第 1—16 题
共 16 道[m, n] 倍对应点 · 三问详解
在平面直角坐标系 xOy 中,已知点 P(a, b),m > 0,n > 0,对点 P 进行如下操作:将点 P 向右(a ≥ 0)或向左(a < 0)平移 m|a| 个单位,再向上(b ≥ 0)或向下(b < 0)平移 n|b| 个单位,得到点 P₁;点 P₁ 横坐标不变,纵坐标变为其相反数得到点 P′,称 P′ 为 P 的"[m, n] 倍对应点"。若图形 W 上存在点 Q 使其 [m, n] 倍对应点 Q′ 也在 W 上,则称 W 为"[m, n] 倍对应图形"。已知 A(-3, -1),B(-3, -2)。(1) 写出 A 的 [1, 2] 倍对应点;若点 C 的 [1, 2] 倍对应点为 B,求 C。(2) 若 D(a, b)(b 为非零整数)与线段 AB 组成图形 W,且 W 是 [2, 1/2] 倍对应图形,求所有 D。(3) E(t, -1)、F(t+4, -1)、G(t+4, 2)、H(t, 2) 围成矩形,若矩形边上存在 M(1, -1) 的 [m, m] 倍对应点,求 t 的取值范围。
k 倍平移点 · 三问详解
在平面直角坐标系 xOy 中,已知点 M(a, b)(M ≠ 原点 O)。将点 Q(x + k·a, y + k·b)(k > 0)称为点 P(x, y) 关于点 M 的"k 倍平移点"。(1) 已知 P(4, 3):① 若 M(2, -2),求 P 关于 M 的"2 倍平移点"Q;② 已知 N(-3, -2)、T(1, -2),M 在线段 NT 上,过 R(r, 0) 作直线 l ⊥ x 轴,若 l 上存在 P 关于 M 的"2 倍平移点",求 r 的取值范围。(2) A(-1, -1)、B(1, -1)、E(5, 7)、F(8, 4),以 AB 为边在直线 AB 的上方作正方形 ABCD,M 在正方形 ABCD 的边上且 a > 0、b > 0;对于正方形边上任意一点 P,若线段 EF 上都不存在 P 关于 M 的"k 倍平移点",直接写出 k 的取值范围。
n 阶特征值 · 正方形上的最小特征值
在平面直角坐标系 xOy 中,给定 n 个不同的点 P_1(x_1, y_1), …, P_n(x_n, y_n),若它们的 x_1,…,x_n, y_1,…,y_n 中共有 t 个不同的数,则 t 称为这 n 个点的特征值;图形 F 上任意 n 个不同的点中,特征值最小的一组点的特征值,称为 F 的 n 阶特征值。(1) 点 A_1(-1, 1)、A_2(3, -1)、A_3(2, 3) 的特征值为多少?(2) 正方形 ABCD 顶点:A(a, 0)、B(a+2, 0)、C(a+2, 2)、D(a, 2)。① 求正方形 ABCD 的 4 阶特征值的最小值;② 若 5 阶特征值的最小值是 3,求 a 的取值范围。
特征值 |m-n| · 点与图形的最大距离
对点 A(x₁, y₁)、B(x₂, y₂),令 m = x₁+x₂、n = y₁+y₂,称 |m-n| 为 A 与 B 的特征值;对图形 M、N,A 取遍 M、B 取遍 N,若 |m-n| 存在最大值则该最大值称为 M 与 N 的特征值。(1) A(3,2)、B(2,-4):① 求 A、B 特征值;② C 在 y 轴上且 A、C 特征值 = 5,求 C。(2) D(6,0)、E(4,0),DE 以 1/秒 向左平移 t 秒得 D₁E₁。① F(2,4),0 < t ≤ 8,求 F 与 D₁E₁ 特征值 h 的范围;② 面积为 2 的正方形对角线交点 G(2t,2t),边与坐标轴平行,求正方形与 D₁E₁ 的特征值 k 的最小值,及 k ≤ 6 时 t 的范围。
M[P,Q] = max(x)+max(y) · 格点计数与正方形定位
定义 M[P, Q] = ½(x₁+x₂+|x₁−x₂|) + ½(y₁+y₂+|y₁−y₂|)。(1) A(2,5)、B(6,4):① M[A,B] = ?② 格点 C 在四边形 AEFG 内含边上、M[A,C] = 10,求 C;③ D 在 D₁…D₆ 中哪些满足 M[A,D] = 7?④ E 是第一象限格点且 M[A,E] + M[B,E] = 17,共几个?(2) N(m,n) 是第一象限格点、P(t,t)、Q(t+3,t)、S(t+3,t+3)、T(t,t+3),正方形 PQST 上所有 X 都满足 m+n < M[N,X] ≤ 2(m+n)。① m=5、n=2 时 t 的范围?② 若存在唯一的整数 t 满足题意,N 共几个?
n 阶中点 · 四边形上的均值与轨迹面积
定义:2^n 个点的 n 阶中点 Q(a,b),a=(x₁+…+x_{2ⁿ})/2ⁿ,b 同理。A(-2,-2)、B(4,4)、C(4,10)、D(-2,4)。(1) ABCD 的 2 阶中点 P = ?(2) A、B、C、D 任取两点的 1 阶中点共几种?(3) 在四边形 ABCD 四条边上分别取 E、F(4,b)、G(1,7)、H(-2,d);Q = EFGH 的 2 阶中点,R = 八个点的 3 阶中点。① Q = R 时 E 的坐标与 b+d;② 若 E、F、H 分别在 AB、BC、DA 上动,求点 R 的轨迹面积。
线段的"方田点" · 平移生成正方形 + 区域包含
定义:水平线段 MN 向下平移 |MN| 长,竖直线段 MN 向右平移 |MN| 长,得到 M'N';以 M、N、M'、N' 为顶点的正方形的边上的点称为线段 MN 的"方田点"。A(1,1)、B(-1,1)。(1) P₁(0,1)、P₂(0,½)、P₃(1,0)、P₄(-1,-2) 中哪些是 AB 的方田点?(2) C(m,½)、D(m+2,1) 上存在 AB 的方田点,求 m 范围。(3) G(t,t)、H(t,t-3/2);P 是 AB 的方田点,P 向下平移 3 得 Q;若 GH 的方田点都是 PQ 的方田点,求 t 的范围。
逆不等式 + 否不等式 · 同解判定与唯一负整数解
定义:ax+b>0(ab≠0)的"逆不等式" = bx+a>0,"否不等式" = ax+b<0。(1) 2x+1>0 的逆不等式是?逆∩否的公共部分?(2) 一般 ax+b>0:① 逆与否同解 ⇒ a、b 的数量关系;② 若"逆与否同时成立"恰存在唯一负整数解,求 b/a 的范围。
坐标相合 · 轴对齐长方形四边各取一点
定义:四点 A、B、C、D 若能作一个边均垂直于坐标轴的长方形 PQRS,使它们分别落在四条边上且不与顶点重合,则称四点"坐标相合"。A(-1,2)、B(1,1)、C(3,2)、D(0,5)。(1) (0,0)、(1/2,1/2)、(2,-1)、(-2,3) 中与 A、C、D 坐标相合的有?(2) E(e, 2e-3) 与 A、C、D 坐标相合,求 e。(3)① 是否存在 F 使 A、B、C、D、F 中任意 4 点都坐标相合?② 是否存在 5 个点两两组合任意 4 点都坐标相合?
正方形的"内平移线段" · 平移后仍在内部
定义:正方形 ABCD 内有 MN,若 MN 上任意点 P(x,y) 平移 (a,b) 后 P'(x+a, y+b) 仍在正方形内(不含边),则 MN 是该正方形的"内平移线段"。(1) A(3,-3)、B(-3,-3)、C(-3,3)、D(3,3),a=2、b=-1:① E(0,1)、F(-1,-1)、G(1,1) 中哪两点组成"内平移线段"?② 若 M(m,1)、N(m+2,1) 是"内平移线段",求 m 范围。(2) A(t,0)、B(t-4,0)、C(t-4,4)、D(t,4);P(1-t, t-1)、Q(2-t, t-2);a=b=t。PQ 是"内平移线段",求 t 范围。
半影点 + 单位邻点 · 复合定义与正方形面积最值
定义:P(x,y) 的"半影点" = (x/2, -y);A(x₁,y₁) 与 B(x₂,y₂) 满足 ||x₁-x₂|-|y₁-y₂|| = 1 时称为"单位邻点"。(1) P(8, 2),Q 是 P 的半影点:① Q = ?② A(1,0)、B(3,-1)、C(-2,2) 中哪些是 Q 的单位邻点?③ D 在 y 轴上、D 的半影点是 P 的单位邻点 ⇒ D = ?(2) ABCD 是中心 O、边长 2、边平行于坐标轴的正方形。① 画出 A 的所有单位邻点组成的图形;② 正方形 EFGH(边平行于坐标轴),其边上任何点的半影点都能在 ABCD 边上找到单位邻点,求 EFGH 面积最大值。
直角距离 d(A,B)=|Δx|+|Δy| · 强 / 完美直角距离
定义:d(A,B) = |x_A-x_B| + |y_A-y_B|(曼哈顿距离);d_1(P, 图形 N) = P 到 N 上任一点的最小 d;d_2(M, N) = M 上任一点到 N 的最小 d 中的最大值(强直角距离,不对称);若 d_2(M,N) = d_2(N,M),则称两图形存在完美直角距离 D(M,N)。(1) A₁(0,2)、A₂(1,2)、A₃(1,1)、A₄(3,0) 中到 O 直角距离 = 2 的有?(2) B(a, 2a+6)(-3 ≤ a ≤ 0)组成图形 M(线段);到 O 直角距离 = 2 的 C 组成图形 N(菱形框)。① 求 d_2(M, N)、d_2(N, M)。② 若 a 自由变化使 M 与 N 存在完美直角距离 D,求 D 的最小值以及对应 a 的最小 / 最大值。
两位"迥异数" · f(a) 与不等式整数解
定义:两位数 a 若个、十位数字互不相同且都不为零,则称"迥异数";个十位调换后得新两位数,f(a) = (新 + 原) / 11。(1) ① 20、33、84 中迥异数 = ?② f(35) = ?(2) 迥异数 b 十位 k、个位 2k+2,f(b)=11,求 b。(3) 迥异数 c 满足 c - 5f(c) > 35,求所有 c。
远距离 D_远 + 总距离 D_总 · 线段上存在点的双约束
定义:D_远(P₁, P₂) = max(|Δx|, |Δy|)(切比雪夫距离);D_总(P₁, P₂) = |Δx| + |Δy|(曼哈顿距离)。(1) A(3,2):D_远(A,O) = ?D_总(A,O) = ?(2) B(x, 5-x) 在第一象限且 D_远(B,O) = 3,求 B。(3) ① C(x,y) 满足 D_总(C,O) = 4,画图形 W;② M(m,0)、N(m+1,2),若线段 MN 上存在 E 使 D_远(E,O) ≤ 4 且 D_总(E,O) ≥ 4,求 m 范围。
完美洗牌 · 位置映射、循环周期与覆盖
52 张牌均分两摞(上 1–26,下 27–52),交错叠放:A 型把上摞首张放顶端,B 型把下摞首张放顶端。(1) 第 3 张经 A 型 → ?第 42 张经 B 型 → ?(2) 第 5 张红桃 A,只用 A 型:① 想到第 14 张最少几次?② 2026 次后红桃 A 在哪?(3) 第 1 张黑桃 A,A、B 型混用:① 想到第 23 张最少几次?② 一定能到任意位置的最少次数 N。
取整运算 [a]、{a} 与连分数近似
定义:[a] 表示不超过 a 的最大整数;{a} = a − [a]。例:[1.5]=1, {1.5}=0.5;[-5.1]=-6, {-5.1}=0.9。(1) [√5]=?, {−3.14}=?, {x}∈?。(2) 对任意 x:a₀=[x],若{x}≠0 则 x₁=1/{x},a₁=[x₁],若{x₁}≠0 则 x₂=1/{x₁},a₂=[x₂];称 a₀+1/(a₁+1/a₂) 为 x 的连分数近似。① x = −39/16,求连分数近似;② x = √2,求连分数近似。
第 17—24 题
共 8 道象棋“马”步 · 坐标变化、面积最大与不变量
在平面直角坐标系中,“马”每走一步从 (x,y) 到 (x′,y′),满足 |x′−x| 和 |y′−y| 中一个是 1,另一个是 2。(1) O(0,0) 走一步到 P,再从 P 走一步到 Q(1,1),求 P。(2) O 依次走到 D,E,F,最后 F 一步回到 O,D,E,F 互不相同,求四边形 ODEF 面积最大值。(3) 先只向右上走:(x+2,y+1) 或 (x+1,y+2) 到 M(x₀,y₀),再只向左上走:(x−2,y+1) 或 (x−1,y+2) 到 y 轴上 N(0,y₁)。① 若 x₀≥15,y₀≥14,最少走几步到 M?② 若 O→M→N 共 2026 步,求 y₁ 与 x₀ 的关系。
平面直角坐标系中"特征方程" · 二元一次方程与平移
对于不在坐标轴上的点 P(a,b),把关于 x、y 的二元一次方程 ax+by=1 叫做点 P 的"特征方程"。例如 P(1,−3) 的特征方程为 x−3y=1。(1) 若点 A(3,t) 的"特征方程"的一个解是 {x=t−1, y=−5},求 t 的值。(2) 已知 {x=1,y=1} 是点 P(a,b) 的"特征方程"的一个解。将 P 向右平移 m (m>0) 个单位,再向下平移 n (n>0) 个单位后得到点 Q。若 {x=−1, y=−1} 是点 Q 的特征方程的一个解,求 m+n 的最小整数值,并写出此时 m、n 的值。
平面直角坐标系中"关联图形" · 双直线距离与角平分线
在平面直角坐标系 xOy 中,对图形 G 与点 P:过 P 作直线 ℓ₁⊥x 轴、ℓ₂⊥y 轴。若 G 上存在两个不重合的点 M、N,使 M 到 ℓ₁ 的距离 = N 到 ℓ₂ 的距离,就称 G 是点 P 的"关联图形"。(1) 已知 A(3,2)、B(2,0)、C(m,0):① 当 m=−1 时,判断线段 BC 是否是 A 的关联图形;② 若 BC 是 A 的关联图形,求 m 的取值范围。(2) 已知 M(−5,3)、N(−2,5)、E(n,0)、F(n,n),若在线段 MN 上存在点 P,使线段 EF 是 P 的关联图形,求 n 的取值范围。
阅读理解 · 二元一次方程 ax+by=c 的全部整数解
阅读材料:关于 x、y 的二元一次方程 ax+by=c 有一组整数解 {x=x₀, y=y₀},则全部整数解可表示为 {x=x₀−b·t, y=y₀+a·t}(t 为整数)。小明用此法求 7x+19y=213 的全部正整数解:取 {x₀=6, y₀=9},得 {x=6−19t, y=9+7t};由 6−19t>0、9+7t>0 解得 −9/7<t<6/19,故 t=0 或 −1,正整数解为 {x=6,y=9} 与 {x=25,y=2}。请仿照小明的方法:(1) 方程 5x−3y=1 的全部整数解 {x=2+3t, y=θ+5t}(t 为整数),求 θ。(2) 求 3x+4y=48 的全部正整数解。(3) 方程 5x+19y=2025 的正整数解有几组?
平面直角坐标系中"美好距离" · 切比雪夫距离与连接点
在平面直角坐标系中,对任意两点 P(x₁,y₁)、Q(x₂,y₂):若 |x₁−x₂| ≥ |y₁−y₂|,则"美好距离" M_{PQ} = |x₁−x₂|;若 |x₁−x₂| < |y₁−y₂|,则 M_{PQ} = |y₁−y₂|。即 M_{PQ} = max(|Δx|, |Δy|)。(1) A(1/2, 0),B 是 y 轴上的动点:① 写出一个使 M_{AB}=2 的 B;② 求 M_{AB} 的最小值。(2) 直线 l 过 (2,3) 且平行 x 轴,C 在 l 上动,D(0,1):求 M_{CD} 的最小值,以及 M_{CD} 取最小值时 C 横坐标的最小值。(3) E(t−1, 0)、F(t−3, 4)。若动点 P 满足 M_{EF} = M_{EP} + M_{FP},则称 P 是 E、F 的"美好连接点"。① 当 t=−1 时画出连接点区域;② 设 N(t/4, 0),直线 a 过 N 且垂直 x 轴。若直线 a 上存在 E、F 的美好连接点,求 t 的最大值。
平面直角坐标系中"k 差分点" · ||x|−|y||=k 的几何意义
对 P(x,y):若 |x|≥|y|,记 k = |x|−|y|;若 |x|<|y|,记 k = |y|−|x|。称 P 为"k 差分点"(即 k = ||x|−|y||)。(1) 下列点中是"2 差分点"的有哪些:① (−2,0);② (−1,2);③ (2,−4);④ (−3,0)。(2) P(x₀, y₀) 在 y 轴右侧且是"2 差分点":当 x₀=2 时,满足条件的 P 有几个?当 x₀≠2 时,可能有几个?(3) 线段两端点 (a, 4)、(−a, 4),a<−8;C(n, 4)、D(−n/2, 4) 在该线段上动。分别以 C、D 为中心、b 为边长作两个边平行坐标轴的正方形,组成图形 G。若 G 上始终存在"4 差分点",求 b 的最小值。
数学实践 · 标准卡纸做"叠盖纸盒" · 二元一次方程组的整数解
素材 1:1 张标准卡纸 → 6 张小长方形;1 张小长方形 → 2 张小正方形。素材 2:竖式叠盖纸盒需要 4 张小长方形 + 3 张小正方形;横式叠盖纸盒需要 5 张小长方形 + 2 张小正方形。素材 3:33 张标准卡纸全部剪裁得到 m 张小长方形和 n 张小正方形,做成 x 个横式叠盖纸盒和 y 个竖式叠盖纸盒(x,y 均不为零),恰好用完。(1) 若 m=158,求 n、x、y。(2) 求 x、y 的所有可能取值。
空调"以旧换新"促销 · 方程组 + 一元一次不等式压轴
商场售 A、B 两型空调。2 台 A + 3 台 B 总价 19000 元;3 台 A + 7 台 B 总价 36000 元。(Ⅰ) 求 A、B 每台售价。(Ⅱ) "以旧换新":购 1 台 A 可用 1 台旧空调抵 1000 元(每台 A 最多抵 1 台)。五一:售出 A 台数 + 收旧台数 = 30;6•18:售 A 共 a 台、收旧 = a/3。两次合计收旧台数 = 两次合计售 A 台数的 1/2。① 用含 a 的式子表示五一售出 A 的台数;② 若两次 A 型总销售额 > 157000 元,求 a 的最小值。