(全国通用)2022年中考数学命题点及重难题型分类突破练 类型二 新概念的理解与应用(原卷版+解析版)
展开类型二新概念的理解与应用
1.定义一种对正整数n的“F”运算:①当n是奇数时,F(n)=3n+1;当n为偶数时,F(n)=(其中k是使为奇数的正整数)……,两种运算交替重复进行. 例如,取n=24,则:
若n=13,则第2018次“F运算”的结果是( )
A.1 B.4 C.2018 D.42018
【答案】A
【解析】根据题意,得
第一次:当n=13时,F①=3×13+1=40,
第二次:当n=40时,F②==5,
第三次:当n=5时,F①=3×5+1=16,
第四次:当n=16时,F②==1,
第五次:当n=1时,F①=3×1+1=4,
第六次:当n=4时,F②==1,
……,
从第四次开始,每2次循环运算一个循环,
因为(2018-3)÷2=1007……1,
第2018次“F运算”的结果是1.
故选A.
2.定义;在平面直角坐标系中,一个图形先向右平移a个单位,再绕原点按顺时针方向旋转θ角度,这样的图形运动叫做图形的γ(a,θ)变换。
如图,等边△ABC的边长为1,点A在第一象限,点B与原点O重合,点C在x轴的正半轴上.△A1B1C1就是△ABC经γ(1,180°)变换后所得的图形.
若△ABC经γ(1,180°)变换后得△A1B1C1,△A1B1C1经γ(2,180°)变换后得△A2B2C2,△A2B2C2经γ(3,180°)变换后得△A3B3C3,依此类推……
△An-1B n-1C n-1经γ(n,180°)变换后得△AnBnC,则点A1的坐标是________,点A2018的坐标是________。
【答案】()()
【解析】题考查了新概念理解、阅读理解问题、等边三角形性质、规律型点的坐标.、坐标与图形变化﹣旋转等知识内容,解决该题型题目时,写出部分An点的坐标,根据坐标的变化找出变化规律是关键.首先计算A1的坐标为(),则A2为(),以此计算则有
A2018横坐标为-2×2018=,故答案为:()()()
3.我们规定:等腰三角形的顶角与一个底角度数的比值叫做等腰三角形的“特征值”,记作k,若k=,则该等腰三角形的顶角为 度.
【答案】36
【解析】根据等腰三角形的性质得出∠B=∠C,根据三角形内角和定理和已知得出5∠A=180°,求出即可.
设顶角为α,则其底角为,由k=,可得=2α,解出α=36°。
4.如图,若△ABC内一点P满足∠PAC=∠PCB=∠PBA,则称点P为△ABC的布罗卡尔点.三角形的布罗卡尔点是法国数学家和数学教育家克雷尔首次发现,后来被数学爱好者法国军官布罗卡尔重新发现,并用他的名字命名,布罗卡尔点的再次发现,引发了研究“三角形几何”的热潮. 已知△ABC中,CA=CB,∠ACB=120°,P为△ABC的布罗卡尔点,若PA=,则PB+PC=___________.
【答案】1+
【分析】由“布罗卡尔点”的定义,得到∠PAC=∠PCB=∠PBA,又∠ABC=∠BAC=30°,可证△BCP∽△ABP即可.
【解析】解:如图,由“布罗卡尔点”的定义,设∠PAC=∠PCB=∠PBA =α,又CA=CB,∠ACB=120°,∴∠ABC=∠BAC=30°,∴∠CBP=∠PAB=30°-α=β,∴△BCP∽△ABP,∴PB/PA=BC/AB=PC/PB,而在△ABC中,作CD⊥AB于D,则BD=AB,而cosB==,∴=,∴==,∴PB=1,PC=,∴PB+PC=1+.故答案为1+.
5.对任意一个四位数n,如果千位与十位上的数字之和为9,百位与个位上的数字之和也为9,则称n为“极数”.
(1)请任意写出三个“极数”;并猜想任意一个“极数”是否是99的倍数,请说明理由;
(2)如果一个正整数a是另一个正整数b的平方,则称正整数a是完全平方数.若四位数m为“极数”,记D(m)=,求满足D(m)是完全平方数的所有m.
【分析】(1)先根据“极数”的定义,较易写出千位与十位上的数字之和为9且百位与个位上的数字之和为9的四位数三个,答案不唯一;再设n的千位数字为s,百位数字为t(1≤s≤9,0≤t≤9且s、t均为整数),用代数式表示出n,化简后因式分解,即可证明n是99的倍数;(2)先求出D(m)=,其中m=1000s+100t+10(9-s)+9-t,化简后得D(m)==3(10s+t+1);再根据D(m)是完全平方数,且10s+t+1是一个两位数,从而10s+t+1=3×22、3×32、3×42、3×52,即10s+t+1=12或27或48或75,于是得到方程组或或或,解方程组即可锁定符合条件的所有m.
【解析】
解:(1)答案不唯一,如5346,1782,9405,等.任意一个“极数”都是99的倍数,理由如下:
设n的千位数字为s,百位数字为t(1≤s≤9,0≤t≤9且s、t均为整数),则n=1000s+100t+10(9-s)+9-t=990s+99t+99=99(10s+t+1),而10s+t+1是整数,故n是99的倍数.
(2)易由(1)设m=1000s+100t+10(9-s)+9-t=990s+99t+99=99(10s+t+1),其中1≤s≤9,0≤t≤9且s、t均为整数,从而D(m)==3(10s+t+1),而D(m)是完全平方数,故3(10s+t+1)是完全平方数.
∵10<10s+t+1<100,
∴30<3(10s+t+1)<300.
∴10s+t+1=3×22、3×32、3×42、3×52.
∴(s,t)=(1,1),(2,6),(4,7),(7,4).
∴m=1188,2673,4752,7425.
6.请阅读以下材料:已知向量,满足下列条件:
①,,②(角α的取值范围是0°<α<90°),③,利用上述所给条件解答问题:
如:已知,,求角α的大小;
解:∵==2,
===2,
∴=2×2cosα=4cosα
又∵=1×(-)+×3=2,
∴
∴,
∴,
∴角α的值为60°.
请仿照以上解答过程,完成下列问题:
已知,,求角α的大小
【分析】首先根据题意可求出的值,进而得出cosα=,然后根据特殊角的三角函数值得出角α的度数.
【解析】
解:∵,,
∴=,=,
∴=1×·cosα=cosα,
=1×1+0×(-1)=1,
∴cosα=1,
∴cosα=,
∴α=45°,
∴角α的值为45°.
7.对任意一个四位数n,如果千位与十位上的数字之和为9,百位与个位上的数字之和也为9,则称n为“极数”.
(1)请任意写出三个“极数”;并猜想任意一个“极数”是否是99的倍数,请说明理由;
(2)如果一个正整数a是另一个正整数b的平方,则称正整数a是完全平方数.若四位数m为“极数”,记D(m)=,求满足D(m)是完全平方数的所有m.
【分析】(1)先根据“极数”的定义,较易写出千位与十位上的数字之和为9且百位与个位上的数字之和为9的四位数三个,答案不唯一;再设n的千位数字为s,百位数字为t(1≤s≤9,0≤t≤9且s、t均为整数),用代数式表示出n,化简后因式分解,即可证明n是99的倍数;(2)先求出D(m)=,其中m=1000s+100t+10(9-s)+9-t,化简后得D(m)==3(10s+t+1);再根据D(m)是完全平方数,且10s+t+1是一个两位数,从而10s+t+1=3×22、3×32、3×42、3×52,即10s+t+1=12或27或48或75,于是得到方程组或或或,解方程组即可锁定符合条件的所有m.
【解析】
解:(1)答案不唯一,如5346,1782,9405,等.任意一个“极数”都是99的倍数,理由如下:
设n的千位数字为s,百位数字为t(1≤s≤9,0≤t≤9且s、t均为整数),则n=1000s+100t+10(9-s)+9-t=990s+99t+99=99(10s+t+1),而10s+t+1是整数,故n是99的倍数.
(2)易由(1)设m=1000s+100t+10(9-s)+9-t=990s+99t+99=99(10s+t+1),其中1≤s≤9,0≤t≤9且s、t均为整数,从而D(m)==3(10s+t+1),而D(m)是完全平方数,故3(10s+t+1)是完全平方数.
∵10<10s+t+1<100,
∴30<3(10s+t+1)<300.
∴10s+t+1=3×22、3×32、3×42、3×52.
∴(s,t)=(1,1),(2,6),(4,7),(7,4).
∴m=1188,2673,4752,7425.
8.如图①,在平面直角坐标系中,圆心为P(x,y)的动圆经过点A(1,2)且与x轴相切于点B.
(1)当x=2时,求⊙P的半径;
(2)求y关于x的函数解析式,请判断此函数图象的形状,并在图②中画出此函数的图象;
(3)请类比圆的定义(圆可以看成是到定点距离等于定长的所有点的集合),给(2)中所得函数图象进行定义:此函数图象可以看成是到________的距离等于到________的距离的所有点的集合.
(4)当⊙P的半径为1时,若⊙P与以上(2)中所得函数图象相交于点C、D,其中交点D(m,n)在点C的右侧.请利用图②,求cos∠APD的大小.
【分析】本题是涉及新定义的二次函数综合题,解答关键是抓住P到A点和P到x轴距离相等,先作垂直,“化斜为直”,然后利用点的坐标及勾股定理解题.
(1)通过作垂线构造Rt△AHP,根据勾股定理构造关于r的方程,通过解方程求出半径;
(2)类比(1)构造Rt△AHP,结合勾股定理得出y与x的等式,再整理为关于y的函数的形式,进而判断函数图形的形状;
(3)根据函数图象,结合集合定义的特征,得出结论;
(4)利用⊙P的半径为1,得出P点坐标,而P点恰好为二次函数的顶点,过点D作DH⊥AP于H,构造Rt△PDH,然后将D点纵坐标用m来表示,进而表示出DH,HP,利用勾股定理得出关于m的方程,整体求出(m-1)²的值,再利用锐角三角函数的定义,用将三角函数值转化为(m-1)²的值即可.
【解析】
(1)如图①,过A作AM⊥x轴于M,过P作PH⊥AM于H,连接PA、PB,则PB⊥x轴于点B,PA=PB=MH=y.
∵A(1,2),∴OM=1,AM=2.∵P横坐标为2,OB=2.∴PH=OB-OM=2-1=1,AH=AM-PB=2-y.
在Rt△AHP中,∵AH2+PH2=AP2,∴(2-y)2+12=y2.∴y=.
答:当x=2时,求⊙P的半径等于.
(2)如图②,过A作AM⊥x轴于M,过P作PH⊥AM于H.连接PA、PB,则PB⊥x轴于点B,PA=PB=MH=y.
∵A(1,2),∴AM=2,OM=1.∵P(x,y),∴OB=x,PB=HM=y.∴PH=x-1,AH=2-y.
∵在Rt△AHP中,AH²+HP²=AP²,∴(2-y)²+(x-1)²=y².
∴4-4y+y²+x²-2x-1=y².∴4y=x²-2x+5.∴y=x²-x+.
(3)根据集合的定义可知:点A(1,2),x轴
(4)如图③,半径为1,即y=1,代入y=x²-x+求得x=1,即圆心P(1,1),又可知P(1,1)即为函数y=x²-x+的顶点,故作出如下图。则D(m,),过D作DH⊥AP于H,则DH=m-1,HP=-1==(m-1)²,PD=1,则有(m-1)²+[(m-1)²]²=1²,令(m-1)²=t,则上式可替换为t+(t)²=1²,解得t=4-8,cos∠APD=====(4-8)=-2.
9.我们定义:如果一个三角形一条边上的高等于这条边,那么这个三角形叫做“等高底”三角形,这条边叫做这个三角形的“等底”.
(1)概念理解:
如图1,在△ABC中,AC=6,BC=3,∠ACB=30°,试判断△ABC是否是“等高底”三角形,请说明理由.
(2)问题探究:
如图2,△ABC是“等高底”三角形,BC是“等底”,作△ABC关于BC所在直线的对称图形得到△A′BC,连结AA′交直线BC于点D.若点B是△AA′C的重心,求的值.
(3)应用拓展:
如图3,已知l1∥l2,l1与l2之间的距离为2.“等高底”△ABC的“等底”BC在直线l1上,点A在直线l2上,有一边的长是BC的倍.将△ABC绕点C按顺时针方向旋转45°得到△A′B′C,A′C所在直线交l2于点D.求CD的值.
【分析】(1)求出BC边上的高的长和BC比较;
(2)由“等底”三角形可知AD=BC,再由B为△AA′C的重心,知BC=2BD,从而通过勾股定理,用BD表示出AC的长;
(3)分两种情况说明:AB=和AC=,画出图形.
【解答过程】(1)如图1,过点A作AD上直线CD于点D,
∴△ADC为直角三角形,∠ADC=90°
∴∠ACB=30°,AC=6,∴AD==3
∴AD=BC=3
即是“等高底”三角形.
(2)如图2,∵△ABC是“等高底”三角形,BC是“等底”,∴AD=BC
∵△A′BC与与△ABC关于直线BC对称,∴∠ADC=90°
∵点B是△AA′C的重心,∴BC=2BD
设BD=x,则AD=BC=2x,∴CD=3x
∴由勾股定理得AC=x,
∴
(3)①当AB=BC时,
Ⅰ.如图3,作AE⊥l1于点E,DF⊥AC于点F,
“等高底”△ABC的“等底”为BC,l1∥l2.
l1与l2之间的距离为2,AB=BC
∴BC=AE=2,AB=
∴BE=2,即EC=4,∴AC=
∵△ABC绕点C按顺时针方向旋转45°得到△A′B′C,∴∠CDF=45°
设DF=CF=x
∵ l1∥l2,∴∠ACE=∠DAF,
∴,即.
∴AC=3x=,可得x=,∴CD=
Ⅱ.如图4,此时△ABC是等腰直角三角形,
∵△ABC绕点C按顺时针方向旋转45°得到△A′B′C,
∴△ACD是等腰直角三角形,
∴CD=AC=
②当AC=BC时,
Ⅰ.如图5,此时△ABC是等腰直角三角形,
∴△ABC绕点C按顺时针方向旋转45°得到△A′B′C时,
点A′在直线l1上
∴A′C∥l2,即直线A′C与l2无交点
综上,CD的值为,,2
【其他不同解法,请酌情给分】
10.我们知道,有理数包括整数、有限小数和无限循环小数,事实上,所有的有理数可以化为分数形式(整数可看作分母为1的分数),那么无限循环小数如何表示为分数形式呢?请看以下示例:
例:将化为分数形式
由于=0.777…, 设x=0.777… ①
则10x=7.777… ②
②-①得9x=7,解得x=,于是得=.
同理可得==,=1+=1+=.
根据以上阅读,回答下列问题:(以下计算结果均用最简分数表示)
【基础训练】
(1)=____________,=____________;
(2)将化为分数形式,写出推导过程;
【能力提升】
(3)=____________,=____________;
(注:=0.315315…,=2.01818…)
【探索发现】
(4)①试比较与1的大小:__________1(填“>”、“<”或“=”)
②若已知=,则=__________.
(注: =0.285714285714…)
【分析】仿照题中无限小数写成分数形式的方法,设未知数,根据小数点后循环节中数字的个数扩大10倍或100倍或1000倍,再相减得一元一次方程求解即可.
【解答过程】(1)由于=0.555…,设x=0.555… ①
则10x=5.555… ②
②-①得9x=5,解得x=,于是得=.
同理可得=5+=5+=.
故答案为,.
(2)由于=0.2323… 设x=0.2323… ①
则100x=23.2323… ②
②-①得99x=23,解得x=,∴=.
(3)由于=0.315315…,设x=0.315315… ①
则1000x=315.315315… ②
②-①得999x=315,解得x=,于是得=.
设x=,
则10x= ③
1000x= ④
④-③得990x=1998,解得x=,于是得=.
故答案为,.
(4)①由于=0.999…, 设x=0.999… Ⅰ
则10x=9.999… Ⅱ
Ⅱ-Ⅰ得9x=9,解得x=1,于是得=1.
②=3+=3+1000×-285=.
故答案为①=,②.
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