 三个内角的角平分线的交点 B .三条边的垂直平分线的交点
C.三条中线的交点 D. 三条高的交点
【填空题】
5.〔2023天津〕在直角坐标系xOy中,点A(0,1)和点B(-3,4),假设点C在∠AOB的平分线上且| |=2,那么=__________
6.三点共线,分的比为,的纵坐标分别为2,5,那么点的纵坐标为____________.
7.△ABC的顶点A(2,3),B(-4,-2)和重心G(2,-1),那么C点坐标为
8.M为△ABC边AB上的一点,且S△AMC=S△ABC,那么M分所成的比为
◆练习简答:1-4.AADB; 5. ; 6.10; 7.(8,-4); 8.;
【解答题】
9.ΔABC的三个顶点为A(1,5),B(─2,4),C(─6,─4),BC边上有一点M,使ΔABM的面积等于ΔABC面积的1/4.求线段AM的长度
分析:关键是求出点M的坐标,而ΔABC和ΔABC共用∠B和边AB.把两个三角形的面积比转化为它们相对应的边的比,再转化为M分的比λ,这是解决此问题的关键
解:由=,知,
而M是的内分点,故λ=,
由公式求得M(─3,2) ∴|AM|=5
10. ΔABC的三个顶点的坐标是A(x1,y1),B(x2,y2),C(x3,y3),求ΔABC的内心I坐标
解:根据角平分线的性质定理结合定比分点的概念解法相当简洁
设∠A的平分线交BC于点D,
那么λ=
由两点间的距离公式可求出c=|AB|=,
类似的可求出|CA|(设为b)和|BC|(设为a),
∴由定比分点的坐标公式可得I(x,y)为:
11.点分有向线段所成的比为,点分有向线段所成的比为,,试求的坐标.
答:
12.〔1〕把点A(3,5)按向量平移,求平移后对应点A’的坐标
〔2〕把函数的图象按向量平移得F’,求F’的函数解析式
解:〔1〕设A’(x,y),根据平移坐标公式得,得得A’(7,10)
〔2〕设P (x,y)为F上的任意一点,它在F’上的对应点P’(x’,y’),
那么,即
代入中,得到
即
所以F’的函数解析式为
点评:正确选择平移公式,强化代入转移的思想