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专题08 数式图规律型中考问题
1. 生物学中,描述、解释和预测种群数量的变化,常常需要建立数学模型.在营养和生存空间没有限制的情况下,某种细胞可通过分裂来繁殖后代,我们就用数学模型2n来表示.即:21=2,22=4,23=8,24=16,25=32,……,请你推算22022的个位数字是( )
A. 8 B. 6 C. 4 D. 2
2.观察下列树枝分杈的规律图,若第n个图树枝数用Yn表示,则Y9﹣Y4=( )
A.15×24 B.31×24 C.33×24 D.63×24
3.已知a1为实数,规定运算:a2=1﹣,a3=1﹣,a4=1﹣,a5=1﹣,…,an=1﹣.按上述方法计算:当a1=3时,a2021的值等于( )
A.﹣ B. C.﹣ D.
4.由12个有公共顶点O的直角三角形拼成的图形如图所示,∠AOB=∠BOC=…=∠LOM=30°.若OA=16,则OG的长为( )
A. B. C. D.
5.观察下列各项:1,2,3,4,…,则第n项是 .
6.一组按规律排列的代数式:a+2b,a2﹣2b3,a3+2b5,a4﹣2b7,…,则第n个式子是 .
7.有2019个数排成一行,对于任意相邻的三个数,都有中间的数等于前后两数的和.如果第一个数是0,第二个数是1,那么前6个数的和是 ,这2019个数的和是 .
8.有一列数,按一定规律排列成1,﹣2,4,﹣8,16,﹣32,…,其中某三个相邻数的积是412,则这三个数的和是 .
9.按规律排列的一组数据:,,□,,,,…,其中□内应填的数是( )
A. B. C. D.
10. 如图,,点在射线上,且,过点作交射线于,在射线上截取,使;过点作交射线于,在射线上截取,使.按照此规律,线段的长为________.
11.如图图形都是由同样大小的菱形按照一定规律所组成的,其中第①个图形中一共有3个菱形,第②个图形中一共有7个菱形,第③个图形中一共有13个菱形,…,按此规律排列下去,第⑦个图形中菱形的个数为________.
12.观察等式:2+22=23﹣2,2+22+23=24﹣2,2+22+23+24=25﹣2,…
,已知按一定规律排列的一组数:2100,2101,2102,…,2199,若2100=m,用含m的代数式表示这组数的和是 .
13.如图,正方形ABCB1中,AB=,AB与直线l所夹锐角为60°,延长CB1交直线l于点A1,作正方形A1B1C1B2,延长C1B2交直线l于点A2,作正方形A2B2C2B3,延长C2B3交直线l于点A3,作正方形A3B3C3B4…,依此规律,则线段A2020A2021= .
14. 如图,在矩形ABCD中,AB=1,BC=2,连接AC,过点D作DC1⊥AC于点C1,以C1A,C1D为邻边作矩形AA1DC1,连接A1C1,交AD于点O1,过点D作DC2⊥A1C1于点C2,交AC于点M1,以C2A1,C2D为邻边作矩形A1A2DC2,连接A2C2,交A1D于点O2,过点D作DC3⊥A2C2于点C3,交A1C1于点M2;以C3A2,C3D为邻边作矩形A2A3DC3,连接A3C3,交A2D于点O3,过点D作DC4⊥A3C3于点C4,交A2C2于点M3…若四边形AO1C2M1的面积为S1,四边形A1O2C3M2的面积为S2,四边形A2O3C4M3的面积为S3…四边形An﹣1OnCn+1Mn的面积为Sn,则Sn=__________.(结果用含正整数n的式子表示)
15.如图,在平面直角坐标系中,点的坐标,将线段绕点按顺时针方向旋转45°,再将其长度伸长为的2倍,得到线段;又将线段绕点按顺时针方向旋转45°,长度伸长为的2倍,得到线段;如此下去,得到线段、,……,(为正整数),则点的坐标是_________.
16.将一些相同的“〇”按如图所示的规律依次摆放,观察每个“龟图”的“〇”的个数,则第30个“龟图”中有 个“〇”.
17.如图,,,,…,,都是一边在轴上的等边三角形,点,,,…,都在反比例函数的图象上,点,,,…,,都在轴上,则的坐标为________.
18.如图,△OA1B1,△A1A2B2,△A2A3B3,…,△An﹣1AnBn都是斜边在x轴上的等腰直角三角形,点A1,A2,A3,…,An都在x轴上,点B1,B2,B3,…,Bn都在反比例函数y=(x>0)的图象上,则点Bn的坐标为 .(用含有正整数n的式子表示)
19. 如图,∠MON=30°,点A1在射线OM上,过点A1作A1B1⊥OM交射线ON于点B1,将△A1OB1沿A1B1折叠得到△A1A2B1,点A2落在射线OM上;过点A2作A2B2⊥OM交射线ON于点B2,将△A2OB2沿A2B2折叠得到△A2A3B2,点A2落在射线OM上;…按此作法进行下去,在∠MON内部作射线OH,分别与A1B1,A2B2,A3B3,…,AnBn交于点P1,P2,P3,…Pn,又分别与A2B1,A3B2,A4B3,…,An+1Bn,交于点Q1,Q2,Q3,…,Qn.若点P1为线段A1B1的中点,OA1=,则四边形AnPnQnAn+1的面积为___________(用含有n的式子表示).
20.如图,点B1在直线l:y=x上,点B1的横坐标为2,过点B1作B1A1⊥l,交x轴于点A1,以A1B1为边,向右作正方形A1B1B2C1,延长B2C1交x轴于点A2;以A2B2为边,向右作正方形A2B2B3C2,延长B3C2交x轴于点A3;以A3B3为边,向右作正方形A3B3B4C3,延长B4C3交x轴于点A4;…;照这个规律进行下去,则第n个正方形AnBnBn+1 n的边长为 (结果用含正整数n的代数式表示).
21. 如图,直线与轴相交于点,与轴相交于点,过点作交轴于点,过点作轴交于点,过点作交轴于点,过点作轴交于点…,按照如此规律操作下去,则点的纵坐标是______________.
22.如图,一次函数y=x与反比例函数y=(x>0)的图象交于点A,过点A作AB⊥OA,交x轴于点B;作BA1∥OA,交反比例函数图象于点A1;过点A1作A1B1⊥A1B交x轴于点B;再作B1A2∥BA1,交反比例函数图象于点A2,依次进行下去,…,则点A2021的横坐标为 .
23.古希腊数学家定义了五边形数,如下表所示,将点按照表中方式排列成五边形点阵,图形中的点的个数即五边形数;
图形 …
五边形数 1 5 12 22 35 51 …
将五边形数1,5,12,22,35,51,…,排成如下数表;
观察这个数表,则这个数表中的第八行从左至右第2个数为 .
24.如图,直线l:y=﹣x﹣与x轴交于点B1,以OB1为边向上作等边△AOB1过
点A1作A1B2平行于x轴,交直线1于点B2以A1B2为边向上作等边△A2A1B2,过点A2
作A2B3平行于x轴,交直线l于点B3,以A2B3为边向上作等边△A3A2B3,…,则Aa的
坐标是 (用含正整数n的代数式表示)
25.如图,点在反比例函数的图象上,点在轴上,且,直线与双曲线交于点,则(n为正整数)的坐标是( )
A. B. C. D.
26.如图,菱形ABCD中,∠ABC=120°,AB=1,延长CD至A1,使DA1=CD,以A1C为一边,在BC的延长线上作菱形A1CC1D1,连接AA1,得到△ADA1;再延长C1D1至A2,使D1A2=C1D1,以A2C1为一边,在CC1的延长线上作菱形A2C1C2D2,连接A1A2,得到△A1D1A2…按此规律,得到△A2020D2020A2021,记△ADA1的面积为S1,△A1D1A2的面积为S2…,△A2020D2020A2021的面积为S2021,则S2021= .
27. 如图,在平面直角坐标系中,的顶点坐标分别为:,,.已知
,作点关于点的对称点,点关于点的对称点,点关于点的对称点,点关于点的对称点,点关于点的对称点,…,依此类推,则点的坐标为______.
专题08 数式图规律型中考问题(解析版)
1. 生物学中,描述、解释和预测种群数量的变化,常常需要建立数学模型.在营养和生存空间没有限制的情况下,某种细胞可通过分裂来繁殖后代,我们就用数学模型2n来表示.即:21=2,22=4,23=8,24=16,25=32,……,请你推算22022的个位数字是( )
A. 8 B. 6 C. 4 D. 2
【答案】C
【解析】利用已知得出数字个位数的变化规律进而得出答案.
∵21=2,22=4,23=8,24=16,25=32,…,
∴尾数每4个一循环,
∵2022÷4=505……2,
∴22022的个位数字应该是:4.
故选:C.
【点睛】此题主要考查了尾数特征,根据题意得出数字变化规律是解题关键.
2.观察下列树枝分杈的规律图,若第n个图树枝数用Yn表示,则Y9﹣Y4=( )
A.15×24 B.31×24 C.33×24 D.63×24
【答案】B
【解析】根据已知图中规律可得:Yn=1+2+22+23+24+25+26+27+ +2n﹣1,相减可得结论.
由题意得:
第1个图:Y1=1,
第2个图:Y2=3=1+2,
第3个图:Y3=7=1+2+22,
第4个图:Y4=15=1+2+22+23,
第9个图:Y9=1+2+22+23+24+25+26+27+28,
∴Y9﹣Y4=24+25+26+27+28=24(1+2+22+23+24)=24×(3+4+8+16)=24×31.
3.已知a1为实数,规定运算:a2=1﹣,a3=1﹣,a4=1﹣,a5=1﹣,…,an=1﹣.按上述方法计算:当a1=3时,a2021的值等于( )
A.﹣ B. C.﹣ D.
【答案】D
【解析】化简前几个数,得到an以三个数为一组,不断循环,因为2021÷3=673...2,所以a2021=a2,再代数求值即可.
解:a1=a1,
a2=1﹣,
a3=1﹣=1﹣==,
a4=1﹣(1﹣a1)=a1,
∴an以三个数为一组,不断循环,
∵2021÷3=673...2,
∴a2021=1﹣=1﹣=.
4.由12个有公共顶点O的直角三角形拼成的图形如图所示,∠AOB=∠BOC=…=∠LOM=30°.若OA=16,则OG的长为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由AOB=∠BOC=…=∠LOM=30°,∠ABO=∠BCO=…=∠LMO=90°,可知AB:OB:OA=BC:OC:OB=…=FG:OG:OF=1::2,由此可求出OG的长.
解:由图可知,∠ABO=∠BCO=…=∠LMO=90°,
∵AOB=∠BOC=…=∠LOM=30°,
∴∠A=∠OBA=∠BCD=…=∠OLM=60°,
∴AB=OA,OB=AB=OA,
同理可得,OC=OB=()2OA,
OD=OC=()3OA,
…
OG=OF=()6OA=()6×16=.
5.观察下列各项:1,2,3,4,…,则第n项是 .
【答案】n.
【解析】根据题目中数字的特点,可以发现数字的整数部分是连续的整数,从1开始,而分数部分的分母是2的n次方,n从1开始,分子都是1,然后即可写出第n项对应的数字.
∵一列数为1,2,3,4,…,、
∴这列数可以写成:1,2,3,4,…,
∴第n项是n.
6.一组按规律排列的代数式:a+2b,a2﹣2b3,a3+2b5,a4﹣2b7,…,则第n个式子是 .
【答案】an+(﹣1)n+1 2b2n﹣1.
【解析】根据已知的式子可以得到每个式子的第一项中a的次数是式子的序号;第二项的符号:第奇数项是正号,第偶数项是负号;第二项中b的次数是序号的2倍减1,据此即可写出.
观察代数式,得到第n个式子是:an+(﹣1)n+1 2b2n﹣1.
7.有2019个数排成一行,对于任意相邻的三个数,都有中间的数等于前后两数的和.如果第一个数是0,第二个数是1,那么前6个数的和是 ,这2019个数的和是 .
【答案】0,2.
【解析】根据题意可以写出这组数据的前几个数,从而可以数字的变化规律,本题得以解决.
由题意可得,
这列数为:0,1,1,0,﹣1,﹣1,0,1,1,…,
∴前6个数的和是:0+1+1+0+(﹣1)+(﹣1)=0,
∵2019÷6=336…3,
∴这2019个数的和是:0×336+(0+1+1)=2.
【点评】本题考查数字的变化类,解答本题的关键是明确题意,发现题目中数字的变化规律,每六个数重复出现.
8.有一列数,按一定规律排列成1,﹣2,4,﹣8,16,﹣32,…,其中某三个相邻数的积是412,则这三个数的和是 .
【答案】﹣384.
【解析】根据题目中的数字,可以发现它们的变化规律,再根据其中某三个相邻数的积是412,可以求得这三个数,从而可以求得这三个数的和.
∵一列数为1,﹣2,4,﹣8,16,﹣32,…,
∴这列数的第n个数可以表示为(﹣2)n﹣1,
∵其中某三个相邻数的积是412,
∴设这三个相邻的数为(﹣2)n﹣1、(﹣2)n、(﹣2)n+1,
则(﹣2)n﹣1 (﹣2)n (﹣2)n+1=412,
即(﹣2)3n=(22)12,
∴(﹣2)3n=224,
∴3n=24,
解得,n=8,
∴这三个数的和是:
(﹣2)7+(﹣2)8+(﹣2)9=(﹣2)7×(1﹣2+4)=(﹣128)×3=﹣384,
故答案为:﹣384.
【点评】考查数字的变化类,解答本题的关键是明确题意,发现题目中数字的变化规律.
9.按规律排列的一组数据:,,□,,,,…,其中□内应填的数是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】分子为连续的奇数,分母为序号的平方+1,根据规律即可得到答案.
观察这排数据发现:分子为连续的奇数,分母为序号的平方+1,
∴第n个数据为:.
当n=3时,□的分子为5,分母=32+1=10,
∴这个数为=
10. 如图,,点在射线上,且,过点作交射线于,在射线上截取,使;过点作交射线于,在射线上截取,使.按照此规律,线段的长为________.
【答案】
【解析】解直角三角形分别求得,,,……,探究出规律,利用规律即可解决问题.
,
是直角三角形,
在中,,,
,
,,
,
,
,
,
,
同理可得:,,……,
,
,
故答案为:.
【点睛】本题考查了图形的规律,解直角三角形,平行线的判定,相似三角形的判定与性质,解题的关键是学会探究规律的方法.
11.如图图形都是由同样大小的菱形按照一定规律所组成的,其中第①个图形中一共有3个菱形,第②个图形中一共有7个菱形,第③个图形中一共有13个菱形,…,按此规律排列下去,第⑦个图形中菱形的个数为________.
【答案】57
【解析】根据题意得出第n个图形中菱形的个数为;由此代入求得第⑦个图形中菱形的个数.
【详解】解:第①个图形中一共有3个菱形,;
第②个图形中共有7个菱形,;
第③个图形中共有13个菱形,;
…,
第n个图形中菱形的个数为:;
则第⑦个图形中菱形的个数为.
【点拨】本题考查了整式加减的探究规律—图形类找规律,其关键是根据已知图形找出规律.
12.观察等式:2+22=23﹣2,2+22+23=24﹣2,2+22+23+24=25﹣2,…,已知按一定规律排列的一组数:2100,2101,2102,…,2199,若2100=m,用含m的代数式表示这组数的和是 .
【答案】m2﹣m.
【解析】归纳出数字的变化规律,给已知数列求和,并用含m的代数式表示出来即可.
由题意得:
2100+2101+2102+…+2199,
=(2+22+23+…+2199)﹣(2+22+23+…+299),
=(2200﹣2)﹣(2100﹣2),
=(2100)2﹣2100,
=m2﹣m
13.如图,正方形ABCB1中,AB=,AB与直线l所夹锐角为60°,延长CB1交直线l于点A1,作正方形A1B1C1B2,延长C1B2交直线l于点A2,作正方形A2B2C2B3,延长C2B3交直线l于点A3,作正方形A3B3C3B4…,依此规律,则线段A2020A2021= .
【答案】2×()2020.
【解析】根据题意可知图中斜边在直线l上的直角三角形都是含30度角的直角三角形,根据其性质得出三边的长度,以此类推可找到规律:AnBn=()n﹣1,An﹣1An=2AnBn=2×()n﹣1.
解:根据题意可知AB1=AB=,∠B1AA1=90°﹣60°=30°,
∴tan∠B1AA1==,
∴A1B1=AB1×=×=1,AA1=2A1B1=2,
A2B2=A1B2×=A1B1×=,A1A2=2A2B2=2×,
A3B3=A2B3×=A2B2×=×=()2,A2A3=2A3B3=2×()2,
∴A2021B2021=A2020B2021×=()2020,A2020A2021=2A2021B2021=2×()2020
14. 如图,在矩形ABCD中,AB=1,BC=2,连接AC,过点D作DC1⊥AC于点C1,以C1A,C1D为邻边作矩形AA1DC1,连接A1C1,交AD于点O1,过点D作DC2⊥A1C1于点C2,交AC于点M1,以C2A1,C2D为邻边作矩形A1A2DC2,连接A2C2,交A1D于点O2,过点D作DC3⊥A2C2于点C3,交A1C1于点M2;以C3A2,C3D为邻边作矩形A2A3DC3,连接A3C3,交A2D于点O3,过点D作DC4⊥A3C3于点C4,交A2C2于点M3…若四边形AO1C2M1的面积为S1,四边形A1O2C3M2的面积为S2,四边形A2O3C4M3的面积为S3…四边形An﹣1OnCn+1Mn的面积为Sn,则Sn=__________.(结果用含正整数n的式子表示)
【答案】
【解析】根据四边形ABCD是矩形,可得AC=,运用面积法可得DC1==,进而得出DCn=,得出S1=,……,Sn==×=.
【详解】∵四边形ABCD是矩形,
∴∠B=90°,AD∥BC,AD=BC=2,CD=AB=1,
∴AC===,
∵DC1 AC=AB BC,
∴DC1===,
同理,DC2=DC1=()2,
DC3=()3,
……,
DCn=()n,
∵=tan∠ACD==2,
∴CC1=DC1=,
∵tan∠CAD===,
∴A1D=AC1=2DC1=,
∴AM1=AC1﹣C1M1=2DC1﹣DC1=×DC1=,
同理,A1M2=×DC2,
A2M3=×DC3,
……,
An﹣1Mn=×DCn,
∵四边形AA1DC1是矩形,
∴O1A=O1D=O1A1=O1C1=1,
同理∵DC2 A1C1=A1D DC1,
∴DC2===,
在Rt△DO1C2中,O1C2====DC2,
同理,O2C3=DC3,
O3C4=DC4,
……,
OnCn+1=DCn+1,
∴
=×AM1×DC1﹣×O1C2×DC2
=(﹣)
=
=,
同理,
=×=,
S3==×=,
……,
Sn==×=.
故答案为:.
【点睛】本题考查了矩形性质,勾股定理,解直角三角形,三角形面积等,解题关键是通过计算找出规律.
15.如图,在平面直角坐标系中,点的坐标,将线段绕点按顺时针方向旋转45°,再将其长度伸长为的2倍,得到线段;又将线段绕点按顺时针方向旋转45°,长度伸长为的2倍,得到线段;如此下去,得到线段、,……,(为正整数),则点的坐标是_________.
【答案】(0,-22019)
【解析】根据题意得出OP1=1,OP2=2,OP3=4,如此下去,得到线段OP3=4=22,OP4=8=23…,OPn=2n-1
,再利用旋转角度得出点P2020的坐标与点P4的坐标在同一直线上,进而得出答案.
【详解】∵点P1的坐标为,将线段OP1绕点O按顺时针方向旋转45°,再将其长度伸长为OP1的2倍,得到线段OP1;
∴OP1=1,OP2=2,
∴OP3=4,如此下去,得到线段OP4=23,OP5=24…,
∴OPn=2n-1,
由题意可得出线段每旋转8次旋转一周,
∵2020÷8=252…4,
∴点P2020的坐标与点P4的坐标在同一直线上,正好在y轴负半轴上,
∴点P2020的坐标是(0,-22019).
故答案为:(0,-22019).
【点睛】主要考查点的变化规律,根据题意得出点P2014的坐标与点P6的坐标在同一直线上是解题关键.
16.将一些相同的“〇”按如图所示的规律依次摆放,观察每个“龟图”的“〇”的个数,则第30个“龟图”中有 个“〇”.
【答案】875.
【解析】分析数据可得:第1个图形中小圆的个数为1+4=5;第2个图形中小圆的个数为1+5+1=7;第3个图形中小圆的个数为1+6+4=11;第4个图形中小圆的个数为1+7+9=17;…由此得出第n个图形中小圆的个数为1+(n+3)+(n﹣1)2.据此可以求得答案.
解:∵第1个图形中小圆的个数为1+4=5;
第2个图形中小圆的个数为1+5+1=7;
第3个图形中小圆的个数为1+6+4=11;
第4个图形中小圆的个数为1+7+9=17;
…
∴第n个图形中小圆的个数为1+(n+3)+(n﹣1)2.
∴第30个“龟图”中的“〇”的个数为1+(30+3)+(30﹣1)2=1+33+841=875.
故答案为:875.
17.如图,,,,…,,都是一边在轴上的等边三角形,点,,,…,都在反比例函数的图象上,点,,,…,,都在轴上,则的坐标为________.
【答案】
【解析】如图,过点B1作B1C⊥x轴于点C,过点B2作B2D⊥x轴于点D,过点B3作B3E⊥x轴于点E,
∵△OA1B1为等边三角形,
∴∠B1OC=60°,
∴,B1C= OC,
设OC的长度为x,则B1的坐标为(),代入函数关系式可得:,
解得,x=1或x=-1(舍去),
∴OA1=2OC=2,
∴A1(2,0)
设A1D的长度为y,同理,B2D为y,B2的坐标表示为,
代入函数关系式可得,
解得:y=或y=(舍去)
∴A1D=,A1A2=,OA2=
∴A2(,0)
设A2E的长度为z,同理,B3E为z,B3的坐标表示为,
代入函数关系式可得,
解得:z=或z=(舍去)
∴A2E=,A2A3=,OA3=
∴A3(,0),
综上可得:An(,0),
故答案为:.
【点睛】本题考查图形类规律探索、反比例函数的性质、等边三角形的性质、求解一元二次方程和解直角三角形,灵活运用各类知识求出A1、A2、A3的坐标是解题的关键.
18.如图,△OA1B1,△A1A2B2,△A2A3B3,…,△An﹣1AnBn都是斜边在x轴上的等腰直角三角形,点A1,A2,A3,…,An都在x轴上,点B1,B2,B3,…,Bn都在反比例函数y=(x>0)的图象上,则点Bn的坐标为 .(用含有正整数n的式子表示)
【答案】(+,﹣+).
【解析】由于△OA1B1是等腰直角三角形,可知直线OB1的解析式为y=x,将它与y=联立,求出方程组的解,得到点B1的坐标,则A1的横坐标是B1的横坐标的两倍,从而确定点A1的坐标;由于△OA1B1,△A1A2B2都是等腰直角三角形,则A1B2∥OB1,直线A1B2可看作是直线OB1向右平移OA1个单位长度得到的,因而得到直线A1B2的解析式,同样,将它与y=联立,求出方程组的解,得到点B2的坐标,则B2的横坐标是线段A1A2的中点,从而确定点A2的坐标;依此类推,从而确定点A3的坐标,即可求得点B3的坐标,得出规律.
解:过B1作B1M1⊥x轴于M1,
易知M1(1,0)是OA1的中点,
∴A1(2,0).
可得B1的坐标为(1,1),
∴B1O的解析式为:y=x,
∵P1O∥A1P2,
∴A1B2的表达式一次项系数相等,
将A1(2,0)代入y=x+b,
∴b=﹣2,
∴A1B2的表达式是y=x﹣2,
与y=(x>0)联立,解得B2(1+,﹣1+).
仿上,A2(2,0).
B3(+,﹣+),
依此类推,点Bn的坐标为(+,﹣+),
故答案为(+,﹣+).
19. 如图,∠MON=30°,点A1在射线OM上,过点A1作A1B1⊥OM交射线ON于点B1,将△A1OB1沿A1B1折叠得到△A1A2B1,点A2落在射线OM上;过点A2作A2B2⊥OM交射线ON于点B2,将△A2OB2沿A2B2折叠得到△A2A3B2,点A2落在射线OM上;…按此作法进行下去,在∠MON内部作射线OH,分别与A1B1,A2B2,A3B3,…,AnBn交于点P1,P2,P3,…Pn,又分别与A2B1,A3B2,A4B3,…,An+1Bn,交于点Q1,Q2,Q3,…,Qn.若点P1为线段A1B1的中点,OA1=,则四边形AnPnQnAn+1的面积为___________(用含有n的式子表示).
【答案】
【解析】先证明△OA1P1∽△OA2P2,△OP1B1∽△OP2B2,又点P1为线段A1B1的中点,从而可得P2为线段A2B2的中点,同理可证P3、P4、Pn依次为线段A3B3、A4B4、 AnBn的中点.结合相似三角形的性质可得△P1B1Q1的P1B1上的高与△P2A2O1的A2P2上的高之比为1∶2,所以△P1B1Q1的P1B1上的高为,同理可得△P2B2Q2的P2B2上的高为 ,从而=﹣,以此类推来求,从而找到的面积规律.
【详解】由折叠可知,OA1=A1A2=,
由题意得:A1B1//A2B2,
∴△OA1P1∽△OA2P2,△OP1B1∽△OP2B2,
∴=== ,
又∵点P1为线段A1B1的中点,
∴A1P1=P1B1,
∴A2P2=P2B2,
则点P2为线段A2B2的中点,
同理可证,P3、P4、 Pn依次为线段A3B3、A4B4、 AnBn的中点.
∵A1B1//A2B2,
∴△P1B1Q1∽△P2A2O1,
∴==,
则△P1B1Q1的P1B1上的高与△P2A2O1的A2P2上的高之比为1∶2,
∴△P1B1Q1的P1B1上的高为,
同理可得△P2B2Q2的P2B2上的高为, ,
由折叠可知A2A3=,A3A4=,
∵∠MON=30°,
∴A1B1=tan30°×OA1=1,
∴A2B2=2,A3B3=4, ,
∴=﹣
=﹣
=,
同理,=﹣
=﹣
=,
=﹣
=
=
=.
故答案为:.
【点睛】本题考查了规律型:图形的变化类,相似三角形的判定与性质,折叠的性质,锐角三角函数等知识,解决本题的关键在根据图形的变化找到规律.
20.如图,点B1在直线l:y=x上,点B1的横坐标为2,过点B1作B1A1⊥l,交x轴于点A1,以A1B1为边,向右作正方形A1B1B2C1,延长B2C1交x轴于点A2;以A2B2为边,向右作正方形A2B2B3C2,延长B3C2交x轴于点A3;以A3B3为边,向右作正方形A3B3B4C3,延长B4C3交x轴于点A4;…;照这个规律进行下去,则第n个正方形AnBnBn+1 n的边长为 (结果用含正整数n的代数式表示).
【答案】×()n﹣1.
【解析】设直线y=x与x轴夹角为α,过B1作B1H⊥x轴于H,由点B1的横坐标为2,点B1在直线l:y=x上,可得OH=2,B1H=1,OB1==,tanα==,Rt△A1B1O中,求得A1B1=OB1 tanα=,即第1个正方形边长是,在Rt△A2B2O中,求得第2个正方形边长是×,在Rt△A3B3O中,求得第3个正方形边长是×=×()2,在Rt△A4B4O中,求得第4个正方形边长是×=×()3,......观察规律即可得:第n个正方形边长是×()n﹣1.
解:设直线y=x与x轴夹角为α,过B1作B1H⊥x轴于H,如图:
∵点B1的横坐标为2,点B1在直线l:y=x上,令x=2得y=1,
∴OH=2,B1H=1,OB1==,
∴tanα==,
Rt△A1B1O中,A1B1=OB1 tanα=,即第1个正方形边长是,
∴OB2=OB1+B1B2=+=×3,
Rt△A2B2O中,A2B2=OB2 tanα=×3×=×,即第2个正方形边长是×,
∴OB3=OB2+B2B3=×3+×=×,
Rt△A3B3O中,A3B3=OB3 tanα=××=×,即第3个正方形边长是×=×()2,
∴OB4=OB3+B3B4=×+×=×,
Rt△A4B4O中,A4B4=OB4 tanα==××=×,即第4个正方形边长是×=×()3,
......
观察规律可知:第n个正方形边长是×()n﹣1,
故答案为:×()n﹣1.
21. 如图,直线与轴相交于点,与轴相交于点,过点作交轴于点,过点作轴交于点,过点作交轴于点,过点作轴交于点…,按照如此规律操作下去,则点的纵坐标是______________.
【答案】
【解析】先根据30°的特殊直角三角形,如,,,求出B点,B1点的纵坐标,发现规律,即可
∵
当时,
当时,
故,
∴为30°的直角三角形
∴
∵
∴为30°的直角三角形
∴
∴为30°的直角三角形
∵轴
∴
∴
为30°的直角三角形
同理:
…
故:
故答案为:
【点睛】本题考查30°的特殊直角三角形;注意只用求点的纵坐标,即长度
22.如图,一次函数y=x与反比例函数y=(x>0)的图象交于点A,过点A作AB⊥OA,交x轴于点B;作BA1∥OA,交反比例函数图象于点A1;过点A1作A1B1⊥A1B交x轴于点B;再作B1A2∥BA1,交反比例函数图象于点A2,依次进行下去,…,则点A2021的横坐标为 .
【答案】+.
【解析】由一次函数y=x与反比例函数y=(x>0)的图象交于点A,可得A(1,1);易得△OAB是等腰直角三角形,则OB=2;分别过点A,A1,A2,作x轴的垂线,垂足分别为C,D,E,则△ABD是等腰直角三角形,设BD=m,则A1D=m,则A1(m+2,m),点A1在反比例函数上,可得m的值,求出点A1的坐标,同理可得A2的坐标,以此类推,可得结论.
如图,分别过点A,A1,A2,作x轴的垂线,垂足分别为C,D,E,
∵一次函数y=x与反比例函数y=(x>0)的图象交于点A,
∴联立,解得A(1,1),
∴AC=OC=1,∠AOC=45°,
∵AB⊥OA,
∴△OAB是等腰直角三角形,
∴OB=2OC=2,
∵A1B∥OA,
∴∠A1BD=45°,
设BD=m,则A1D=m,
∴A1(m+2,m),
∵点A1在反比例函数y=上,
∴m(m+2)=1,解得m=﹣1+,(m=﹣1﹣,负值舍去),
∴A1(+1,﹣1),
∵A1B1⊥A1B,
∴BB1=2BD=2﹣2,
∴OB1=2.
∵B1A2∥BA1,
∴∠A2B1E=45°,
设B1E=t,则A2E=t,
∴A2(t+2,t),
∵点A2在反比例函数y=上,
∴t(t+2)=1,解得t=﹣+,(t=﹣﹣,负值舍去),
∴A2(,﹣),
同理可求得A3(2+,2﹣),
以此类推,可得点A2021的横坐标为+.
故答案为:+.
23.古希腊数学家定义了五边形数,如下表所示,将点按照表中方式排列成五边形点阵,图形中的点的个数即五边形数;
图形 …
五边形数 1 5 12 22 35 51 …
将五边形数1,5,12,22,35,51,…,排成如下数表;
观察这个数表,则这个数表中的第八行从左至右第2个数为 .
【答案】1335.
【解析】观察表中图形及数字的变化规律可发现第n个五边形数可表示为:1+2+3+...+(n﹣1)+n2,观察数表找到规律,计算出这个数表中的第八行从左至右第2个数是第几个五边形数即n的值,代入上面的代数式即可求得答案.
解:观察表中图形及数字的变化规律可得第n个五边形数可表示为:1+2+3+...+(n﹣1)+n2,
由数表可知前七行数的个数和为:1+2+3+...+7=28,
∴数表中的第八行从左至右第2个数是第30个五边形数即n=30,
∴把n=30代入得:1+2+3+...+29+302,=1335,故答案为:1335.
24.如图,直线l:y=﹣x﹣与x轴交于点B1,以OB1为边向上作等边△AOB1过
点A1作A1B2平行于x轴,交直线1于点B2以A1B2为边向上作等边△A2A1B2,过点A2
作A2B3平行于x轴,交直线l于点B3,以A2B3为边向上作等边△A3A2B3,…,则Aa的
坐标是 (用含正整数n的代数式表示)
【答案】见解析
【解析】根据题意可得直线l与x轴成30°,OB1=1,可得OA1=1,A1A2=2,A3A2=4,可推出AnAn﹣1的长,可求OAn,根据锐角三角函数可求An坐标.如图
∵y=﹣x﹣与x轴交于点B1
∴当y=0时,0=﹣x﹣,
∴x=﹣1
∴B1(﹣1,0)即B1O=1
∵y=﹣x﹣与y轴交于D
当x=0,y=﹣,
∴D(0,﹣)
∵tan∠OB1D=,
∴∠OB1D=30°
∵等边三角形A1OB1,
∴A1O=1,∠A1OB1=60°=∠A1B1O
∴∠B2B1A1=90°,∠A1OC1=30°
∵A1B2∥x轴
∴A1B2=2A1B1=2=21.
同理A3A2=4=(2)2.
∴等边三角形AnAn﹣1Bn的边长为2 n﹣1.
延长B2A1交y轴于C1,延长B2A1交y轴于C1,延长B2A1交y轴于C1,…
∴A1C1⊥y轴,A2C2⊥y轴,…A2018C2018⊥y轴
∵OAn=OA1+A1A2+A2A3+…+AnAn﹣1=1+2+22+23+…+2n﹣1.
∴2OAn=2+22+23+…+2n﹣1+2n.
∴OAn=2n﹣1
∵∠A1OC1=30°
∴An n==,O n=An n=×,
∴An(﹣,×)
故答案为An(﹣,×).
25.如图,点在反比例函数的图象上,点在轴上,且,直线与双曲线交于点,则(n为正整数)的坐标是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】先求出的坐标,由题意容易得到为等腰直角三角形,即可得到,然后过作交y轴于H,,通过反比例函数解析式可求出x,从而能够得到,再同样求出,即可发现规律.
联立,解得,
∴,,
由题意可知,
∵,
∴为等腰直角三角形,
∴,
过作交y轴于H,则容易得到,
设,则,
∴,
解得,(舍),
∴,,
∴,
用同样方法可得到,
因此可得到,即
故选:D.
【点睛】本题考查了反比例函数的性质,属于规律问题,求出是解题的关键.
26.如图,菱形ABCD中,∠ABC=120°,AB=1,延长CD至A1,使DA1=CD,以A1C为一边,在BC的延长线上作菱形A1CC1D1,连接AA1,得到△ADA1;再延长C1D1至A2,使D1A2=C1D1,以A2C1为一边,在CC1的延长线上作菱形A2C1C2D2,连接A1A2,得到△A1D1A2…按此规律,得到△A2020D2020A2021,记△ADA1的面积为S1,△A1D1A2的面积为S2…,△A2020D2020A2021的面积为S2021,则S2021= .
【答案】22019.
【解析】由题意得△ADA1为等边三角形且边长为1、△A1D1A2为等边三角形且边长为2、△A2D2A3为等边三角形且边长为4、△A3D3A4为等边三角形且边长为8,…,△A2021D2021A2022为等边三角形且边长为22021,所以S1=×12,S2=×22,S3=×23,…,S2021=×22021,计算出结果即可.
解:∵菱形ABCD中,∠ABC=120°,AB=1,
∴∠ADC=120°,AD=CD=1,
∴∠ADA1=60°,
∵DA1=CD,
∴AD=DA1,
∴△ADA1为等边三角形且边长为1,
同理:△A1D1A2为等边三角形且边长为2,
△A2D2A3为等边三角形且边长为4,
△A3D3A4为等边三角形且边长为8,
…,
△A2021D2021A2022为等边三角形且边长为22021,
∴S1=×12,
S2=×22,
S3=×23,
…,
S2021=×22021
=22019.
27. 如图,在平面直角坐标系中,的顶点坐标分别为:,,.已知
,作点关于点的对称点,点关于点的对称点,点关于点的对称点,点关于点的对称点,点关于点的对称点,…,依此类推,则点的坐标为______.
【答案】(-1,8)
【解析】先求出N1至N6点的坐标,找出其循环的规律为每6个点循环一次即可求解.
由题意得,作出如下图形:
N点坐标为(-1,0),
N点关于A点对称的N1点的坐标为(-3,0),
N1点关于B点对称的N2点的坐标为(5,4),
N2点关于C点对称的N3点的坐标为(-3,8),
N3点关于A点对称的N4点的坐标为(-1,8),
N4点关于B点对称的N5点的坐标为(3,-4),
N5点关于C点对称的N6点的坐标为(-1,0),此时刚好回到最开始的点N处,
∴其每6个点循环一次,
∴,
即循环了336次后余下4,
故的坐标与N4点的坐标相同,其坐标为(-1,8) .
故答案为:(-1,8) .
【点睛】本题考查了平面直角坐标系内点的对称规律问题,本题需要先去验算前面一部分点的坐标,进而找到其循环的规律后即可求解.