2020-2021年中考数学重难题型突破:规律探究.docx
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1、2020-2021 年中考数学重难题型突破:规律探究 “规律探究类问题”是中考中的一棵常青树,一直受到命题者的青睐。这类试题要求学生有一定的数感 与符号感,学生通过观察、分析、比较、概括、推理、判断等探索活动,得到图形或数式内在规律的一般 通式。不仅有利于促进数学知识和数学方法的巩固和提高,也有利于自主探索,创新精神的培养。因此规 律探究类问题一直成为命题的热点。 1、规律探索型问题的特点:基础知识广、形式灵活善变、思维量大、解法多样化 2、基本题型:数式规律、图形规律、数形结合规律等。多以填空题和选择题出现,近几年,解答题的规律 探究题型开始增多。 3、规律探究类问题架构: 一阶等差规律意思
2、是第一次做差差为常数。主要考察对图形变化的规律观察,从图形变化转化为数字 变化,从数字变化中去发掘规律。这部分内容相对简单,可以直接观察图形得出规律,也可以通过套通项 模块一 题组一 规律探究第一次做差为常数 公式的方法找出规律,考试中单独考察这部分的概率很小,往往与其它形式一起结合考察。 1 1、规律分析:、规律分析:问题本质: 前后的图形相比较,每一幅图形以恒定不变的速度保持图形增加(减少) 的个数。 2 2、一阶等差的实质:、一阶等差的实质: 通过观察图形可知:后一幅图形比前一幅图形多了一个 在每一幅图形中,找出个数,把图形按规律表示如下: 113 123 133 13n 由一阶等差的实
3、质可得规律为:由一阶等差的实质可得规律为:bdnan。d为求出的不变差,b的求解可带第一组值求解。 3 3、首差法通项公式(通法)、首差法通项公式(通法) (1)将题目的已知转为一组数据,第一个数记为 1 a以此第n个数记为 n a (2)对这组数据两两之间做差,差为一个固定常数记为d,即d后项前项 (3)则该类型的规律为:任意的第n项满足:dnaan) 1( 1 (4)若记不住公式,上述数据转化为坐标点),( n an,设通项公式为:bknan,代入前 2 组数据, 通过解一次函数方法,即可得到通项公式; 例 1 1 如图所示,摆第一个“小屋子”要 5 枚棋子,摆第二个要 11 枚棋子,摆第
4、三个要 17 枚棋子,则摆 第 30 个“小屋子”要 枚棋子 (1) (2) (3) 【规范答题】 法一:套通项公式。有图可得数据 61171 , 6d ,带入公做差 6511 , 式,得到: 166) 1(5nnan 。 1791-306 30 a 法二:用一阶等差实质进行分析。根据题意分析可得:第 1 个图案中棋子的个数 5 个 第 2 个图案中棋子的个数5611个 每个图形都比前一个图形多用 6 个第 30 个图案中棋子的个数为5296179个故答案为: 179 例 2 观察下列数: 1 4 , 3 9 , 5 16 , 7 25 , 9 36 ,它们是按一定规律排列的,那么这一组数的第
5、n个数是( ) A 2 21n n B 2 21n n C 2 21 (1) n n D 2 21 (1) n n 【规范答题】 法一:观察分析。 2 12 1 1 4(1 1) , 2 3221 9(21) , 2 523 1 16(31) , 2 7241 25(41) , 2 9251 36(51) , 由上可知,第n个数是 2 21 (1) n n 故选:D 法二:赋值思想。令1n,A1 1 1212 2 n n ,A 错;B3 1 1212 2 n n ,B 错; C 4 3 4 12 1 12 2 n n ,C 对; D 4 1 4 12 1 12 2 n n ,D 错。 n 1
6、2 3 n a 5 11 71 1 给定一列按规律排列的数:1, 3 4 , 5 9 , 7 16 ,则第(1)n n个数为( ) A 2 2 1n n B 2 2n n C 2 21n n D 2 21n n 【解答】由已知观察,分母是自然数 1,2,3,n的平方,分子是正奇数,则第n个数是 2 21n n ,故选: C 2 已知下列一组数:1, 3 4 , 5 9 , 7 16 , 9 25 ,;用代数式表示第n个数,则第n个数是( ) A 21 32 n n B 2 21n n C 21 32 n n D 2 21n n 【解答】 2 2 1 1 1 1 ; 2 3221 42 ; 2
7、5231 93 ;第n个数是: 2 21n n 故选:B 3 按一定规律排列的一列数依次是 2 3 、1、 8 7 、 11 9 、 14 11 、 17 13 按此规律,这列数中第 100 个数是( ) A 299 199 B 299 201 C 301 201 D 303 203 【解答】由 2 3 、 5 5 、 8 7 、 11 9 、 14 11 、17 13 、可得第n个数为 31 21 n n 100n ,第 100 个数为: 299 201 故选:B 4 如图是用长度相等的小棒按一定规律摆成的一组图案,第 1 个图案中有 6 根小棒,第 2 个图案中有 11 根小棒,则第n个图
8、案中有 根小棒 【解答】第 1 个图案中有516 根小棒,第 2 个图案中有252111 根小棒, 第 3 个图案中有3 53216根小棒, 第n个图案中有5(1)51nnnn根小棒故答案为:51n 5 如图是用棋子摆成的“小屋” ,按照这样的方式摆下去,第 6 个这样的“小屋”需要 枚棋子 【解答】第 1 个“小屋” ,下边正方形棋子4 244,上边 1 枚,共415 , 第 2 个“小屋” ,下边正方形棋子4348,上边 3 枚,共8311, 第 3 个“小屋” ,下边正方形棋子4 4412 ,上边 5 枚,共12517, 第n个“小屋” ,下边正方形棋子4 (1)44nn,上边21n枚,
9、共42161nnn , 当6n 时,6166135n 故答案为:35 6 用形状和大小相同的黑色棋子按下图所示的方式排列,按照这样的规律,第n个图形需要棋子 枚 (用含n的代数式表示) 【解答】第一个图需棋子314 ;第二个图需棋子3217 ;第三个图需棋子3 3110 ; 第n个图需棋子(31)n枚故答案为:(31)n 7 如图所示,是一个水平摆放的小正方体木块,图(1) 、 (2) 、 (3)是由这样的小正方体木块叠放而成, 按照这样的规律继续叠放下去, 至第n个叠放的图形中, 最下面一层小正方体木块总数应是 【解答】观察图形知:第 1 个图形中最下面一层的小正方体的个数为114(1 1)
10、 个; 第 2 个图形中最下面一层的小正方体的个数为514(2 1) 个; 第 3 个图形中最下面一层的小正方体的个数为914(3 1) 个; 第n个图形中最下面一层的小正方体的个数为14(1)(43)nn个;故答案为:43n 8 下图是按一定规律排列的一组图形,依照此规律,第n个图形中的个数为 (n为正整数) 【解答】第一个图形有1 33个,第二个图形有236个,第三个图形有3 39个,第四个图形有 4312 个,第n个图形共有:33nn故答案为:3n 9 用同样大小的黑色五角星按图所示的方式摆图案, 按照这样的规律摆下去, 第 99 个图案需要的黑色五 角星 个 【解答】当n为奇数时:通过
11、观察发现每一个图形的每一行有 1 2 n 个,故共有 1 3() 2 n 个; 当n为偶数时,中间一行有1 2 n 个,故共有 3 1 2 n 个所以当99n 时,共有 991 3150 2 个 再差为常数涉及二次项,通过观察数据很难观察出通项公式是多少,需要利用一定的数据分析方法转 化。 1 1、再差法通项公式、再差法通项公式 (1)将题目的已知转为一组数据,第一个数记为 1 a以此第n个记为 n a (2)对数据求差,第一次做差的第一个结果记为c,二次差的结果为一个固定常数,记为d; (3)则该类型的规律为:任意的第n项满足: )2( 2 ) 1( 1 n d cnaan (4)若记不住公
12、式,可设为:cbnknan 2 ,代入开始的 3 组数据,即可得到通项公式。 例 3 将半径相同的小圆按如图所示的规律摆放: 第 1 个图形有 6 个小圆, 第 2 个图形有 10 个小圆, 第 3 个图形有 16 个小圆, 第 4 个图形有 24 个小圆, , 依次规律, 第 6 个图形有 个小圆 【规范答题】 法一:通项公式法。有图可得数据 模块二 题组一 规律探究再差为常数 第二次做差得常数 2d ,第一次做差的第一个数 4c 带入公式计算,得到: )2( 2 2 4) 1(6nnan 4 2 nn 。 464662 6 a 法一:二次函数法。设:cbnknan 2 ,代入6 , 1、1
13、0, 2、16, 3 得: cbk cbk cbk 3916 2410 6 ,解方程组,得 4 1 1 c b k ,所以 n a 4 2 nn , 464662 6 a 10 如图,把同样大小的黑色棋子摆放在正多边形的边上,第一个图形需要 3 个黑色棋子,第二个图形 需要 8 个黑色棋子,按照这样的规律摆下去,第(n n是正整数)个图形需要黑色棋子的个数是 (用含n的代数式表示) 【解答】结合图形,发现:第 1 个图形中的棋子数是2331 33 (个);第 2 个图形中的棋子数是 344248(个); 第 3 个图形中的棋子数是4553 515(个), 以此类推, 发现: 第(n n是正整数
14、)个图形需要黑色棋子的个数是 2 (2)2n nnn(个) 11 观察下列砌钢管的横截面图,则第n个图的钢管数是 (用含n的式子表示) 【解答】第一个图中钢管数为123;第二个图中钢管数为2349; 第三个图中钢管数为345618;第四个图中钢管数为4567830, 依此类推,第n个图中钢管数为 2 233 (1)(2)2(2) 2222 nnn nnnnnnnn , 故答案为: 2 33 22 nn n 1 2 3 4 n a 6 10 16 24 12 如图是由火柴棒搭成的几何图案, 则第n个图案中有 根火柴棒。 (用含n的代数式表示) 【解答】依题意得:1n ,根数为:42 1 (1 1
15、) ;2n,根数为:122 2 (2 1) ; 3n,根数为:242 3 (3 1) ;nn时, 根数为:2 (1)n n故答案为:2 (1)n n 13 将正整数按照图示方式排列,请写出“2020”在第 行左起第 个数 【解答】由图可知,第一行 1 个数,第二行 2 个数,第三行 3 个数,则第n行n个数, 故前n个数字的个数为: (1) 123 2 n n n ,当63n 时,前 63 行共有 6364 2016 2 个 数 字,202020164,2020在第 64 行左起第 4 个数,故答案为:64,4 14 按照如图所示的方法排列黑色小正方形地砖,则第 14 个图案中黑色小正方形地砖
16、的块数 是 【解答】第 1 个图案只有 1 块黑色地砖,第 2 个图案有黑色与白色地砖共 2 39,其中黑色的有 5 块, 第 3 个图案有黑色与白色地砖共 2 525,其中黑色的有 13 块, 第n个图案有黑色与白色地砖共 2 (21)n,其中黑色的有 2 1(2 1)1 2 n, 当14n 时,黑色地砖的块数有 2 11 (2 141)1730365 22 故答案为:365 15 当n等于 1,2,3时,由白色小正方形和黑色小正方形组成的图形分别如图所示,则第n个图形中 白色小正方形和黑色小正方形的个数总和等于 (用n表示,n是正整数) 【解答】第 1 个图形:白色正方形 1 个,黑色正方
17、形4 14 个,共有145个; 第 2 个图形:白色正方形 2 24个,黑色正方形428个,共有4812个; 第 3 个图形:白色正方形 2 39个,黑色正方形4312个,共有91221个;, 第n个图形:白色正方形 2 n个,黑色正方形4n个,共有 2 4nn个故答案为: 2 4nn 通过作商得到一个固定的值,则可以套通项公式求出规律。这部分内容亦可以通过观察题目所给的数 据分析得到正确答案,运用观察法分析问题时需注意每一项符号之间的变化规律。 1 1、商比法规律探究、商比法规律探究 (1)将题目的已知转为一组数据,第一个数记为 1 a以此第n个记为 n a (2)对这组数据两两之间做比,比
18、为一个固定常数,记为d; (3)则该类型的规律为:任意的第n项满足: 1 1 n n daa 例 4 按一定规律排列的单项式:a, 2 a, 3 a, 4 a, 5 a, 6 a,第n个单项式是( ) A n a B n a C 1 ( 1)n n a D( 1)n n a 【规范答题】 法一:观察分析。a, 2 a, 3 a, 4 a, 5 a, 6 a, 1 ( 1)n n a 故选:C 法一:套公式。可得数据 n 1 2 3 4 5 模块三 题组一 规律探究作商为常数 做比得常数 ad ,带入公式计算,得到: nnn n aaaa 11 ) 1()( 。因为 1 ) 1( n 与 1 )
19、 1( n 等价,所以选C 法三:赋值思想。 例 5 如图, 在Rt 1 APB中,30A, 1 90APB,148 3PB ,C在 1 AP上,CDAB于D, 且20CD , 过 1 P作 11 PQAB于 1 Q,过 1 Q作 121 Q PAP于 2 P,过 2 P作 22 PQAB于 2 Q,过 2 Q作 231 Q PAP于 3 P 则有 11 PQ ,若 nn P Q在线段CD的右侧,则n的最大值为 【规范答题】在Rt 11 APQ中, 1 48 3BP ,30A, 111 3 72 2 PQBP, 由30的 直 角 三 角 形 的 性 质 可 知 , 2211 33 72 44
20、PQPQ, 2 3322 33 72( ) 44 PQPQ, 1 3 72( ) 4 n nn PQ 由题意 1 3 72( )20 4 n ,可得n的最大值为 5,故答案为 5来源:163文库 16 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 1x2n1 B (1)nx2n 1 C (1)n 1x2n+1 D (1)nx2n+1 【解答】 31 12 1 1 ( 1)xx , 52 12 2 1 ( 1)xx , 73 12 3 1 ( 1)xx , 94 12 4 1 ( 1)xx , 115 12 5 1 ( 1)xx , 由上可知,第
21、n个单项式是: 121 ( 1)n n x ,故选:C 17 如图,在ABC中,1BC ,点 1 P, 1 M分别是AB,AC边的中点,点 2 P, 2 M分别是 1 AP, 1 AM的 中点, 点 3 P, 3 M分别是 2 AP, 2 AM的中点, 按这样的规律下去, nn P M的长为 (n为正整数) n a a 2 a 3 a 4 a 5 a 【解答】 在ABC中,1BC ,点 1 P, 1 M分别是AB,AC边的中点,点 2 P, 2 M分别是 1 AP, 1 AM的中 点,点 3 P, 3 M分别是 2 AP, 2 AM的中点,可得: 11 1 2 PM , 22 111 224
22、P M ,故 1 2 nn n P M , 18 如图所示,下列各三角形中的三个数之间均具有相同的规律,根据此规律,最后一个三角形中y与n 之间的关系是 【解答】观察可知:左边三角形的数字规律为:1,2,n,右边三角形的数字规律为:2, 2 2, 2n, 下边三角形的数字规律为:12, 2 22,2nn,2nyn 周期性变化规律是中学阶段的中点内容,该部分又主要涉及两类:图形的周期性变化及数字周期重复 出现。 周期类型的关键是找准余数,用余数对照第一个周期内的变化。题目求的量设为m,周期记为T,周 期数为n,余数记为d。则该类型的规律为:dnTm 例 6 在平面直角坐标系xOy中,对于点( ,
23、 )P x y,我们把点(1,1)Pyx 叫做点P伴随点已知点 1 A的 伴随点为 2 A, 点 2 A的伴随点为 3 A, 点 3 A的伴随点为 4 A, 这样依次得到点 1 A, 2 A, 3 A, n A, 若点 1 A的坐标为(3,1),则点 3 A的坐标为 ,点 2014 A的坐标为 ;若点 1 A的坐标 为( , )a b,对于任意的正整数n,点 n A均在x轴上方,则a,b应满足的条件为 模块四 题组一 规律探究周期性循环 【规范答题】 1 A的坐标为(3,1), 2(0,4) A, 3( 3,1) A , 4(0, 2) A, 5(3,1) A, 依此类推,每 4 个点为一个循
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