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1、熱點專題2 規(guī)律探究問題
數(shù)學中的所謂歸納,是指從許多個別的事物中概括出一般性概念、原則或結(jié)論的思維方法。探索規(guī)律性問題就是根據(jù)新課程標準“創(chuàng)新意識的培養(yǎng)是現(xiàn)代數(shù)學教育的基本任務,應體現(xiàn)在數(shù)學教與學的過程之中。學生自己發(fā)現(xiàn)和提出問題是創(chuàng)新的基礎;獨立思考、學會思考是創(chuàng)新的核心;歸納概括得到猜想和規(guī)律,并加以驗證,是創(chuàng)新的重要方法。創(chuàng)新意識的培養(yǎng)應該從義務教育階段做起,貫穿數(shù)學教育的始終”的要求,近年中考數(shù)學經(jīng)常出現(xiàn)的考題.
歸納規(guī)律題是指在一定條件下,探索發(fā)現(xiàn)有關數(shù)學對象所具有的規(guī)律性或不變性的問題,它往往給出了一組變化了的數(shù)、式子、圖形或條件,要求學生通過閱讀、觀察、分析
2、、猜想來探索規(guī)律。它體現(xiàn)了“特殊到一般(再到特殊)”的數(shù)學思想方法,考察了學生的分析、解決問題能力,觀察、聯(lián)想、歸納能力,以及探究能力和創(chuàng)新能力.
結(jié)合2019年全國各地中考的實例,我們從下面八方面探討歸納規(guī)律性問題的解法:(1)根據(jù)數(shù)的排列或運算規(guī)律歸納;(2)根據(jù)式的排列或運算規(guī)律歸納;(3)根據(jù)圖的變化規(guī)律歸納;(4)根據(jù)尋找的循環(huán)規(guī)律歸納;(5)根據(jù)代數(shù)式拆分規(guī)律歸納;(6)根據(jù)一階遞推規(guī)律歸納;(7)根據(jù)二階遞推規(guī)律歸納;(8)根據(jù)乘方規(guī)律歸納.
考向1 數(shù)字類規(guī)律探究型問題
1. (2019·海南)有2019個數(shù)排成一行,對于任意相鄰的三個數(shù),都有中間的數(shù)等于前后兩個數(shù)
3、的和,如果第一個數(shù)是0,第二個數(shù)是1,那么前6個數(shù)的和是______,這2019個數(shù)的和是______.
【答案】0,2
【解析】根據(jù)題目的規(guī)則,0,1,1,0,-1,-1,0,1,1,0,-1,-1,……,每6個數(shù)是一個循環(huán)單位,∴前6個數(shù)的和是0,2019÷6=336…3,∴這2019個數(shù)的和=0+1+1=2.
2.(2019·黃石)將被3整除余數(shù)為1的正整數(shù),按照下列規(guī)律排成一個三角形數(shù)陣
則第20行第19個數(shù)是_____________________.
【答案】625
【解析】由圖可得,第一行1個數(shù),第二行2個數(shù),第三行3個數(shù),…,則前
4、20行的數(shù)字有:1+2+3+…+19+20=210個數(shù),∴第20行第20個數(shù)是:1+3(210﹣1)=628,∴第20行第19個數(shù)是:628﹣3=625.
3. (2019·武威)已知一列數(shù),,,,,,,按照這個規(guī)律寫下去,第9個數(shù)是 .
【答案】
【解析】 由題意知第7個數(shù)是,第8個數(shù)是,第9個數(shù)是,故答案為.
4. (2019·云南)按一定規(guī)律排列的單項式:x3,-x5,x7,-x9,x11,……第n個單項式是( )
A.(-1)n-1x2n-1 B.(-1)nx2n-1 C.(-1)n-1x2n+1 D.(-1)nx2n+1
【答案】C
【解析】本題
5、考查了通過探究規(guī)律性列代數(shù)式的能力,∵x3=(﹣1)1﹣1x2×1+1,
﹣x5=(﹣1)2﹣1x2×2+1,x7=(﹣1)3﹣1x2×3+1,﹣x9=(﹣1)4﹣1x2×4+1,x11=(﹣1)5﹣1x2×5+1,……
由上可知,第n個單項式是:(﹣1)n﹣1x2n+1,因此本題選C.
5. (2019·聊城) 數(shù)軸上O,A兩點的距離為4,一動點P從點A出發(fā),按以下規(guī)律跳動:第1次跳動到AO的中點A1處,第2次從A1點跳動到A1O的中點A2處,第3次從A2點跳動到A2O的中點A3處,按照這樣的規(guī)律繼續(xù)跳動到點A4,A5,A6,…,An(n≥3,n是整數(shù))處,那么線段AnA的長度為___
6、_____(n≥3,n是整數(shù)).
【答案】4-
【解析】∵AO=4,∴OA1=2,OA2=1,OA3=,OA4=,可推測OAn=,∴AnA=AO-OAn=4-.
6.(2019·安順)將從1開始的自然數(shù)按以下規(guī)律排列,例如位于第3行、第4列的數(shù)是12,則位于第45行、第7列的數(shù)是 ?。?
【答案】2019
【解析】觀察圖表可知:第n行第一個數(shù)是n2,∴第45行第一個數(shù)是2025,∴第45行、第7列的數(shù)是2025﹣6=2019,故答案為2019.
7. (2019·永州)我們知道,很多數(shù)學知識相互之間都是有聯(lián)系的.如圖,圖一是“楊輝三角”數(shù)陣,其規(guī)律是:從第三行起,每行
7、兩端的數(shù)都是“1”,其余各數(shù)都等于該數(shù)“兩肩”上數(shù)之和;圖二是二項和的乘方(a+b)n的展開式(按b的升冪排列).經(jīng)觀察:圖二中某個二項和的乘方的展開式中,各項的系數(shù)與圖一中某行的數(shù)一一對應,且這種關系可一直對應下去.將(s+x)15的展開式按x的升冪排列得:(s+x)15=a0+a1x+a2x2+…+a15x15.
依上述規(guī)律,解決下列問題:
(1)若s=1,則a2= .
(2)若s=2,則a0+a1+a2+…+a15= .
【答案】(1)105 (2)315
【解析】(1)當s=1時,
(1+x)1=1+x
(1+
8、x)2=1+2x+x2 a2=1
(1+x)3=1+3x+3x2+x3 a2=3=1+2
(1+x)4=1+4x+6x2+4x3+x4 a2=6=1+2+3
(1+x)5=1+5x+10x2+10x3+5x4+x5 a2=10=1+2+3+4
(1+x)6=1+6x+15x2+20x3+15x4+6x5+x6 a2=15=1+2+3+4+5
當n=15時,a2=1+2+3+4+……+14=×(1+14)×14=105.
(2)若s=2,令x=1,則(2+1)15= a0+a1+a2+…+a15,即a0+a1+a2+…+a15=315.
考向2 幾
9、何圖形類規(guī)律探究型問題
1.(2019·畢節(jié))下面擺放的圖案,從第二個起,每個都是前一個按順時針方向旋轉(zhuǎn)90°得到,第2019個圖案中箭頭的指向是( )
A.上方 B.右方 C.下方 D.左方
【答案】C
【解析】如圖所示:每旋轉(zhuǎn)4次一周,2019÷4=504…3,
則第2019個圖案中箭頭的指向與第3個圖案方向一致,箭頭的指向是下方.故選C.
2.(2019·天水)觀察下列圖中所示的一系列圖形,它們是按一定規(guī)律排列的,依照此規(guī)律,第2019個圖形中共有 個〇.
【答案】6058
【解析】 由圖可得,第1個圖象中〇的個數(shù)為:1+3×1=4,
第2個圖象中〇的
10、個數(shù)為:1+3×2=7,第3個圖象中〇的個數(shù)為:1+3×3=10,
第4個圖象中〇的個數(shù)為:1+3×4=13,……
∴第2019個圖形中共有:1+3×2019=1+6057=6058個〇,故答案為:6058.
3. (2019·甘肅)如圖,每一圖中有若干個大小不同的菱形,第1幅圖中有1個菱形,第2幅圖中有3個菱形,第3幅圖中有5個菱形,如果第幅圖中有2019個菱形,則__________.
【答案】1010
【解析】解:根據(jù)題意分析可得:第1幅圖中有1個.
第2幅圖中有個.第3幅圖中有個.
第4幅圖中有個..可以發(fā)現(xiàn),每個圖形都比前一個圖形多2個.
故第幅圖中共有個.當圖中
11、有2019個菱形時,
,,故答案為1010.
4. (2019·大慶)歸納"T"字形,用棋子擺成的"T"字形如圖所示,按照圖①,圖②的規(guī)律擺下去,擺成第n個"T"字形需要的棋子個數(shù)為______.
【答案】3n+2
【解析】第1個圖形有5個棋子,第2個圖形有8個棋子,第3個圖形有11個棋子,所以第n個圖形有(3n+2)個棋子
5. (2019·龍東地區(qū))如圖,四邊形OAA1B1是邊長為1的正方形,以對角線OA1為邊作第二個正方形OA1A2B2,連接AA2,得到△AA1A2;再以對角線OA2為邊作第三個正方形OA2A3B3,連接A1A3,得到△A1A2A3,再以對角線OA3為邊作第
12、三個正方形OA3A4B4,連接A2A4,得到△A2A3A4,…,記△AA1A2,△A1A2A3,△A2A3A4…的面積分別為S1,S2,S3…,如此下去,則S2019=________.
【答案】22017.
【解析】△AA1A2中,AA1=1,AA1邊上的高是1,它的面積S1=×1×1;
△A1A2A3中,A1A2=1×,A1A2邊上的高是1×,它的面積S2=×1××1×;
△A2A3A4中,A2A3=1××,A2A3邊上的高是1××,它的面積S3=×1×××1××;
…如此下去,△A2018A2019A2020中,A2018A2019==,A2018A2019邊上的高是,它的
13、面積S2019=××=22017.
6. (2019 ·揚州)如圖,在中,,,若進行以下操作,在邊上從左到右依次取點、、、、;過點作、的平行線分別交、于點、;過點作、的平行線分別交、于點、;過點作、的平行線分別交、于點、,則__________.
【答案】40380
【解析】,,,即,
,,,
同理,,,
;
故答案為40380.
考向3 點的坐標變化的規(guī)律探究型問題
1.(2019 ·河南)如圖,在△OAB中,頂點O(0,0),A(-3,4),B(3,4).將△OAB與正方形ABCD組成的圖形繞點O順時針旋轉(zhuǎn),每次旋轉(zhuǎn)90°,則第70次旋轉(zhuǎn)結(jié)束時,點D的坐標為(
14、)
A. (10,3) B. (-3,10) C. (10,-3) D. (3,-10)
【答案】D
【解題】延長DA交x軸于點M∵A(-3,4),B(3,4),∴AB=6,AB∥x軸,
∵四邊形ABCD為正方形,∴AD=AB=6,∠DAB=90°,∴∠DM0=∠DAB=90°,
連結(jié)OD,Rt△DMO中,MO=3 DM=10 則D點的坐標為(-3,10)
將△OAB和正方形ABCD繞點O每次順時針旋轉(zhuǎn)90°,Rt△DMO也同步繞點O每次順時針旋轉(zhuǎn)90°
當圖形繞點O順時針第一次旋轉(zhuǎn)90°后, D點的坐標為(10,3),
當圖形繞點
15、O順時針第二次旋轉(zhuǎn)90°后, D點的坐標為(3,-10),
當圖形繞點O順時針第三次旋轉(zhuǎn)90°后, D點的坐標為(-10,-3),
當圖形繞點O順時針第四次旋轉(zhuǎn)90°后, D點的坐標為(-3,10),
當圖形繞點O順時針第五次旋轉(zhuǎn)90°后, D點的坐標為(10,3),
······
每四次為一個循環(huán),∵70÷4=17···2,∴旋轉(zhuǎn)70次后,D點的坐標為(3,-10), 故選D.
2.(2019·菏澤)在平面直角坐標系中,一個智能機器人接到的指令是:從原點O出發(fā),按“向上→向右→向下→向右”的方向依次不斷移動,每次移動1個單位長度,其移動路線如圖所示,第一次移動到點A1,第二次
16、移動到點A2……第n次移動到點An,則點A2019的坐標是( ?。?
A.(1010,0) B.(1010,1) C.(1009,0) D.(1009,1)
【答案】C
【解析】A1(0,1),A2(1,1),A3(1,0),A4(2,0),A5(2,1),A6(3,1),…,
2019÷4=504…3,
所以A2019的坐標為(504×2+1,0),
則A2019的坐標是(1009,0),故選C.
3. (2019?廣安)如圖,在平面直角坐標系中,點的坐標為,以為直角邊作△,并使,再以為直角邊作△,并使,再以為直角邊作△,并使按此規(guī)律進行下去,則點的坐標為__________
17、.
【答案】,.
【解析】由題意得,的坐標為,的坐標為,的坐標為,,
的坐標為,的坐標為,的坐標為,的坐標為,
由上可知,點的方位是每6個循環(huán),
與第一點方位相同的點在正半軸上,其橫坐標為,其縱坐標為0,
與第二點方位相同的點在第一象限內(nèi),其橫坐標為,縱坐標為,
與第三點方位相同的點在第二象限內(nèi),其橫坐標為,縱坐標為,
與第四點方位相同的點在負半軸上,其橫坐標為,縱坐標為0,
與第五點方位相同的點在第三象限內(nèi),其橫坐標為,縱坐標為,
與第六點方位相同的點在第四象限內(nèi),其橫坐標為,縱坐標為,
,
點的方位與點的方位相同,在第二象限內(nèi),其橫坐標為,縱坐標為,
故答
18、案為:,.
4. (2019·東營)如圖,在平面直角坐標系中,函數(shù)和的圖象分別為直線,,過上的點A1(1,)作x軸的垂線交于點A2,過點A2作y軸的垂線交于點A3,過點A3作x軸的垂線交于點A4…,一次進行下去,則點的橫坐標為 .
【答案】:-31009
【解析】:本題考查坐標里的點規(guī)律探究題,觀察發(fā)現(xiàn)規(guī)律:
A1(1,),A2(1,),
A3(-3,),A4(-3,),
A5(9,),A6(9,),
A7(-27,),……
A2n+1[(-3)n,3×(-3)n](n為自然數(shù)),2019=1009×2+1,所以A2019的橫坐標為:(-3)1009=-31
19、009.
5. (2019·本溪)如圖,點B1在直線l:上,點B1的橫坐標為2,過點B1作B1A1⊥l,交x軸于點A1,以A1B1為邊,向右作正方形A1B1B2C1,延長B2C1交x軸于點A2;以A2B2為邊,向右作正方形A2B2B3C2,延長B3C2交x軸于點A3;以A3B3為邊,向右作正方形A3B3B4C3,延長B4C3交x軸于點A4;…;按照這個規(guī)律進行下去,點Cn的橫坐標為
【答案】.
【解題過程】如圖,過B1、C1點分別作x軸的垂線,垂足分別為M,N,
∵點B1在直線l:上,且點B1的橫坐標為2,∴B1(2,1),
∴B1M=1,OM=2,∴
20、A1M=.
∵四邊形A1C1B2B1是正方形,
∴△A1B1M≌△C1A1N,
∴A1N=1,
∴C1的橫坐標為2+1+=2+,
在Rt△A1MB1中A1B1=,
∴OB2=,∴B2的坐標為(3,)
同理可得C2的橫坐標為3+×,B3(,),C3的橫坐標為+×,…
Bn(2×,),
Cn的橫坐標為2×+×=,
故答案為.
6. (2019·齊齊哈爾) 如圖,直線l:y=分別交x軸、y軸于點A和點A1,過點A1作A1B1⊥l,交x軸于點B1,過點B1作B1A2⊥x軸,交直線L于點A2;過點A2作A2B2⊥l,交x軸于點B2,過點B2作B2A3⊥x軸,交直線L于點A3;依此規(guī)律...若圖中陰影△A1OB1的面積為S1,陰影△A2B1B2的面積S2,陰影△A3B2B3的面積S3...,則Sn=__________.
【答案】
【解析】由題意知OA=1,則OB1=,∴S1=;
∴A2(,),∴A2B1=,B1B2=,∴S2=;
∴A3(,),∴A2B1=,B1B2=,∴S2=;...∴Sn=