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規(guī)律探索型問題
一、選擇題(本大題共8個小題,每小題5分,共40分.在每小題給出的四個選項中,只有一個選項是符合題目要求的)
1.觀察下列等式: 根據(jù)其中的規(guī)律可得的結(jié)果的個位數(shù)字是( )
A.0 B.1 C.7 D.8
【答案】A
【解析】
∵
∴個位數(shù)4個數(shù)一循環(huán),
∴,
∴,
∴的結(jié)果的個位數(shù)字是:0.
故選A.
2.我們將如圖所示的兩種排列形式的點(diǎn)的個數(shù)分別稱作“三角形數(shù)”(如1,3,6,10…)和“正方形數(shù)”(如1,4,9,16…),在小于200的數(shù)
2、中,設(shè)最大的“三角形數(shù)”為m,最大的“正方形數(shù)”為n,則m+n的值為( ?。?
A.33 B.301 C.386 D.571
【答案】C
【解析】
由圖形知第n個三角形數(shù)為1+2+3+…+n=,第n個正方形數(shù)為n2,
當(dāng)n=19時,=190<200,當(dāng)n=20時,=210>200,
所以最大的三角形數(shù)m=190;
當(dāng)n=14時,n2=196<200,當(dāng)n=15時,n2=225>200,
所以最大的正方形數(shù)n=196,
則m+n=386,
故選C.
3.已知有理數(shù),我們把稱為a的差倒數(shù),如:2的差倒數(shù)是,-1的差倒數(shù)是.如果,a2是a1的差倒數(shù),a3是a2的差倒數(shù),a4是
3、a3的差倒數(shù)……依此類推,那么的值是( ?。?
A.-7.5 B.7.5 C.5.5 D.-5.5
【答案】A
【解析】
∵,
∴,,,……
∴這個數(shù)列以-2,,依次循環(huán),且,
∵,
∴,
故選:A.
4.如圖,小正方形是按一定規(guī)律擺放的,下面四個選項中的圖片,適合填補(bǔ)圖中空白處的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
由題意知,原圖形中各行、各列中點(diǎn)數(shù)之和為10,
符合此要求的只有:
故選C.
5.將正整數(shù)1至2018按一定規(guī)律排列如下表:
平移表中帶陰影的方框,方框中三個數(shù)的和可能是( ?。?
A.2019 B.2018 C.
4、2016 D.2013
【答案】D
【解析】
設(shè)中間數(shù)為x,則另外兩個數(shù)分別為x﹣1、x+1,
∴三個數(shù)之和為(x﹣1)+x+(x+1)=3x,
根據(jù)題意得:3x=2019或3x=2018或3x=2016或3x=2013,
解得:x=673或x=672(舍去)或x=672或x=671,
∵673=84×8+1,
∴2019不合題意,舍去;
∵672=84×8,
∴2016不合題意,舍去;
∵671=83×7+7,
∴三個數(shù)之和為2013,
故選D.
6.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(
5、)
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.
7.觀察等式:;;已知按一定規(guī)律排列的一組數(shù):、、、、、.若,用含的式子表示這組數(shù)的和是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
250+251+252+…+299+2100
=a+2a+22a+…+250a
=a+(2+22+…+250)a,
∵,
,
,
…,
∴2+22+…+250=251-2,
∴250+251+252+…+29
6、9+2100
=a+(2+22+…+250)a
=a+(251-2)a
=a+(2 a-2)a
=2a2-a ,
故選C.
二、填空題(本大題共4個小題,每小題6分,共24分)
9.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:,
第2個圖象中〇的個數(shù)為:,
第3個圖象中〇的個數(shù)為:,
第4個圖象中〇的個數(shù)為:,
……
∴第2019個圖形中共有:個〇,
故答案為:6058.
10.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
7、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,
故答案為:625.
11.?dāng)?shù)軸上兩點(diǎn)的距離為4,一動點(diǎn)從點(diǎn)出發(fā),按以下規(guī)律跳動:第1次跳動到的中點(diǎn)處,第2次從點(diǎn)跳動到的中點(diǎn)處,第3次從點(diǎn)跳動到的中點(diǎn)處.按照這樣的規(guī)律繼續(xù)跳動到點(diǎn)(,是整數(shù))處,那么線段的長度為_______(,是整數(shù)).
【答案
8、】
【解析】
由于OA=4,
所有第一次跳動到OA的中點(diǎn)A1處時,OA1=OA=×4=2,
同理第二次從A1點(diǎn)跳動到A2處,離原點(diǎn)的()2×4處,
同理跳動n次后,離原點(diǎn)的長度為()n×4=,
故線段AnA的長度為4-(n≥3,n是整數(shù)).
故答案為4-.
12.如圖,在中,,,過點(diǎn)作,垂足為點(diǎn),過點(diǎn)作交于點(diǎn),得到;過點(diǎn)作,垂足為點(diǎn),過點(diǎn)作交于點(diǎn),得到;過點(diǎn)作,垂足為點(diǎn),過點(diǎn)作交于點(diǎn),得到;……按照上面的作法進(jìn)行下去,則的面積為_____.(用含正整數(shù)n的代數(shù)式表示)
【答案】
【解析】
由等腰三角形的性質(zhì)得出,由含30°角直角三角形的性質(zhì)得出,
解:,,
,
9、,
,
,
,
,
,
,
同理,,
,
同理,,
,
,
,
同理,,
,
,
…,
,
故答案為:.
三、解答題(本大題共3個小題,每小題12分,共36分.解答應(yīng)寫出文字說明、證明過程或演算步驟)
13.觀察以下等式:
第1個等式:,
第2個等式:,
第3個等式:,
第4個等式:,
第5個等式:,
……按照以上規(guī)律,解決下列問題:
(1)寫出第6個等式: ;
(2)寫出你猜想的第n個等式: (用含n的等式表示),并證明.
【答案】(1);(2),見解析.
10、【解析】
解:(1)第6個等式:
(2)
證明:∵右邊左邊.
∴等式成立
14.(閱讀理解)
用的矩形瓷磚,可拼得一些長度不同但寬度均為的圖案.已知長度為、、的所有圖案如下:
(嘗試操作)
(1)如圖,將小方格的邊長看作,請在方格紙中畫出長度為的所有圖案.
(歸納發(fā)現(xiàn))
(2)觀察以上結(jié)果,探究圖案個數(shù)與圖案長度之間的關(guān)系,將下表補(bǔ)充完整.
圖案的長度
所有不同圖案的個數(shù)
【答案】(1)見解析;(2),,.
【解析】
(1)如圖:
根據(jù)作圖可知時,所有圖案個數(shù)個;
11、(2)時,如圖所示,所有圖案個數(shù)個;
同理,時,所有圖案個數(shù)個,
故答案為,,.
15.問題提出:
如圖,圖①是一張由三個邊長為 1 的小正方形組成的“L”形紙片,圖②是一張 a× b 的方格紙(a× b的方格紙指邊長分別為 a,b 的矩形,被分成 a× b個邊長為 1 的小正方形,其中 a≥2 , b≥2,且 a,b 為正整數(shù)) .把圖①放置在圖②中,使它恰好蓋住圖②中的三個小正方形,共有多少種不同的放置方法?
問題探究:
為探究規(guī)律,我們采用一般問題特殊化的策略,先從最簡單的情形入手,再逐次遞進(jìn),最后得出一般性的結(jié)論.
探究一:
把圖①放置在 2× 2的方格
12、紙中,使它恰好蓋住其中的三個小正方形,共有多少種不同的放置方法?
如圖③,對于 2×2的方格紙,要用圖①蓋住其中的三個小正方形,顯然有 4 種不同的放置方法.
探究二:
把圖①放置在 3×2的方格紙中,使它恰好蓋住其中的三個小正方形,共有多少種不同的放置方法?
如圖④,在 3×2的方格紙中,共可以找到 2 個位置不同的 2 ×2方格,依據(jù)探究一的結(jié)論可知,把圖①放置在 3×2 的方格紙中,使它恰好蓋住其中的三個小正方形,共有 2 ×4=8種
不同的放置方法.
探究三:
把圖①放置在 a ×2 的方格紙中,使它恰好蓋住其中的三個小正方形,共有多少種不同的放置方法?
如圖
13、⑤, 在 a ×2 的方格紙中,共可以找到______個位置不同的 2×2方格,依據(jù)探究一的結(jié)論可知,把圖①放置在 a× 2 的方格紙中,使它恰好蓋住其中的三個小正方形,共有______種不同的放置方法.
探究四:
把圖①放置在 a ×3 的方格紙中,使它恰好蓋住其中的三個小正方形,共有多少種不同的放置方法?
如圖⑥,在 a ×3 的方格紙中,共可以找到______個位置不同的 2×2方格,依據(jù)探究一的結(jié)論可知,把圖①放置在 a ×3 的方格紙中,使它恰好蓋住其中的三個小正方形,共有_____種不同的放置方法.
……
問題解決:
把圖①放置在 a ×b的方格紙中,使它恰
14、好蓋住其中的三個小正方形,共有多少種不同的放置方法?(仿照前面的探究方法,寫出解答過程,不需畫圖.)
問題拓展:
如圖,圖⑦是一個由 4 個棱長為 1 的小立方體構(gòu)成的幾何體,圖⑧是一個長、寬、高分別為 a,b ,c (a≥2 , b≥2 , c≥2 ,且 a,b,c 是正整數(shù))的長方體,被分成了a×b×c個棱長為 1 的小立方體.在圖⑧的不同位置共可以找到______個圖⑦這樣的幾何體.
【答案】探究三:, ;探究四:, ;問題解決:共有種不同的放置方法;問題拓展:8(a-1)(b-1)(c-1).
【解析】
探究三:
根據(jù)探究二,a×2的方格紙中,共可以找到(a-1)個
15、位置不同的?2×2方格,
根據(jù)探究一結(jié)論可知,每個2×2方格中有4種放置方法,所以在a×2的方格紙中,共可以找到(a-1)×4=(4a-4)種不同的放置方法;
故答案為a-1,4a-4;
探究四:
與探究三相比,本題矩形的寬改變了,可以沿用上一問的思路:邊長為a,有(a-1)條邊長為2的線段,
同理,邊長為3,則有3-1=2條邊長為2的線段,
所以在a×3的方格中,可以找到2(a-1)=(2a-2)個位置不同的2×2方格,
根據(jù)探究一,在在a×3的方格紙中,使它恰好蓋住其中的三個小正方形,共有(2a-2)×4=(8a-8)種不同的放置方法.
故答案為2a-2,8a-8;
問題
16、解決:
在a×b的方格紙中,共可以找到(a-1)(b-1)個位置不同的2×2方格,
依照探究一的結(jié)論可知,把圖①放置在a×b的方格紙中,使它恰好蓋住其中的三個小正方形,共有4(a-1)(b-1)種不同的放置方法;
問題拓展:
發(fā)現(xiàn)圖⑦示是棱長為2的正方體中的一部分,利用前面的思路,
這個長方體的長寬高分別為a、b、c,則分別可以找到(a-1)、(b-1)、(c-1)條邊長為2的線段,
所以在a×b×c的長方體共可以找到(a-1)(b-1)(c-1)位置不同的2×2×2的正方體,
再根據(jù)探究一類比發(fā)現(xiàn),每個2×2×2的正方體有8種放置方法,
所以在a×b×c的長方體中共可以找到8(a-1)(b-1)(c-1)個圖⑦這樣的幾何體;
故答案為8(a-1)(b-1)(c-1).