备考2019中考数学高频考点剖析
专题三 代数之规律探索问题
考点扫描☆聚焦中考
规律探索问题,是每年中考的压轴性问题之一这种问题是根据已知条件或题干所提供的若干特例,通过观察、类比、归纳,发现题目所蕴含的数字或图形的本质规律与特征的一类探索性问题,考查的知识点主要包括数与式变化规律、图形变化规律、点阵位置规律和规律猜想应用四个方面,总体来看,难度较大,主要以填空题压轴为主,选择题也涉及不少。也有少量的解析题。解析题主要以规律猜想为主。结合2017、2018年全国各地中考的实例和2019年名校模拟试题,我们从三方面进行规律探索问题的探讨:
(1)数与式变化规律;
(2)图形变化规律;
(3)点阵位置规律.
(4)规律猜想应用
考点剖析☆典型例题
例1 (2018·江苏常州·2分)下面是按一定规律排列的代数式:a2,3a4,5a6,7a8,…则第8个代数式是 .
例2(2018年湖北省宜昌市3分)1261年,我国南宋数学家杨辉用图中的三角形解释二项和的乘方规律,比欧洲的相同发现要早三百多年,我们把这个三角形称为“杨辉三角”,请观察图中的数字排列规律,则a,b,c的值分别为( )
A.a=1,b=6,c=15 B.a=6,b=15,c=20
C.a=15,b=20,c=15 D.a=20,b=15,c=6
例3如图,在平面直角坐标系中,边长不等的正方形依次排列,每个正方形都有一个顶点落在函数y=x的图象上,从左向右第3个正方形中的一个顶点A的坐标为(27,9)阴影三角形部分的面积从左向右依次为S1、S2、S3…Sn,则第4个正方形的边长是,Sn的值为 .
例4(2018·浙江衢州·4分)定义:在平面直角坐标系中,一个图形先向右平移a个单位,再绕原点按顺时针方向旋转θ角度,这样的图形运动叫作图形的γ(a,θ)变换.
如图,等边△ABC的边长为1,点A在第一象限,点B与原点O重合,点C在x轴的正半轴上.△A1B1C1就是△ABC经γ(1,180°)变换后所得的图形.
若△ABC经γ(1,180°)变换后得△A1B1C1,△A1B1C1经γ(2,180°)变换后得△A2B2C2,△A2B2C2经γ(3,180°)变换后得△A3B3C3,依此类推……
△An﹣1Bn﹣1Cn﹣1经γ(n,180°)变换后得△AnBnCn,则点A1的坐标是 ,点A2018的坐标是 .
考点过关☆专项突破
类型一数与式变化规律
1. 观察下面一组数:﹣1,2,﹣3,4,﹣5,6,﹣7,…,将这组数排成如图的形式,按照如图规律排下去,则第10行中从左边数第9个数是( )
A.﹣90 B.90 C.﹣91 D.91
2. 若“!”是一种数学运算符号,并且1!=1,2!=2×1=2,3!=3×2×1=6,4!=4×3×2×1,…,则的值为( )
A. B.99! C.9900 D.2!
3. (2018·湖北荆州·3分)如图所示,是一个运算程序示意图.若第一次输入k的值为125,则第2018次输出的结果是 .
4. (2018·山东泰安·3分)观察“田”字中各数之间的关系:
则c的值为 .
5. (2018年湖北省宜昌市3分)1261年,我国南宋数学家杨辉用图中的三角形解释二项和的乘方规律,比欧洲的相同发现要早三百多年,我们把这个三角形称为“杨辉三角”,请观察图中的数字排列规律,则a,b,c的值分别为( )
A.a=1,b=6,c=15 B.a=6,b=15,c=20
C.a=15,b=20,c=15 D.a=20,b=15,c=6
6. (2018?山东淄博?4分)将从1开始的自然数按以下规律排列,例如位于第3行、第4列的数是12,则位于第45行、第8列的数是 .
类型二图形变化规律
1. 如图,在△ABC中,∠ACB=90°,∠B=30°,AC=1,AC在直线l上,将△ABC绕点A顺时针旋转到位置①,可得到点P1,此时AP1=2;将位置①的三角形绕点P1顺时针旋转到位置②,可得到点P2,此时AP2=2+;将位置②的三角形绕点P2顺时针旋转到位置③,可得到点P3,此时AP3=3+;…按此规律继续旋转,直到得到点P2017为止,则P1P2017= .
2.如图所示,点A1,A2,A3在x轴上,且OA1=A1A2=A2A3,分别过点A1,A2,A3作y轴的平行线,与反比例函数y=(x>0)的图象分别交于点B1,B2,B3,分别过点B1,B2,B3作x轴的平行线,分别于y轴交于点C1,C2,C3,连接OB1,OB2,OB3,那么图中阴影部分的面积之和为 .
3. 下列图案是用长度相同的火柴棒按一定规律拼搭而成,图案①需8根火柴棒,图案②需15根火柴棒,…,按此规律,图案⑦需 根火柴棒.
4. (2018?黑龙江)如图,已知等边△ABC的边长是2,以BC边上的高AB1为边作等边三角形,得到第一个等边△AB1C1;再以等边△AB1C1的B1C1边上的高AB2为边作等边三角形,得到第二个等边△AB2C2;再以等边△AB2C2的B2C2边上的高AB3为边作等边三角形,得到第三个等边△AB3C3;…,记△B1CB2的面积为S1,△B2C1B3的面积为S2,△B3C2B4的面积为S3,如此下去,则Sn= .
类型三 点阵位置规律
1.(2018·广东·3分)如图,已知等边△OA1B1,顶点A1在双曲线y=(x>0)上,点B1的坐标为(2,0).过B1作B1A2∥OA1交双曲线于点A2,过A2作A2B2∥A1B1交x轴于点B2,得到第二个等边△B1A2B2;过B2作B2A3∥B1A2交双曲线于点A3,过A3作A3B3∥A2B2交x轴于点B3,得到第三个等边△B2A3B3;以此类推,…,则点B6的坐标为 .
2.(2017浙江湖州)在每个小正方形的边长为1的网格图形中,每个小正方形的顶点称为格点.从一个格点移动到与之相距的另一个格点的运动称为一次跳马变换.例如,在4×4的正方形网格图形中(如图1),从点A经过一次跳马变换可以到达点B,C,D,E等处.现有20×20的正方形网格图形(如图2),则从该正方形的顶点M经过跳马变换到达与其相对的顶点N,最少需要跳马变换的次数是( )
A.13 B.14 C.15 D.16
3.如图,已知四边形ABCD的顶点为A(1,2),B(﹣1,2),C,(﹣1,﹣2),D(1,﹣2),点M和点N同时从E点出发,沿四边形的边做环绕匀速运动,M点以1单位/s的速度做逆时针运动,N点以2单位/s的速度做顺时针运动,则点M和点N第2017次相遇时的坐标为 .
4. (2018·浙江衢州·4分)定义:在平面直角坐标系中,一个图形先向右平移a个单位,再绕原点按顺时针方向旋转θ角度,这样的图形运动叫作图形的γ(a,θ)变换.
如图,等边△ABC的边长为1,点A在第一象限,点B与原点O重合,点C在x轴的正半轴上.△A1B1C1就是△ABC经γ(1,180°)变换后所得的图形.
若△ABC经γ(1,180°)变换后得△A1B1C1,△A1B1C1经γ(2,180°)变换后得△A2B2C2,△A2B2C2经γ(3,180°)变换后得△A3B3C3,依此类推……
△An﹣1Bn﹣1Cn﹣1经γ(n,180°)变换后得△AnBnCn,则点A1的坐标是 ,点A2018的坐标是 .
5. (2017内江)如图,过点A0(2,0)作直线l:y=x的垂线,垂足为点A1,过点A1作A1A2⊥x轴,垂足为点A2,过点A2作A2A3⊥l,垂足为点A3,…,这样依次下去,得到一组线段:A0A1,A1A2,A2A3,…,则线段A2016A2107的长为( )
A.()2015 B.()2016 C.()2017 D.()2018
6. (2017?温州)我们把1,1,2,3,5,8,13,21,…这组数称为斐波那契数列,为了进一步研究,依次以这列数为半径作90°圆弧,,,…得到斐波那契螺旋线,然后顺次连结P1P2,P2P3,P3P4,…得到螺旋折线(如图),已知点P1(0,1),P2(﹣1,0),P3(0,﹣1),则该折线上的点P9的坐标为( )
A.(﹣6,24) B.(﹣6,25) C.(﹣5,24) D.(﹣5,25)
7.(2017浙江衢州)如图,正△ABO的边长为2,O为坐标原点,A在x轴上,B在第二象限,△ABO沿x轴正方形作无滑动的翻滚,经一次翻滚后得到△A1B1O,则翻滚3次后点B的对应点的坐标是 ,翻滚2017次后AB中点M经过的路径长为 .
类型四 规律猜想应用
1. (2017?乐山)庄子说:“一尺之椎,日取其半,万世不竭”.这句话(文字语言)表达了古人将事物无限分割的思想,用图形语言表示为图1,按此图分割的方法,可得到一个等式(符号语言):1=+++…++….
图2也是一种无限分割:在△ABC中,∠C=90°,∠B=30°,过点C作CC1⊥AB于点C1,再过点C1作C1C2⊥BC于点C2,又过点C2作C2C3⊥AB于点C3,如此无限继续下去,则可将利△ABC分割成△ACC1、△CC1C2、△C1C2C3、△C2C3C4、…、△Cn﹣2Cn﹣1Cn、….假设AC=2,这些三角形的面积和可以得到一个等式是 .
2. (2017山东滨州)根据要求,解答下列问题:
①方程x2﹣2x+1=0的解为 ;
②方程x2﹣3x+2=0的解为 ;
③方程x2﹣4x+3=0的解为 ;
…
(2)根据以上方程特征及其解的特征,请猜想:
①方程x2﹣9x+8=0的解为 ;
②关于x的方程 的解为x1=1,x2=n.
(3)请用配方法解方程x2﹣9x+8=0,以验证猜想结论的正确性.
3. 我们知道,经过原点的抛物线可以用y=ax2+bx(a≠0)表示,对于这样的抛物线:
(1)当抛物线经过点(﹣2,0)和(﹣1,3)时,求抛物线的表达式;
(2)当抛物线的顶点在直线y=﹣2x上时,求b的值;
(3)如图,现有一组这样的抛物线,它们的顶点A1、A2、…,An在直线y=﹣2x上,横坐标依次为﹣1,﹣2,﹣3,…,﹣n(n为正整数,且n≤12),分别过每个顶点作x轴的垂线,垂足记为B1、B2,…,Bn,以线段AnBn为边向左作正方形AnBnCnDn,如果这组抛物线中的某一条经过点Dn,求此时满足条件的正方形AnBnCnDn的边长.
备考2019中考数学高频考点剖析
专题三 代数之规律探索问题
考点扫描☆聚焦中考
规律探索问题,是每年中考的压轴性问题之一这种问题是根据已知条件或题干所提供的若干特例,通过观察、类比、归纳,发现题目所蕴含的数字或图形的本质规律与特征的一类探索性问题,考查的知识点主要包括数与式变化规律、图形变化规律、点阵位置规律和规律猜想应用四个方面,总体来看,难度较大,主要以填空题压轴为主,选择题也涉及不少。也有少量的解析题。解析题主要以规律猜想为主。结合2017、2018年全国各地中考的实例和2019年名校模拟试题,我们从三方面进行规律探索问题的探讨:
(1)数与式变化规律;
(2)图形变化规律;
(3)点阵位置规律.
(4)规律猜想应用
考点剖析☆典型例题
例1 (2018·江苏常州·2分)下面是按一定规律排列的代数式:a2,3a4,5a6,7a8,…则第8个代数式是 15a16 .
【分析】直接利用已知单项式的次数与系数特点得出答案.
【解答】解:∵a2,3a4,5a6,7a8,…
∴单项式的次数是连续的偶数,系数是连续的奇数,
∴第8个代数式是:(2×8﹣1)a2×8=15a16.
故答案为:15a16.
【点评】此题主要考查了单项式,正确得出单项式次数与系数的变化规律是解题关键.
例2(2018年湖北省宜昌市3分)1261年,我国南宋数学家杨辉用图中的三角形解释二项和的乘方规律,比欧洲的相同发现要早三百多年,我们把这个三角形称为“杨辉三角”,请观察图中的数字排列规律,则a,b,c的值分别为( )
A.a=1,b=6,c=15 B.a=6,b=15,c=20
C.a=15,b=20,c=15 D.a=20,b=15,c=6
【分析】根据图形中数字规模:每个数字等于上一行的左右两个数字之和,可得a、b、c的值.
【解答】解:根据图形得:每个数字等于上一行的左右两个数字之和,
∴a=1+5=6,b=5=10=15,c=10+10=20,
故选:B.
【点评】本题是一道找规律的题目,这类题型在中考中经常出现.对于找规律的题目首先应找出哪些部分发生了变化,是按照什么规律变化的.
例3如图,在平面直角坐标系中,边长不等的正方形依次排列,每个正方形都有一个顶点落在函数y=x的图象上,从左向右第3个正方形中的一个顶点A的坐标为(27,9)阴影三角形部分的面积从左向右依次为S1、S2、S3…Sn,则第4个正方形的边长是,Sn的值为 .
【考点】一次函数图象上点的坐标特征.
【分析】根据直线解析式判断出直线与x轴的夹角的正切值为,从而得到直线与正方形的边围成的三角形是直角三角形,再根据点A的坐标求出正方形的边长并得到变化规律表示出第n个正方形的边长,然后根据阴影部分的面积等于一个等腰直角三角形的面积加上梯形的面积再减去一个直角三角形的面积列式求解并根据结果的规律解答即可.
【解答】解:∵正比例函数y=x的图象与x轴交角的正切值为,已知A的坐标为(27,9),
∴第4个正方形的边长是=9×,
同理可得第五个正方形的边长为=9×()2,
第六个正方形的边长=9×()3,
…
第2n﹣1个正方形的边长9×()2n﹣4,
第2n个正方形的边长9×()2n﹣3,
然后根据阴影部分的面积等于一个等腰直角三角形的面积加上梯形的面积再减去一个直角三角形的面积可得
Sn=×+﹣×[9×]=.
故答案为,.
【点评】此题是一次函数图象上的点的坐标特征,主要考查了一次函数的性质,正方形的性质,三角形面积的计算,解本题的关键是确定阴影部分面积等于一个等腰直角三角形的面积加上梯形的面积再减去一个直角三角形的面积.
例4(2018·浙江衢州·4分)定义:在平面直角坐标系中,一个图形先向右平移a个单位,再绕原点按顺时针方向旋转θ角度,这样的图形运动叫作图形的γ(a,θ)变换.
如图,等边△ABC的边长为1,点A在第一象限,点B与原点O重合,点C在x轴的正半轴上.△A1B1C1就是△ABC经γ(1,180°)变换后所得的图形.
若△ABC经γ(1,180°)变换后得△A1B1C1,△A1B1C1经γ(2,180°)变换后得△A2B2C2,△A2B2C2经γ(3,180°)变换后得△A3B3C3,依此类推……
△An﹣1Bn﹣1Cn﹣1经γ(n,180°)变换后得△AnBnCn,则点A1的坐标是 (﹣,﹣) ,点A2018的坐标是 .
【考点】坐标的变化规律.
【分析】分析图形的γ(a,θ)变换的定义可知:对图形γ(n,180°)变换,就是先进行向右平移n个单位变换,再进行关于原点作中心对称变换.向右平移n个单位变换就是横坐标加n,纵坐标不变,关于原点作中心对称变换就是横纵坐标都变为相反数.写出几次变换后的坐标可以发现其中规律.
【解答】解:根据图形的γ(a,θ)变换的定义可知:
对图形γ(n,180°)变换,就是先进行向右平移n个单位变换,再进行关于原点作中心对称变换.
△ABC经γ(1,180°)变换后得△A1B1C1,A1 坐标(﹣,﹣)
△A1B1C1经γ(2,180°)变换后得△A2B2C2,A2坐标(﹣,)
△A2B2C2经γ(3,180°)变换后得△A3B3C3,A3坐标(﹣,﹣)
△A3B3C3经γ(3,180°)变换后得△A4B4C4,A4坐标(﹣,)
依此类推……
可以发现规律:An横坐标存在周期性,每3次变换为一个周期,纵坐标为
当n=2018时,有2018÷3=672余2
所以,A2018横坐标是﹣,纵坐标为
故答案为:(﹣,﹣),(﹣,).
【点评】本题是规律探究题,又是材料阅读理解题,关键是能正确理解图形的γ(a,θ)变换的定义后运用,关键是能发现连续变换后出现的规律,该题难点在于点的横纵坐标各自存在不同的规律,需要分别来研究.
考点过关☆专项突破
类型一数与式变化规律
1. 观察下面一组数:﹣1,2,﹣3,4,﹣5,6,﹣7,…,将这组数排成如图的形式,按照如图规律排下去,则第10行中从左边数第9个数是( )
A.﹣90 B.90 C.﹣91 D.91
【解答】解:由题意可得:9×9=81,81+9=90,
故第10行从左边第9个数是90.
故选:B.
2. 若“!”是一种数学运算符号,并且1!=1,2!=2×1=2,3!=3×2×1=6,4!=4×3×2×1,…,则的值为( )
A. B.99! C.9900 D.2!
【考点】有理数的混合运算.
【分析】由题目中的规定可知100!=100×99×98×…×1,98!=98×97×…×1,然后计算的值.
【解答】解:∵100!=100×99×98×…×1,98!=98×97×…×1,
所以=100×99=9900.
故选:C.
【点评】本题考查的是有理数的混合运算,根据题目中的规定,先得出100!和98!的算式,再约分即可得结果.
3. (2018·湖北荆州·3分)如图所示,是一个运算程序示意图.若第一次输入k的值为125,则第2018次输出的结果是 .
【解答】解:∵第1次输出的结果是25,第2次输出的结果是5,第3次输出的结果是1,第4次输出的结果是5,第5次输出的结果是5,…,
∴第2n次输出的结果是5,第2n+1次输出的结果是1(n为正整数),
∴第2018次输出的结果是5.
故答案为:5.
4. (2018·山东泰安·3分)观察“田”字中各数之间的关系:
则c的值为 .
【分析】依次观察每个“田”中相同位置的数字,即可找到数字变化规律,再观察同一个“田”中各个位置的数字数量关系即可.
【解答】解:经过观察每个“田”左上角数字依此是1,3,5,7等奇数,此位置数为15时,恰好是第8个奇数,即此“田”字为第8个.观察每个“田”字左下角数据,可以发现,规律是2,22,23,24等,则第8 数为28.观察左下和右上角,每个“田”字的右上角数字依次比左下角大0,2,4,6等,到第8个图多14.则c=28+14=270
故应填:270或28+14
【点评】本题以探究数字规律为背景,考查学生的数感.解题时注意同等位置的数字变化规律,用代数式表示出来.
5. (2018年湖北省宜昌市3分)1261年,我国南宋数学家杨辉用图中的三角形解释二项和的乘方规律,比欧洲的相同发现要早三百多年,我们把这个三角形称为“杨辉三角”,请观察图中的数字排列规律,则a,b,c的值分别为( )
A.a=1,b=6,c=15 B.a=6,b=15,c=20
C.a=15,b=20,c=15 D.a=20,b=15,c=6
【分析】根据图形中数字规模:每个数字等于上一行的左右两个数字之和,可得a、b、c的值.
【解答】解:根据图形得:每个数字等于上一行的左右两个数字之和,
∴a=1+5=6,b=5=10=15,c=10+10=20,
故选:B.
【点评】本题是一道找规律的题目,这类题型在中考中经常出现.对于找规律的题目首先应找出哪些部分发生了变化,是按照什么规律变化的.
6. (2018?山东淄博?4分)将从1开始的自然数按以下规律排列,例如位于第3行、第4列的数是12,则位于第45行、第8列的数是 2018 .
【考点】37:规律型:数字的变化类.
【分析】观察图表可知:第n行第一个数是n2,可得第45行第一个数是2025,推出第45行、第8列的数是2025﹣7=2018;
【解答】解:观察图表可知:第n行第一个数是n2,
∴第45行第一个数是2025,
∴第45行、第8列的数是2025﹣7=2018,
故答案为2018.
【点评】本题考查规律型﹣数字问题,解题的关键是学会观察,探究规律,利用规律解决问题.
类型二图形变化规律
1. 如图,在△ABC中,∠ACB=90°,∠B=30°,AC=1,AC在直线l上,将△ABC绕点A顺时针旋转到位置①,可得到点P1,此时AP1=2;将位置①的三角形绕点P1顺时针旋转到位置②,可得到点P2,此时AP2=2+;将位置②的三角形绕点P2顺时针旋转到位置③,可得到点P3,此时AP3=3+;…按此规律继续旋转,直到得到点P2017为止,则P1P2017= .
【分析】找出旋转的过程中APn长度的规律,可P1P2017的值.
【解答】解:根据题意可得:每三次旋转,向右平移3+
∴从P1到P2017共旋转672次
∴P1P2017=672(3+)=2016+672
故答案为2016+672
【点评】本题考查了旋转的性质,找出旋转的过程中APn长度的规律是本题的关键.
2.如图所示,点A1,A2,A3在x轴上,且OA1=A1A2=A2A3,分别过点A1,A2,A3作y轴的平行线,与反比例函数y=(x>0)的图象分别交于点B1,B2,B3,分别过点B1,B2,B3作x轴的平行线,分别于y轴交于点C1,C2,C3,连接OB1,OB2,OB3,那么图中阴影部分的面积之和为 .
【解答】解:根据题意可知S△OB1C1=S△OB2C2=S△OB3C3=k=4
∵OA1=A1A2=A2A3,A1B1∥A2B2∥A3B3∥y轴
设图中阴影部分的面积从左向右依次为s1,s2,s3
则s1=k=4,
∵OA1=A1A2=A2A3,
∴s2:S△OB2C2=1:4,s3:S△OB3C3=1:9
∴图中阴影部分的面积分别是s1=4,s2=1,s3=
∴图中阴影部分的面积之和=4+1+=.
故答案为:.
3. 下列图案是用长度相同的火柴棒按一定规律拼搭而成,图案①需8根火柴棒,图案②需15根火柴棒,…,按此规律,图案⑦需 50 根火柴棒.
【考点】规律型:图形的变化类.
【分析】根据图案①、②、③中火柴棒的数量可知,第1个图形中火柴棒有8根,每多一个多边形就多7根火柴棒,由此可知第n个图案需火柴棒8+7(n﹣1)=7n+1根,令n=7可得答案.
【解答】解:∵图案①需火柴棒:8根;
图案②需火柴棒:8+7=15根;
图案③需火柴棒:8+7+7=22根;
…
∴图案n需火柴棒:8+7(n﹣1)=7n+1根;
当n=7时,7n+1=7×7+1=50,
∴图案⑦需50根火柴棒;
故答案为:50.
4. (2018?黑龙江)如图,已知等边△ABC的边长是2,以BC边上的高AB1为边作等边三角形,得到第一个等边△AB1C1;再以等边△AB1C1的B1C1边上的高AB2为边作等边三角形,得到第二个等边△AB2C2;再以等边△AB2C2的B2C2边上的高AB3为边作等边三角形,得到第三个等边△AB3C3;…,记△B1CB2的面积为S1,△B2C1B3的面积为S2,△B3C2B4的面积为S3,如此下去,则Sn= ()n .
【分析】由AB1为边长为2的等边三角形ABC的高,利用三线合一得到B1为BC的中点,求出BB1的长,利用勾股定理求出AB1的长,进而求出第一个等边三角形AB1C1的面积,同理求出第二个等边三角形AB2C2的面积,依此类推,得到第n个等边三角形ABnCn的面积.
【解答】解:∵等边三角形ABC的边长为2,AB1⊥BC,
∴BB1=1,AB=2,
根据勾股定理得:AB1=,
∴第一个等边三角形AB1C1的面积为×()2=()1;
∵等边三角形AB1C1的边长为,AB2⊥B1C1,
∴B1B2=,AB1=,
根据勾股定理得:AB2=,
∴第二个等边三角形AB2C2的面积为×()2=()2;
依此类推,第n个等边三角形ABnCn的面积为()n.
故答案为:()n.
类型三 点阵位置规律
1.(2018·广东·3分)如图,已知等边△OA1B1,顶点A1在双曲线y=(x>0)上,点B1的坐标为(2,0).过B1作B1A2∥OA1交双曲线于点A2,过A2作A2B2∥A1B1交x轴于点B2,得到第二个等边△B1A2B2;过B2作B2A3∥B1A2交双曲线于点A3,过A3作A3B3∥A2B2交x轴于点B3,得到第三个等边△B2A3B3;以此类推,…,则点B6的坐标为 (2,0) .
【分析】根据等边三角形的性质以及反比例函数图象上点的坐标特征分别求出B2、B3、B4的坐标,得出规律,进而求出点B6的坐标.
【解答】解:如图,作A2C⊥x轴于点C,设B1C=a,则A2C=a,
OC=OB1+B1C=2+a,A2(2+a,a).
∵点A2在双曲线y=(x>0)上,
∴(2+a)?a=,
解得a=﹣1,或a=﹣﹣1(舍去),
∴OB2=OB1+2B1C=2+2﹣2=2,
∴点B2的坐标为(2,0);
作A3D⊥x轴于点D,设B2D=b,则A3D=b,
OD=OB2+B2D=2+b,A2(2+b,b).
∵点A3在双曲线y=(x>0)上,
∴(2+b)?b=,
解得b=﹣+,或b=﹣﹣(舍去),
∴OB3=OB2+2B2D=2﹣2+2=2,
∴点B3的坐标为(2,0);
同理可得点B4的坐标为(2,0)即(4,0);
…,
∴点Bn的坐标为(2,0),
∴点B6的坐标为(2,0).
故答案为(2,0).
【点评】本题考查了反比例函数图象上点的坐标特征,等边三角形的性质,正确求出B2、B3、B4的坐标进而得出点Bn的规律是解题的关键.
2.(2017浙江湖州)在每个小正方形的边长为1的网格图形中,每个小正方形的顶点称为格点.从一个格点移动到与之相距的另一个格点的运动称为一次跳马变换.例如,在4×4的正方形网格图形中(如图1),从点A经过一次跳马变换可以到达点B,C,D,E等处.现有20×20的正方形网格图形(如图2),则从该正方形的顶点M经过跳马变换到达与其相对的顶点N,最少需要跳马变换的次数是( )
A.13 B.14 C.15 D.16
【考点】RA:几何变换的类型;KQ:勾股定理.
【分析】根据从一个格点移动到与之相距的另一个格点的运动称为一次跳马变换,计算出按A﹣C﹣F的方向连续变换10次后点M的位置,再根据点N的位置进行适当的变换,即可得到变换总次数.
【解答】解:如图1,连接AC,CF,则AF=3,
∴两次变换相当于向右移动3格,向上移动3格,
又∵MN=20,
∴20÷3=,(不是整数)
∴按A﹣C﹣F的方向连续变换10次后,相当于向右移动了10÷2×3=15格,向上移动了10÷2×3=15格,此时M位于如图所示的5×5的正方形网格的点G处,再按如图所示的方式变换4次即可到达点N处,
∴从该正方形的顶点M经过跳马变换到达与其相对的顶点N,最少需要跳马变换的次数是14次,故选:B.
3.如图,已知四边形ABCD的顶点为A(1,2),B(﹣1,2),C,(﹣1,﹣2),D(1,﹣2),点M和点N同时从E点出发,沿四边形的边做环绕匀速运动,M点以1单位/s的速度做逆时针运动,N点以2单位/s的速度做顺时针运动,则点M和点N第2017次相遇时的坐标为 (﹣1,﹣1) .
【解答】解:∵A(1,2),B(﹣1,2),C(﹣1,﹣2),D(1,﹣2),
∴AB=2,BC=4.
设点M和点N第2017次相遇时的时间为x,
根据题意得:(1+2)x=2017×2×(4+2),
解得:x=8068,
∴M和点N第2017次相遇时,点M走过的路程为x=8068.
∵矩形ABCD的周长为12,8068=672×12+4,
∴M和点N第2017次相遇时的位置在距离点E逆时针方向的4个单位长度.
∵BC=4,BE=1,
∴点M和点N第2017次相遇时的位置为线段CF的中点,即点(﹣1,﹣1).
故答案为:(﹣1,﹣1).
4. (2018·浙江衢州·4分)定义:在平面直角坐标系中,一个图形先向右平移a个单位,再绕原点按顺时针方向旋转θ角度,这样的图形运动叫作图形的γ(a,θ)变换.
如图,等边△ABC的边长为1,点A在第一象限,点B与原点O重合,点C在x轴的正半轴上.△A1B1C1就是△ABC经γ(1,180°)变换后所得的图形.
若△ABC经γ(1,180°)变换后得△A1B1C1,△A1B1C1经γ(2,180°)变换后得△A2B2C2,△A2B2C2经γ(3,180°)变换后得△A3B3C3,依此类推……
△An﹣1Bn﹣1Cn﹣1经γ(n,180°)变换后得△AnBnCn,则点A1的坐标是 (﹣,﹣) ,点A2018的坐标是 (﹣,) .
【分析】分析图形的γ(a,θ)变换的定义可知:对图形γ(n,180°)变换,就是先进行向右平移n个单位变换,再进行关于原点作中心对称变换.向右平移n个单位变换就是横坐标加n,纵坐标不变,关于原点作中心对称变换就是横纵坐标都变为相反数.写出几次变换后的坐标可以发现其中规律.
【解答】解:根据图形的γ(a,θ)变换的定义可知:
对图形γ(n,180°)变换,就是先进行向右平移n个单位变换,再进行关于原点作中心对称变换.
△ABC经γ(1,180°)变换后得△A1B1C1,A1 坐标(﹣,﹣)
△A1B1C1经γ(2,180°)变换后得△A2B2C2,A2坐标(﹣,)
△A2B2C2经γ(3,180°)变换后得△A3B3C3,A3坐标(﹣,﹣)
△A3B3C3经γ(3,180°)变换后得△A4B4C4,A4坐标(﹣,)
依此类推……
可以发现规律:An横坐标存在周期性,每3次变换为一个周期,纵坐标为
当n=2018时,有2018÷3=672余2
所以,A2018横坐标是﹣,纵坐标为
故答案为:(﹣,﹣),(﹣,).
【点评】本题是规律探究题,又是材料阅读理解题,关键是能正确理解图形的γ(a,θ)变换的定义后运用,关键是能发现连续变换后出现的规律,该题难点在于点的横纵坐标各自存在不同的规律,需要分别来研究.
5. (2017内江)如图,过点A0(2,0)作直线l:y=x的垂线,垂足为点A1,过点A1作A1A2⊥x轴,垂足为点A2,过点A2作A2A3⊥l,垂足为点A3,…,这样依次下去,得到一组线段:A0A1,A1A2,A2A3,…,则线段A2016A2107的长为( )
A.()2015 B.()2016 C.()2017 D.()2018
【考点】F8:一次函数图象上点的坐标特征.
【分析】根据含30°的直角三角形的性质结合图形即可得到规律“OAn=()nOA=2()n,依此规律即可解决问题.
【解答】解:由y=x,得
l的倾斜角为30°,
点A坐标为(2,0),
∴OA=2,
∴OA1=OA=,OA2=OA1═,OA3=OA2═,OA4=OA3═,…,
∴OAn=()nOA=2()n.
∴OA2016=2×()2016,
A2016A2107的长×2×()2016=()2016,
故选:B.
6. (2017?温州)我们把1,1,2,3,5,8,13,21,…这组数称为斐波那契数列,为了进一步研究,依次以这列数为半径作90°圆弧,,,…得到斐波那契螺旋线,然后顺次连结P1P2,P2P3,P3P4,…得到螺旋折线(如图),已知点P1(0,1),P2(﹣1,0),P3(0,﹣1),则该折线上的点P9的坐标为( )
A.(﹣6,24) B.(﹣6,25) C.(﹣5,24) D.(﹣5,25)
【分析】观察图象,推出P9的位置,即可解决问题.
【解答】解:由题意,P5在P2的正上方,推出P9在P6的正上方,且到P6的距离=21+5=26,
所以P9的坐标为(﹣6,25),
故选B.
【点评】本题考查规律型:点的坐标等知识,解题的关键是理解题意,确定P9的位置.
7.(2017浙江衢州)如图,正△ABO的边长为2,O为坐标原点,A在x轴上,B在第二象限,△ABO沿x轴正方形作无滑动的翻滚,经一次翻滚后得到△A1B1O,则翻滚3次后点B的对应点的坐标是 (5,) ,翻滚2017次后AB中点M经过的路径长为 (+896)π .
【考点】O4:轨迹;D2:规律型:点的坐标.
【分析】如图作B3E⊥x轴于E,易知OE=5,B3E=,观察图象可知3三次一个循环,一个循环点M的运动路径为++=()π,由2017÷3=672…1,可知翻滚2017次后AB中点M经过的路径长为672?()π+π=(+896)π.
【解答】解:如图作B3E⊥x轴于E,易知OE=5,B3E=,
∴B3(5,),
观察图象可知3三次一个循环,一个循环点M的运动路径为++=()π,
∵2017÷3=672…1,
∴翻滚2017次后AB中点M经过的路径长为672?()π+π=(+896)π.
故答案为(+896)π.
类型四 规律猜想应用
1. (2017?乐山)庄子说:“一尺之椎,日取其半,万世不竭”.这句话(文字语言)表达了古人将事物无限分割的思想,用图形语言表示为图1,按此图分割的方法,可得到一个等式(符号语言):1=+++…++….
图2也是一种无限分割:在△ABC中,∠C=90°,∠B=30°,过点C作CC1⊥AB于点C1,再过点C1作C1C2⊥BC于点C2,又过点C2作C2C3⊥AB于点C3,如此无限继续下去,则可将利△ABC分割成△ACC1、△CC1C2、△C1C2C3、△C2C3C4、…、△Cn﹣2Cn﹣1Cn、….假设AC=2,这些三角形的面积和可以得到一个等式是 .
【考点】38:规律型:图形的变化类.
【分析】先根据AC=2,∠B=30°,CC1⊥AB,求得S△ACC1=;进而得到=×,=×()2,=×()3,根据规律可知=×()n﹣1,再根据S△ABC=AC×BC=×2×2=2,即可得到等式.
【解答】解:如图2,∵AC=2,∠B=30°,CC1⊥AB,
∴Rt△ACC1中,∠ACC1=30°,且BC=2,
∴AC1=AC=1,CC1=AC1=,
∴S△ACC1=?AC1?CC1=×1×=;
∵C1C2⊥BC,
∴∠CC1C2=∠ACC1=30°,
∴CC2=CC1=,C1C2=CC2=,
∴=?CC2?C1C2=××=×,
同理可得,
=×()2,
=×()3,
…
∴=×()n﹣1,
又∵S△ABC=AC×BC=×2×2=2,
∴2=+×+×()2+×()3+…+×()n﹣1+…
∴2=.
故答案为:2=.
【点评】本题主要考查了图形的变化类问题,解决问题的关键是找出图形哪些部分发生了变化,是按照什么规律变化的,通过分析找到各部分的变化规律后直接利用规律求解.探寻规律要认真观察、仔细思考,善用联想来解决这类问题.
2. (2017山东滨州)根据要求,解答下列问题:
①方程x2﹣2x+1=0的解为 x1=x2=1 ;
②方程x2﹣3x+2=0的解为 x1=1,x2=2 ;
③方程x2﹣4x+3=0的解为 x1=1,x2=3 ;
…
(2)根据以上方程特征及其解的特征,请猜想:
①方程x2﹣9x+8=0的解为 1、8 ;
②关于x的方程 x2﹣(1+n)x+n=0 的解为x1=1,x2=n.
(3)请用配方法解方程x2﹣9x+8=0,以验证猜想结论的正确性.
【考点】A6:解一元二次方程﹣配方法;A3:一元二次方程的解;A8:解一元二次方程﹣因式分解法.
【分析】(1)利用因式分解法解各方程即可;
(2)根据以上方程特征及其解的特征,可判定方程x2﹣9x+8=0的解为1和8;②关于x的方程的解为x1=1,x2=n,则此一元二次方程的二次项系数为1,则一次项系数为1和n的和的相反数,常数项为1和n的积.
(3)利用配方法解方程x2﹣9x+8=0可判断猜想结论的正确.
【解答】解:(1)①(x﹣1)2=0,解得x1=x2=1,即方程x2﹣2x+1=0的解为x1=x2=1,;
②(x﹣1)(x﹣2)=0,解得x1=1,x2=2,所以方程x2﹣3x+2=0的解为x1=1,x2=2,;
③(x﹣1)(x﹣3)=0,解得x1=1,x2=3,方程x2﹣4x+3=0的解为x1=1,x2=3;
…
(2)根据以上方程特征及其解的特征,请猜想:
①方程x2﹣9x+8=0的解为x1=1,x2=8;
②关于x的方程x2﹣(1+n)x+n=0的解为x1=1,x2=n.
(3)x2﹣9x=﹣8,
x2﹣9x+=﹣8+,
(x﹣)2=
x﹣=±,
所以x1=1,x2=8;
所以猜想正确.
故答案为x1=x2=1;x1=1,x2=2;x1=1,x2=3;x2﹣(1+n)x+n=0;
3. 我们知道,经过原点的抛物线可以用y=ax2+bx(a≠0)表示,对于这样的抛物线:
(1)当抛物线经过点(﹣2,0)和(﹣1,3)时,求抛物线的表达式;
(2)当抛物线的顶点在直线y=﹣2x上时,求b的值;
(3)如图,现有一组这样的抛物线,它们的顶点A1、A2、…,An在直线y=﹣2x上,横坐标依次为﹣1,﹣2,﹣3,…,﹣n(n为正整数,且n≤12),分别过每个顶点作x轴的垂线,垂足记为B1、B2,…,Bn,以线段AnBn为边向左作正方形AnBnCnDn,如果这组抛物线中的某一条经过点Dn,求此时满足条件的正方形AnBnCnDn的边长.
【考点】HF:二次函数综合题.
【分析】(1)把点(﹣2,0)和(﹣1,3)分别代入y=ax2+bx,得到关于a、b的二元一次方程组,解方程组即可;
(2)根据二次函数的性质,得出抛物线y=ax2+bx的顶点坐标是(﹣,﹣),把顶点坐标代入y=﹣2x,得出﹣=﹣2×(﹣),即可求出b的值;
(3)由于这组抛物线的顶点A1、A2、…,An在直线y=﹣2x上,根据(2)的结论可知,b=4或b=0.①当b=0时,不合题意舍去;②当b=﹣4时,抛物线的表达式为y=ax2﹣4x.由题意可知,第n条抛物线的顶点为An(﹣n,2n),则Dn(﹣3n,2n),因为以An为顶点的抛物线不可能经过点Dn,设第n+k(k为正整数)条抛物线经过点Dn,此时第n+k条抛物线的顶点坐标是An+k(﹣n﹣k,2n+2k),根据﹣=﹣n﹣k,得出a==﹣,即第n+k条抛物线的表达式为y=﹣x2﹣4x,根据Dn(﹣3n,2n)在第n+k条抛物线上,得到2n=﹣×(﹣3n)2﹣4×(﹣3n),解得k=n,进而求解即可.
【解答】解:(1)∵抛物线y=ax2+bx经过点(﹣2,0)和(﹣1,3),
∴,解得,
∴抛物线的表达式为y=﹣3x2﹣6x;
(2)∵抛物线y=ax2+bx的顶点坐标是(﹣,﹣),且该点在直线y=﹣2x上,
∴﹣=﹣2×(﹣),
∵a≠0,∴﹣b2=4b,
解得b1=﹣4,b2=0;
(3)这组抛物线的顶点A1、A2、…,An在直线y=﹣2x上,
由(2)可知,b=4或b=0.
①当b=0时,抛物线的顶点在坐标原点,不合题意,舍去;
②当b=﹣4时,抛物线的表达式为y=ax2﹣4x.
由题意可知,第n条抛物线的顶点为An(﹣n,2n),则Dn(﹣3n,2n),
∵以An为顶点的抛物线不可能经过点Dn,设第n+k(k为正整数)条抛物线经过点Dn,此时第n+k条抛物线的顶点坐标是An+k(﹣n﹣k,2n+2k),
∴﹣=﹣n﹣k,∴a==﹣,
∴第n+k条抛物线的表达式为y=﹣x2﹣4x,
∵Dn(﹣3n,2n)在第n+k条抛物线上,
∴2n=﹣×(﹣3n)2﹣4×(﹣3n),解得k=n,
∵n,k为正整数,且n≤12,
∴n1=5,n2=10.
当n=5时,k=4,n+k=9;
当n=10时,k=8,n+k=18>12(舍去),
∴D5(﹣15,10),
∴正方形的边长是10.