规律探究问题(解析版)

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热点专题规律探究问题
规律探究型问题是中考数学中的常考问题,题目数量一般是一个题,各种题型都有可能出现,一般多以选择题或者填空题中的压轴题形式出现,主要命题方式有数式规律、图形变化规律、点的坐标规律等。基本解题思路:从简单的、局部的、特殊的情形出发,通过分析、比较、提炼,发现其中规律,进而归纳或猜想出一般结论,最后验证结论的正确性。探索规律题可以说是每年中考的必考题,预计2020年中考数学中仍会作为选择题或填空题的压轴题来考察。所以掌握其基本的考试题型及解题技巧是非常有必要的。
【答案】A
【解析】∵四边形OABC是正方形,且OA=1,
∴A(0,1),
∵将正方形OABC绕点O逆时针旋转45°后得到正方形OA1B1C1,
∴A1( , ),A2(1,0),A3( ,﹣ ),…,
发现是8次一循环,所以2019÷8=252…余3,
∴点A2019的坐标为( ,﹣ )故选:A.
4.(2019山东省潍坊市)如图所示,在平面直角坐标系xoy中,一组同心圆的圆心为坐标原点O,它们的半径分别为1,2,3,…,按照“加1”依次递增;一组平行线,l0,l1,l2,l3,…都与x轴垂直,相邻两直线的间距为l,其中l0与y轴重合若半径为2的圆与l1在第一象限内交于点P1,半径为3的圆与l2在第一象限内交于点P2,…,半径为n+1的圆与ln在第一象限内交于点Pn,则点Pn的坐标为.(n为正整数)
2.(2019山东省菏泽市)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A1,第二次移动到点A2……第n次移动到点An,则点A2019的坐标是( )
A.(1010,0)B.(1010,1)C.(1009,0)D.(1009,1)
【答案】A
【解析】连接OP1,OP2,OP3,l1、l2、l3与x轴分别交于A1、A2、A3,如图所示:
在Rt△OA1P1中,OA1=1,OP1=2,
∴A1P1= = = ,
同理:A2P2= = ,A3P3= = ,……,
∴P1的坐标为(1, ),P2的坐标为(2, ),P3的坐标为(3, ),……,
时,所有图案个数8个;
时,所有图案个数13个;
故答案为5,8,13;
考向2图形性质规律探究
1. (2019江苏省扬州市)如图,在△ABC中,AB=5,AC=4,若进行以下操作,在边BC上从左到右依次取点D1、D2、D3、D4、…;过点D1作AB、AC的平行线分别交AC、AB于点E1、F1;过点D1作AB、AC的平行线分别交AC、AB于点E2、F2;过点D3作AB、AC的平行线分别交AC、AB于点E3、F3…,则4(D1E1+D2E2+…+D2019E2019)+5(D1F1+D2F2+…+D2019F2019)=.
如图,作 于 ,与弧AB交于点 .
在 中, , ,



第1秒时点 运动到点 ,纵坐标为1;
第2秒时点 运动到点 ,纵坐标为0;
第3秒时点 运动到点 ,纵坐标为 ;
第4秒时点 运动到点 ,纵坐标为0;
第5秒时点 运动到点 ,纵坐标为1;

点 的纵坐标以1,0, ,0四个数为一个周期依次循环,

第2019秒时点 的纵坐标为是 .故选: .
故选:C.
2.(2019湖南省娄底市)如图,在单位长度为1米的平面直角坐标系中,曲线是由半径为2米,圆心角为 的弧AB多次复制并首尾连接而成.现有一点 从 为坐标原点)出发,以每秒 米的速度沿曲线向右运动,则在第2019秒时点 的纵坐标为
A. B. C.0D.1
【答案】B
【解析】点运动一个弧AB用时为 秒.
∵AB∥CD,
∴∠AMP=∠PNC,
∴∠PCN=∠PNC,
∴PC=PN,
∴AP=PN,
∴∠PNA=45°,
∴∠PNP′=90°,
∴∠P′NH+PNG=90°,
∵∠P′NH+∠NP′H=90°,∠PNG+∠NPG=90°,
∴∠NPG=∠P′NH,∠PNG=∠NP′H,
由翻折性质得:PN=P′N,
在△PGN和△NHP'中, ,
3. (2019湖南省张家界市)如图,在平面直角坐标系中,将边长为1的正方形OABC绕点O顺时针旋转45°后得到正方形OA1B1C1,依此方式,绕点O连续旋转2019次得到正方形OA2019B2019C2019,那么点A2019的坐标是( )
A.( ,﹣ )B.(1,0)C.(﹣ ,﹣ )D.(0,﹣1)
用 的矩形瓷砖,可拼得一些长度不同但宽度均为 的图案.已知长度为 、 、 的所有图案如下:
尝试操作
如图,将小方格的边长看作 ,请在方格纸中画出长度为 的所有图案.
归纳发现
观察以上结果,探究图案个数与图案长度之间的关系,将下表补充完整.
图案的长度
所有不同图案的个数
1
2
3
【答案】如图,5,
【解析】如图:根据作图可知 时,所有图案个数5个;
中考
要求
能够理解并且运用符号表示数、数量关系和变化规律.
学会通过通过观察、猜想、归纳、总结有关实数、代数式、图形、坐标等相关的规律问题。
通过合情推理探索数学结论,运用演绎推理加以证明的过程,在多种形式的数学活动中,发展合情推理与演绎推理的能力.
考向1图形设计规律探究
1.(2019江苏省徐州市)阅读理解
【答案】A
【解析】过A1作A1D1⊥x轴于D1,
∵OA1=2,∠OA1A2=∠α=60°,
∴△OA1E是等边三角形,
问题拓展:
解:延长AG交BC于E,交DC的延长线于Q,延长FH交CD于P,如图4:
则EG=AG= ,PH=FH,
∴AE=5,
在Rt△ABE中,BE= =3,
∴CE=BC﹣BE=1,
∵∠B=∠ECQ=90°,∠AEB=∠QEC,
∴△ABE∽△QCE,
∴ = =3,
∴QE= AE= ,
∴AQ=AE+QE= ,
【解析】解:线段DN、MB、EC之间的数量关系为:DN+MB=EC;理由如下:
∵四边形ABCD是正方形,
∴∠ABE=∠BCD=90°,AB=BC=CD,AB∥CD,
过点B作BF∥MN分别交AE、CD于点G、F,如图1所示:
∴四边形MBFN为平行四边形,
∴NF=MB,
∴BF⊥AE,
∴∠BGE=90°,
【答案】C
【解析】分析根据图象可得移动4次图象完成一个循环,从而可得出点A2019的坐标.
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的坐标为(504×2+1,0),
则A2019的坐标是(1009,0).
【答案】40380
【解析】∵D1F1∥AC,D1E1∥AB,
∴ ,即 ,
∵AB=5,BC=4,
∴4D1E1+5D1F1=20,
同理4D2E2+5D2F2=20,…,4D2019E2019+5D2019F2019=20,
∴4(D1E1+D2E2+…+D2019E2019)+5(D1F1+D2F2+…+D2019F2019)=20×2019=40380;
【分析】根据点A的坐标可表示为(1,2,5),点B的坐标可表示为(4,1,3)得到经过点的三条直线对应着等边三角形三边上的三个数,依次为左、右,下,即为该点的坐标,于是得到结论.
【解答】:根据题意得,点C的坐标可表示为(2,4,2),
故答案为:(2,4,2).
【点评】本题考查了规律型:点的坐标,等边三角形的性质,找出题中的规律是解题的关键.
∴∠ODA=∠ADO′=45°,
当点P在线段BO上运动时,过点P作PG⊥CD于点G,过点P′作P′H⊥CD交CD延长线于点H,连接PC,
∵点P在BD上,
∴AP=PC,
在△APB和△CPB中, ,
∴△APB≌△CPB(SSS),
∴∠BAP=∠BCP,
∵∠BCD=∠MPA=90°,
∴∠PCN=∠AMP,
∵AG⊥MN,∴∠AGM=90°=∠B,
∵∠MAG=∠EAB,∴△AGM∽△ABE,
∴ = ,即 = ,
解得:AM= ,
由折叠的性质得:AB'=EB=3,∠B'=∠B=90°,∠C'=∠BCD=90°,
∴B'M= = ,AC'=1,
∵∠BAD=90°,∴∠B'AM=∠C'FA,
∴△AFC'∽△MAB',∴ = = ,解得:AF= ,
…按照此规律可得点Pn的坐标是(n, ),即(n, )
故答案为:(n, ).
考向4与函数有关的规律
1.(2019山东省淄博市)如图,△ ,△ ,△ , 是分别以 , , , 为直角顶点,一条直角边在 轴正半轴上的等腰直角三角形,其斜边的中点 , , , , , , 均在反比例函数 的图象上.则 的值为
∴四边形ABIH为矩形,
∴HI⊥AD,HI⊥BC,HI=AB=AD,
∵BD是正方形ABCD的对角线,
∴∠BDA=45°,
∴△DHQ是等腰直角三角形,HD=HQ,AH=QI,
∵MN是AE的垂直平分线,
∴AQ=QE,
在Rt△AHQ和Rt△QIE中, ,
∴Rt△AHQ≌Rt△QIE(HL),
∴∠AQH=∠QEI,
(2)如图3,当垂足P在正方形ABCD的对角线BD上时,连接AN,将△APN沿着AN翻折,点P落在点P'处,若正方形ABCD的边长为4,AD的中点为S,求P'S的最小值.
问题拓展:如图4,在边长为4的正方形ABCD中,点M、N分别为边AB、CD上的点,将正方形ABCD沿着MN翻折,使得BC的对应边B'C'恰好经过点A,C'N交AD于点F.分别过点A、F作AG⊥MN,FH⊥MN,垂足分别为G、H.若AG= ,请直接写出FH的长.
∴DF=4﹣ = ,
∵ຫໍສະໝຸດ BaiduG⊥MN,FH⊥MN,
∴AG∥FH,∴AQ∥FP,
∴△DFP∽△DAQ,
∴ = ,即 = ,
解得:FP= ,
∴FH= FP= .
考向3与坐标有关规律探究
1.(2019江苏省连云港市)如图,将一等边三角形的三条边各8等分,按顺时针方向(图中箭头方向)标注各等分点的序号0、1、2、3、4、5、6、7、8,将不同边上的序号和为8的两点依次连接起来,这样就建立了“三角形”坐标系.在建立的“三角形”坐标系内,每一点的坐标用过这一点且平行(或重合)于原三角形三条边的直线与三边交点的序号来表示(水平方向开始,按顺时针方向),如点A的坐标可表示为(1,2,5),点B的坐标可表示为(4,1,3),按此方法,则点C的坐标可表示为.
∴△PGN≌△NHP'(ASA),
∴PG=NH,GN=P'H,
∵BD是正方形ABCD的对角线,
∴∠PDG=45°,
易得PG=GD,
∴GN=DH,
∴DH=P'H,
∴∠P'DH=45°,故∠P'DA=45°,
∴点P'在线段DO'上运动;
过点S作SK⊥DO',垂足为K,
∵点S为AD的中点,
∴DS=2,则P'S的最小值为 ;
∴∠AQH+∠EQI=90°,
∴∠AQE=90°,
∴△AQE是等腰直角三角形,
∴∠EAQ=∠AEQ=45°,即∠AEF=45°;
(2)连接AC交BD于点O,如图3所示:
则△APN的直角顶点P在OB上运动,
设点P与点B重合时,则点P′与点D重合;设点P与点O重合时,则点P′的落点为O′,
∵AO=OD,∠AOD=90°,
∴∠CBF+∠AEB=90°,
∵∠BAE+∠AEB=90°,
∴∠CBF=∠BAE,
在△ABE和△BCF中, ,
∴△ABE≌△BCF(ASA),
∴BE=CF,
∵DN+NF+CF=BE+EC,
∴DN+MB=EC;
问题探究:
解:(1)连接AQ,过点Q作HI∥AB,分别交AD、BC于点H、I,如图2所示:
∵四边形ABCD是正方形,
A. B.6C. D.
【答案】A
【解析】过 、 、 分别作 轴的垂线,垂足分别为 、 、
其斜边的中点 在反比例函数 , 即 ,

设 ,则 此时 ,代入 得: ,
解得: ,即: ,
同理: ,


故选: .
2.(2019山东省德州市)如图,点 、 、 在反比例函数 的图象上,点 、 、 在反比例函数 的图象上, ,且 ,则 为正整数)的纵坐标为.(用含 的式子表示)
故答案为40380.
2. (2019江苏省连云港市)问题情境:如图1,在正方形ABCD中,E为边BC上一点(不与点B、C重合),垂直于AE的一条直线MN分别交AB、AE、CD于点M、P、N.判断线段DN、MB、EC之间的数量关系,并说明理由.
问题探究:在“问题情境”的基础上.
(1)如图2,若垂足P恰好为AE的中点,连接BD,交MN于点Q,连接EQ,并延长交边AD于点F.求∠AEF的度数;
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