2020年中考数学热点专题二规律探究问题解析版
数学中的所谓归纳,是指从许多个别的事物中概括出一般性概念、原则或结论的思维方法。探索规律性问题就是根据新课程标准“创新意识的培养是现代数学教育的基本任务,应体现在数学教与学的过程之中。学生自己发现和提出问题是创新的基础;独立思考、学会思考是创新的核心;归纳概括得到猜想和规律,并加以验证,是创新的重要方法。创新意识的培养应该从义务教育阶段做起,贯穿数学教育的始终”的要求,近年中考数学经常出现的考题.
归纳规律题是指在一定条件下,探索发现有关数学对象所具有的规律性或不变性的问题,它往往给出了一组变化了的数、式子、图形或条件,要求学生通过阅读、观察、分析、猜想来探索规律。它体现了“特殊到一般(再到特殊)”的数学思想方法,考察了学生的分析、解决问题能力,观察、联想、归纳能力,以及探究能力和创新能力.
结合2019年全国各地中考的实例,我们从下面八方面探讨归纳规律性问题的解法:(1)根据数的排列或运算规律归纳;(2)根据式的排列或运算规律归纳;(3)根据图的变化规律归纳;(4)根据寻找的循环规律归纳;(5)根据代数式拆分规律归纳;(6)根据一阶递推规律归纳;(7)根据二阶递推规律归纳;(8)根据乘方规律归纳.
考向1 数字类规律探究型问题
1. (2019·海南)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个数的和,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______.
2.(2019·黄石)将被3整除余数为1的正整数,按照下列规律排成一个三角形数阵
1
47
101316
19222528
3134374043
L L L L
则第20行第19个数是_____________________.
3.(2019·武威)已知一列数a,b,a b
+,35
+,??,按照这个规律写下去,第9
a b
a b
+,2
a b
+,23
个数是.
4.(2019·云南)按一定规律排列的单项式:x3,-x5,x7,-x9,x11,……第n个单项式是()
A.(-1)n-1x2n-1
B.(-1)n x2n-1
C.(-1)n-1x2n+1
D.(-1)n x2n+1
5. (2019·聊城) 数轴上O,A两点的距离为4,一动点P从点A出发,按以下规律跳动:第1次跳动到AO的中点A1处,第2次从A1点跳动到A1O的中点A2处,第3次从A2点跳动到A2O的中点A3处,按照这样的规律继续跳动到点A4,A5,A6,…,A n(n≥3,n是整数)处,那么线段A n A的长度为________(n≥3,n是整数).
6.(2019·安顺)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7列的数是.
7.(2019·永州)我们知道,很多数学知识相互之间都是有联系的.如图,图一是“杨辉三角”数阵,其规律是:从第三行起,每行两端的数都是“1”,其余各数都等于该数“两肩”上数之和;图二是二项和的乘方(a+b)n的展开式(按b的升幂排列).经观察:图二中某个二项和的乘方的展开式中,各项的系数与图一中某行的数一一对应,且这种关系可一直对应下去.将(s+x)15的展开式按x的升幂排列得:(s+x)15=a0+a1x+a2x2+…+a15x15.
依上述规律,解决下列问题:
(1)若s=1,则a2= .
(2)若s=2,则a0+a1+a2+…+a15= .
考向2几何图形类规律探究型问题
1.(2019·毕节)下面摆放的图案,从第二个起,每个都是前一个按顺时针方向旋转90°得到,第2019个图案中箭头的指向是()
A.上方B.右方C.下方D.左方
2.(2019·天水)观察下列图中所示的一系列图形,它们是按一定规律排列的,依照此规律,第2019个图形中共有个〇.
3.(2019·甘肃)如图,每一图中有若干个大小不同的菱形,第1幅图中有1个菱形,第2幅图中有3个菱形,第3幅图中有5个菱形,如果第n幅图中有2019个菱形,则n __________.
4. (2019·大庆)归纳"T"字形,用棋子摆成的"T"字形如图所示,按照图①,图②的规律摆下去,摆成第n个"T"字形需要的棋子个数为______.
5.(2019·龙东地区)如图,四边形OAA1B1是边长为1的正方形,以对角线OA1为边作第二个正方形OA1A2B2,连接AA2,得到△AA1A2;再以对角线OA2为边作第三个正方形OA2A3B3,连接A1A3,得到△A1A2A3,再以对角线OA3为边作第三个正方形OA3A4B4,连接A2A4,得到△A2A3A4,…,记△AA1A2,△A1A2A3,△A2A3A4…的面积分别为S1,S2,S3…,如此下去,则S2019=________.
6. (2019 ·扬州)如图,在ABC ?中,5AB =,4AC =,若进行以下操作,在边BC 上从左到右依次取点1D 、2D 、3D 、4D 、?;过点1D 作AB 、AC 的平行线分别交AC 、AB 于点1E 、1F ;过点1D 作AB 、AC 的
平行线分别交AC 、AB 于点2E 、2F ;过点3D 作AB 、AC 的平行线分别交AC 、AB 于点3E 、3F ?,则1122201920191122201920194()5()D E D E D E D F D F D F ++?++++?+=__________.
考向3 点的坐标变化的规律探究型问题
1.(2019 ·河南)如图,在△OAB 中,顶点O (0,0),A (-3,4),B (3,4).将△OAB 与正方形ABCD 组成的图形绕点O 顺时针旋转,每次旋转90°,则第70次旋转结束时,点D 的坐标为( ) A. (10,3) B. (-3,10) C. (10,-3) D. (3,-10)
2.(2019·菏泽)在平面直角坐标系中,一个智能机器人接到的指令是:从原点O 出发,按“向上→向右→向下→向右”的方向依次不断移动,每次移动1个单位长度,其移动路线如图所示,第一次移动到点A 1,第二次移动到点A 2……第n 次移动到点A n ,则点A 2019的坐标是( )
A .(1010,0)
B .(1010,1)
C .(1009,0)
D .(1009,1)
3. (2019?广安)如图,在平面直角坐标系中,点1A 的坐标为(1,0),以1OA 为直角边作Rt △12OA A ,并使
A 4
A
A 1
1260AOA ∠=?,再以2OA 为直角边作Rt △23OA A ,并使2360A OA ∠=?,再以3OA 为直角边作Rt △34OA A ,并
使3460A OA ∠=??按此规律进行下去,则点2019A 的坐标为__________.
4. (2019·东营)如图,在平面直角坐标系中,函数x y 3
3
=
和x y 3-=的图象分别为直线1l ,2l ,过1l 上的点A 1(1,
3
3
)作x 轴的垂线交2l 于点A 2,过点A 2作y 轴的垂线交1l 于点A 3,过点A 3作x 轴的垂线交2l 于点A 4…,一次进行下去,则点2019A 的横坐标为 .
5. (2019·本溪)如图,点B 1在直线l :1
2
y x =
上,点B 1的横坐标为2,过点B 1作B 1A 1⊥l ,交x 轴于点A 1,以A 1B 1为边,向右作正方形A 1B 1B 2C 1,延长B 2C 1交x 轴于点A 2;以A 2B 2为边,向右作正方形A 2B 2B 3C 2,延长B 3C 2交x 轴于点A 3;以A 3B 3为边,向右作正方形A 3B 3B 4C 3,延长B 4C 3交x 轴于点A 4;…;按照这个规律进行下去,点C n 的横坐标为
6. (2019·齐齐哈尔) 如图,直线l :y=
13
3
+x 分别交x 轴、y 轴于点A 和点A 1,过点A 1作A 1B 1⊥l ,交x 轴于点B 1,过点B 1作B 1A 2⊥x 轴,交直线L 于点A 2;过点A 2作A 2B 2⊥l ,交x 轴于点B 2,过点B 2作B 2A 3⊥x 轴,交直线L 于点A 3;依此规律...若图中阴影△A 1OB 1的面积为S 1,阴影△A 2B 1B 2的面积S 2,阴影△A 3B 2B 3的面积S 3...,则Sn=__________.
2020年中考数学热点专题二规律探究问题解析版
数学中的所谓归纳,是指从许多个别的事物中概括出一般性概念、原则或结论的思维方法。探索规律性问题就是根据新课程标准“创新意识的培养是现代数学教育的基本任务,应体现在数学教与学的过程之中。学生自己发现和提出问题是创新的基础;独立思考、学会思考是创新的核心;归纳概括得到猜想和规律,并加以验证,是创新的重要方法。创新意识的培养应该从义务教育阶段做起,贯穿数学教育的始终”的要求,近年中考数学经常出现的考题.
归纳规律题是指在一定条件下,探索发现有关数学对象所具有的规律性或不变性的问题,它往往给出了一组变化了的数、式子、图形或条件,要求学生通过阅读、观察、分析、猜想来探索规律。它体现了“特殊到一般(再到特殊)”的数学思想方法,考察了学生的分析、解决问题能力,观察、联想、归纳能力,以及探究能力和创新能力.
结合2019年全国各地中考的实例,我们从下面八方面探讨归纳规律性问题的解法:(1)根据数的排列或
运算规律归纳;(2)根据式的排列或运算规律归纳;(3)根据图的变化规律归纳;(4)根据寻找的循环规律归纳;(5)根据代数式拆分规律归纳;(6)根据一阶递推规律归纳;(7)根据二阶递推规律归纳;(8)根据乘方规律归纳.
考向1 数字类规律探究型问题
1. (2019·海南)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个数的和,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】根据题目的规则,0,1,1,0,-1,-1,0,1,1,0,-1,-1,……,每6个数是一个循环单位,∴前6个数的和是0,2019÷6=336…3,∴这2019个数的和=0+1+1=2. 2.(2019·黄石)将被3整除余数为1的正整数,按照下列规律排成一个三角形数阵 147
101316
192225283134374043L L L L
则第20行第19个数是_____________________. 【答案】625
【解析】由图可得,第一行1个数,第二行2个数,第三行3个数,…,则前20行的数字有:1+2+3+…+19+20=210个数,∴第20行第20个数是:1+3(210﹣1)=628,∴第20行第19个数是:628﹣3=625.
3. (2019·武威)已知一列数a ,b ,a b +,2a b +,23a b +,35a b +,?
?,按照这个规律写下去,第9个数是 . 【答案】1321a b +
【解析】 由题意知第7个数是58a b +,第8个数是813a b +,第9个数是1321a b +,故答案为1321a b +. 4. (2019·云南)按一定规律排列的单项式:x 3,-x 5,x 7,-x 9,x 11,……第n 个单项式是( ) A.(-1)n -1x 2n -1 B.(-1)n x 2n -1
C.(-1)n -1x 2n +1
D.(-1)n x 2n +1
【答案】C
【解析】本题考查了通过探究规律性列代数式的能力,∵x 3=(﹣1)1﹣1x 2×1+1,
﹣x 5=(﹣1)2﹣1x 2×2+1,x 7=(﹣1)3﹣1x 2×3+1,﹣x 9=(﹣1)4﹣1x 2×4+1,x 11=(﹣1)5﹣1x 2×5+1,…… 由上可知,第n 个单项式是:(﹣1)n ﹣1x 2n+1,因此本题选C .
5. (2019·聊城) 数轴上O ,A 两点的距离为4,一动点P 从点A 出发,按以下规律跳动:第1次跳动到AO 的中点A 1处,第2次从A 1点跳动到A 1O 的中点A2处,第3次从A 2点跳动到A 2O 的中点A 3处,按照这样的规律继续跳动到点A 4,A 5,A 6,…,A n (n≥3,n 是整数)处,那么线段A n A 的长度为________(n≥3,n 是整数).
【答案】4-
2
21-n
【解析】∵AO=4,∴OA 1=2,OA 2=1,OA 3=12,OA 4=21
2,可推测OA n =221-n ,∴A n A=AO -OA n =4-22
1-n .
6.(2019·安顺)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7列的数是 .
【答案】2019
【解析】观察图表可知:第n 行第一个数是n 2,∴第45行第一个数是2025,∴第45行、第7列的数是2025﹣6=2019,故答案为2019.
7. (2019·永州)我们知道,很多数学知识相互之间都是有联系的.如图,图一是“杨辉三角”数阵,其规律是:从第三行起,每行两端的数都是“1”,其余各数都等于该数“两肩”上数之和;图二是二项和的乘方(a +b)n 的展开式(按b 的升幂排列).经观察:图二中某个二项和的乘方的展开式中,各项的系数与图一中某行的数一一对应,且这种关系可一直对应下去.将(s +x)15的展开式按x 的升幂排列得:(s +x)15=a 0+a 1x +a 2x 2+…+a 15x 15.
依上述规律,解决下列问题: (1)若s=1,则a 2= .
(2)若s=2,则a 0+a 1+a 2+…+a 15= .
【答案】(1)105 (2)315 【解析】(1)当s=1时, (1+x)1=1+x (1+x)2=1+2x +x 2 a 2=1
(1+x)3=1+3x +3x 2+x 3 a 2=3=1+2
(1+x)4=1+4x +6x 2+4x 3+x 4 a 2=6=1+2+3
(1+x)5=1+5x +10x 2+10x 3+5x 4+x 5 a 2=10=1+2+3+4
(1+x)6=1+6x +15x 2+20x 3+15x 4+6x 5+x 6 a 2=15=1+2+3+4+5 当n=15时,a 2=1+2+3+4+ (14)
2
1×(1+14)×14=105. (2)若s=2,令x=1,则(2+1)15= a 0+a 1+a 2+…+a 15,即a 0+a 1+a 2+…+a 15=315. 考向2 几何图形类规律探究型问题
1.(2019·毕节)下面摆放的图案,从第二个起,每个都是前一个按顺时针方向旋转90°得到,第2019个图案中箭头的指向是( )
A .上方
B .右方
C .下方
D .左方
【答案】C
【解析】如图所示:每旋转4次一周,2019÷4=504…3,
则第2019个图案中箭头的指向与第3个图案方向一致,箭头的指向是下方.故选C .
2.(2019·天水)观察下列图中所示的一系列图形,它们是按一定规律排列的,依照此规律,第2019个图形中共有 个〇.
【答案】6058
【解析】 由图可得,第1个图象中〇的个数为:1+3×
1=4, 第2个图象中〇的个数为:1+3×
2=7,第3个图象中〇的个数为:1+3×3=10, 第4个图象中〇的个数为:1+3×
4=13,…… ∴第2019个图形中共有:1+3×
2019=1+6057=6058个〇,故答案为:6058. 3. (2019·甘肃)如图,每一图中有若干个大小不同的菱形,第1幅图中有1个菱形,第2幅图中有3个菱形,第3幅图中有5个菱形,如果第n 幅图中有2019个菱形,则n =__________.
【答案】1010
【解析】解:根据题意分析可得:第1幅图中有1个. 第2幅图中有2213?-=个.第3幅图中有2315?-=个.
第4幅图中有2417?-=个.?.可以发现,每个图形都比前一个图形多2个. 故第n 幅图中共有(21)n -个.当图中有2019个菱形时, 212019n -=,1010n =,故答案为1010.
4. (2019·大庆)归纳"T"字形,用棋子摆成的"T"字形如图所示,按照图①,图②的规律摆下去,摆成第n 个"T"字形需要的棋子个数为______. 【答案】3n+2
【解析】第1个图形有5个棋子,第2个图形有8个棋子,第3个图形有11个棋子,所以第n 个图形有(3n+2)个棋子
5. (2019·龙东地区)如图,四边形OAA 1B 1是边长为1的正方形,以对角线OA 1为边作第二个正方形OA 1A 2B 2,连接AA 2,得到△AA 1A 2;再以对角线OA 2为边作第三个正方形OA 2A 3B 3,连接A 1A 3,得到△A 1A 2A 3,再以对角线OA 3为边作第三个正方形OA 3A 4B 4,连接A 2A 4,得到△A 2A 3A 4,…,记△AA 1A 2,△A 1A 2A 3,△A 2A 3A 4…的面积分别为S 1,S 2,S 3…,如此下去,则S 2019=________.
A 4
A
A 1
【答案】22017.
【解析】△AA 1A 2中,AA 1=1,AA 1边上的高是1,它的面积S 1=
12×1×1; △A
1A 2A 3中,A 1A 2A 1A 2边上的高是S 2=1
2
× △A
2A 3A 4中,A 2A 3A 2A 3边上的高是S 3=1
2
××
…如此下去,△A 2018A 2019A 2020中,
A 2018A 2019
201844…2018,A 2018A 2019边上的高是2018,
它的面积S 2019=
1
2
×2018×2018=22017. 6. (2019 ·扬州)如图,在ABC ?中,5AB =,4AC =,若进行以下操作,在边BC 上从左到右依次取点1D 、2D 、3D 、4D 、?;过点1D 作AB 、AC 的平行线分别交AC 、AB 于点1E 、1F ;过点1D 作AB 、AC 的
平行线分别交AC 、AB 于点2E 、2F ;过点3D 作AB 、AC 的平行线分别交AC 、AB 于点3E 、3F ?,则1122201920191122201920194()5()D E D E D E D F D F D F ++?++++?+=__________.
【答案】40380
【解析】11//D F AC Q ,11//D E AB ,∴
111D F BF AC AB =,即1111
D F AB D
E AC AB
-=, 5AB =Q ,4BC =,11114520D E D F ∴+=,
同理22224520D E D F +=,?,20192019201920194520D E D F +=,
1122201920191122201920194()5()20201940380D E D E D E D F D F D F ∴++?++++?+=?=;
故答案为40380.
考向3 点的坐标变化的规律探究型问题
1.(2019 ·河南)如图,在△OAB 中,顶点O (0,0),A (-3,4),B (3,4).将△OAB 与正方形ABCD 组成的图形绕点O 顺时针旋转,每次旋转90°,则第70次旋转结束时,点D 的坐标为( ) A. (10,3) B. (-3,10) C. (10,-3) D. (3,-10)
【答案】D
【解题】延长DA 交x 轴于点M ∵A (-3,4),B (3,4),∴AB=6,AB ∥x 轴, ∵四边形ABCD 为正方形,∴AD=AB=6,∠DAB=90°,∴∠DM0=∠DAB=90°, 连结OD ,Rt △DMO 中,MO=3 DM=10 则D 点的坐标为(-3,10)
将△OAB 和正方形ABCD 绕点O 每次顺时针旋转90°,Rt △DMO 也同步绕点O 每次顺时针旋转90° 当图形绕点O 顺时针第一次旋转90°后, D 点的坐标为(10,3), 当图形绕点O 顺时针第二次旋转90°后, D 点的坐标为(3,-10), 当图形绕点O 顺时针第三次旋转90°后, D 点的坐标为(-10,-3), 当图形绕点O 顺时针第四次旋转90°后, D 点的坐标为(-3,10), 当图形绕点O 顺时针第五次旋转90°后, D 点的坐标为(10,3), ······
每四次为一个循环,∵70÷
4=17···2,∴旋转70次后,D 点的坐标为(3,-10), 故选D. 2.(2019·菏泽)在平面直角坐标系中,一个智能机器人接到的指令是:从原点O 出发,按“向上→向右→向下→向右”的方向依次不断移动,每次移动1个单位长度,其移动路线如图所示,第一次移动到点A 1,第二次移动到点A 2……第n 次移动到点A n ,则点A 2019的坐标是( )
A .(1010,0)
B .(1010,1)
C .(1009,0)
D .(1009,1)
【答案】C
【解析】A 1(0,1),A 2(1,1),A 3(1,0),A 4(2,0),A 5(2,1),A 6(3,1),…, 2019÷4=504…3,
所以A 2019的坐标为(504×
2+1,0), 则A 2019的坐标是(1009,0),故选C .
3. (2019?广安)如图,在平面直角坐标系中,点1A 的坐标为(1,0),以1OA 为直角边作Rt △12OA A ,并使1260AOA ∠=?,再以2OA 为直角边作Rt △23OA A ,并使2360A OA ∠=?,再以3OA 为直角边作Rt △34OA A ,并
使3460A OA ∠=??按此规律进行下去,则点2019A 的坐标为__________.
【答案】2017(2-,2.
【解析】由题意得,1A 的坐标为(1,0),2A 的坐标为,3A 的坐标为(2-,,
4A 的坐标为(8,0)-,5A 的坐标为(8,--,6A 的坐标为(16,-,7A 的坐标为(64,0),
?
由上可知,A 点的方位是每6个循环,
与第一点方位相同的点在x 正半轴上,其横坐标为12n -,其纵坐标为0,
与第二点方位相同的点在第一象限内,其横坐标为22n -,纵坐标为2n -,
与第三点方位相同的点在第二象限内,其横坐标为22n --,纵坐标为2n -, 与第四点方位相同的点在x 负半轴上,其横坐标为12n --,纵坐标为0,
与第五点方位相同的点在第三象限内,其横坐标为22n --,纵坐标为2n --
与第六点方位相同的点在第四象限内,其横坐标为22n -,纵坐标为2n --
201963363÷=?Q ,
∴
点2019A 的方位与点23A 的方位相同,在第二象限内,其横坐标为2201722n --=-,纵坐标为2
故答案为:2017(2-,2.
4. (2019·东营)如图,在平面直角坐标系中,函数x y 3
3
=
和x y 3-=的图象分别为直线1l ,2l ,过1l 上的点A 1(1,
3
3
)作x 轴的垂线交2l 于点A 2,过点A 2作y 轴的垂线交1l 于点A 3,过点A 3作x 轴的垂线交2l 于点A 4…,一次进行下去,则点2019A 的横坐标为 .
【答案】:-31009
【解析】:本题考查坐标里的点规律探究题,观察发现规律: A 1(1,
3
3
),A 2(1,3-), A 3(-3,3-),A 4(-3,33), A 5(9,33),A 6(9,39-), A 7(-27,39-),……
A 2n+1[(-3)n ,3×(-3)n ](n 为自然数),2019=1009×2+1,所以A 2019的横坐标为:(-3)1009=-31009. 5. (2019·本溪)如图,点
B 1在直线l :1
2
y x =
上,点B 1的横坐标为2,过点B 1作B 1A 1⊥l ,交x 轴于点A 1,以A 1B 1为边,向右作正方形A 1B 1B 2C 1,延长B 2C 1交x 轴于点A 2;以A 2B 2为边,向右作正方形A 2B 2B 3C 2,延长B 3C 2交x 轴于点A 3;以A 3B 3为边,向右作正方形A 3B 3B 4C 3,延长B 4C 3交x 轴于点A 4;…;按照这个规律进行下去,点C n 的横坐标为
【答案】1
7322n -??? ?
??
.
【解题过程】如图,过B 1、C 1点分别作x 轴的垂线,垂足分别为M ,N ,
∵点B 1在直线l :1
2
y x =上,且点B 1的横坐标为2,∴B 1(2,1), ∴B 1M=1,OM=2,∴A 1M=1
2
.
∵四边形A 1C 1B 2B 1是正方形, ∴△A 1B 1M ≌△C 1A 1N , ∴A 1N=1,
∴C 1的横坐标为2+1+
12=2+32
,
在Rt △A 1MB 1中A 1B 12
=
,
∴OB 2=
2
,∴B 2的坐标为(3,32)
同理可得C 2的横坐标为3+
32×32,B 3(92,94),C 3的横坐标为92+94×3
2
,… B n (2×1
32n -?? ?
??
,1
32n -?? ???
),
C n 的横坐标为2×1
32n -?? ???+1
32n -?? ???
×32=1
7322n -??? ???
,
故答案为1
7322n -??
? ?
??
.
6. (2019·齐齐哈尔) 如图,直线l :y=
13
3
+x 分别交x 轴、y 轴于点A 和点A 1,过点A 1作A 1B 1⊥l ,交x 轴于点B 1,过点B 1作B 1A 2⊥x 轴,交直线L 于点A 2;过点A 2作A 2B 2⊥l ,交x 轴于点B 2,过点B 2作B 2A 3⊥x 轴,交直线L 于点A 3;依此规律...若图中阴影△A 1OB 1的面积为S 1,阴影△A 2B 1B 2的面积S 2,阴影△A 3B 2B 3的面积S 3...,则Sn=__________.
【答案】
19
1663-n )( 【解析】由题意知OA=1,则OB 1=
33,∴S 1=6
3; ∴A 2(
33,34),∴A 2B 1=34,B 1B 2=
394,∴S 2=6
3916
?; ∴A 3(937,916),∴A 2B 1=916,B 1B 2=32716,∴S 2=632916)(?;...∴Sn=1
9
1663-n )(