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探索问题主要考查学生探究、发现、总结问题的能力 , 主要包括规律探索问题、动态探索问题、结论探索问题和存在性探索问题 . (1) 规律探索问题通常考查数的变化规律,然后用代数式表示这一规律,或者根据规律求出相应的数值 . 解题时,要通过观察、猜想、验证等步骤,应使所得到的规律具有普遍性,只有这样才能应用与解题. (2) 动态探索问题通常与几何图形有关,给出相应的背景,设置一个动态的元素,在此基础上,探索其中的位置关系或数量关系,解题时应化动为静 .
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探索问题主要考查学生探究、发现、总结问题的能力,主要包括规律探索问题、动态探索问题、结论探索问题和存在性探索问题.探索问题主要考查学生探究、发现、总结问题的能力,主要包括规律探索问题、动态探索问题、结论探索问题和存在性探索问题. (1)规律探索问题通常考查数的变化规律,然后用代数式表示这一规律,或者根据规律求出相应的数值.解题时,要通过观察、猜想、验证等步骤,应使所得到的规律具有普遍性,只有这样才能应用与解题.
(2)动态探索问题通常与几何图形有关,给出相应的背景,设置一个动态的元素,在此基础上,探索其中的位置关系或数量关系,解题时应化动为静. (3)结论探索问题,通常给出相应的条件,然后探索未知的结论.解题时,首先结合已知条件,大胆猜想,然后经过推理论证,最后作出正确的判断,切忌想当然的确定结论. (4)存在性探索问题是运用几何计算进行探索的综合型问题,要注意相关的条件,可以先假设结论成立,然后通过计算求相应的值,再作存在性的判断.
规律探索问题 规律探索问题是指由几个具体结论通过类比、猜想、推理等一系列的数学思维过程,来探求一般性结论的问题,解决这类问题的一般思路是通过对所给的具体的结论进行全面、细致的观察、分析、比较,从中发现其变化的规律,并猜想出一般性的结论,然后再给出合理的证明或加以运用.
【例1】(2010·铁岭中考)有一组数: …,请观 察它们的构成规律,用你发现的规律写出第n(n为正整数)个数为_______.
【思路点拨】 【自主解答】经观察发现,分子是连续的奇数,即2n-1,分母是序数的平方加1,即n2+1,因此第n个数为 答案:
1.(2010·湛江中考)观察算式:31=3,32=9,33=27,34=81,35=243,36=729,37=2 187,38=6 561,… ….通过观察,用你所发现的规律确定32 002的个位数字是( ) (A)3 (B)9 (C)7 (D)1 【解析】选B.经观察可知,3n的个位数字按照3、9、7、1;3、9、7、1;3、9、7、1…的规律循环,而2 002÷4= 500……2,因此32 002的个位数字是9.
2.(2011·山西中考)如图是用相同长度的小棒摆成的一组有规律的图案,图案(1)需要4根棒,图案(2)需要10根小棒……,按此规律摆下去,第n个图案需要小棒_____根(用含有n的代数式表示).2.(2011·山西中考)如图是用相同长度的小棒摆成的一组有规律的图案,图案(1)需要4根棒,图案(2)需要10根小棒……,按此规律摆下去,第n个图案需要小棒_____根(用含有n的代数式表示).
【解析】本题考查的是规律探索题目,可以结合图形从不同方向研究其变化规律.如从第二个图形开始,图案都是由两层构成,上面的层数共有4n个小棒,下面小菱形个数比上面少一个,每个小菱形只需再加2根小棒,即下层共需2(n-1)根,所以第n个图案需要4n+2(n-1),即(6n-2)根小棒.【解析】本题考查的是规律探索题目,可以结合图形从不同方向研究其变化规律.如从第二个图形开始,图案都是由两层构成,上面的层数共有4n个小棒,下面小菱形个数比上面少一个,每个小菱形只需再加2根小棒,即下层共需2(n-1)根,所以第n个图案需要4n+2(n-1),即(6n-2)根小棒. 答案:(6n-2)
3.(2011·成都中考)设 则S=______(用含n的代数式表示,其中n为正整数).
【解析】通过探索规律可得 答案:
动态探索问题 动态探索问题的特点是:以几何图形为背景,讨论某个元素的运动变化,探索其中隐含的规律,如线段关系、角度大小、面积关系、函数关系等.在解决动态问题时,要抓住不变的量,找出其中的规律,同时还应该考虑到,当动态元素去某一位置时,“动”则变为“静”,从而化动为静.
【例2】(2010·泰安中考)如图,△ABC是等腰直角三角形,∠A=90°,点P、Q分别是AB、AC上的一动点,且满足BP=AQ,D是BC的中点.【例2】(2010·泰安中考)如图,△ABC是等腰直角三角形,∠A=90°,点P、Q分别是AB、AC上的一动点,且满足BP=AQ,D是BC的中点.
(1)求证:△PDQ是等腰直角三角形; (2)当点P运动到什么位置时,四边形APDQ是正方形,并说明理由. 【思路点拨】(1)利用三角形全等证明PD=QD和∠PDQ=90°. (2)结合正方形的判定方法以及题目的已知条件,探索当点P运动到何处时,满足正方形的条件.
【自主解答】(1)连接AD. ∵△ABC是等腰直角三角形,D是BC的中点, ∴AD⊥BC,AD=BD=DC,∠DAQ=∠B. 又∵BP=AQ,∴△BPD≌△AQD. ∴PD=QD,∠BDP=∠ADQ. ∵∠BDP+∠ADP=90°, ∴∠ADQ+∠ADP=∠PDQ=90°. ∴△PDQ为等腰直角三角形.
(2)当P点运动到AB的中点时,四边形APDQ是正方形,(2)当P点运动到AB的中点时,四边形APDQ是正方形, 由(1)知△ABD为等腰直角三角形, 当P为AB的中点时,DP⊥AB,即∠APD=90°. 又∵∠BAC=90°,∠PDQ=90°, ∴四边形APDQ为矩形. 又∵DP=AP= AB, ∴四边形APDQ为正方形.
4.(2011·益阳中考)如图,小红居住的小区内有一条笔直的小路,小路的正中间有一路灯,晚上小红由A处径直走到B处,她在灯光照射下的影长l与行走的路程s之间的变化关系用图象刻画出来,大致图象是( )
【解析】选C.小红由A处径直走到B处,她在灯光照射下的影长l先变短再变长,只有选项C符合这一变化过程.【解析】选C.小红由A处径直走到B处,她在灯光照射下的影长l先变短再变长,只有选项C符合这一变化过程.
5.(2010·河南中考)如图,在梯形ABCD中,AD∥BC,E是BC的5.(2010·河南中考)如图,在梯形ABCD中,AD∥BC,E是BC的 中点,AD=5,BC=12,CD= ,∠C=45°,点P是BC边上一动 点,设PB的长为x. (1)当x的值为______时,以点P、A、D、E为顶点的四边形为直角梯形; (2)当x的值为______时,以点P、A、D、E为顶点的四边形为平行四边形;
(3)点P在BC边上运动的过程中,以P、A、D、E为顶点的四边形能否构成菱形?试说明理由.(3)点P在BC边上运动的过程中,以P、A、D、E为顶点的四边形能否构成菱形?试说明理由.
【解析】(1)3或8 (2)1或11 (3)能,理由如下:由(2)知,当BP=11时,以点P、A、D、E为顶点的四边形是平行四边形, ∴EP=AD=5. 过D作DF⊥BC于F,∵∠C=45°,CD= , ∴DF=FC=4, ∴EF=EC-FC=6-4=2, ∴FP=EP-EF=5-2=3, ∴DP=
∴EP=DP,故此时平行四边形PDAE是菱形. 即以点P、A、D、E为顶点的四边形是菱形.
结论探索问题 结论探索问题主要是指根据条件,结合已学的相关知识、数学思想方法,通过归纳分析逐步得出结论,或通过观察、试验、猜想、论证等方法求解.这类问题的解决特别强调数形结合思想的运用.
【例3】(2010·蚌埠中考)已知如图1,⊙O过点D(3,4),点H与点D关于x轴对称,过H作⊙O的切线交x轴于点A.【例3】(2010·蚌埠中考)已知如图1,⊙O过点D(3,4),点H与点D关于x轴对称,过H作⊙O的切线交x轴于点A. (1)求sin∠HAO的值;
(2)如图2,设⊙O与x轴正半轴交点为P,点E、F是线段OP上的动点(与点P不重合),连接并延长DE、DF交⊙O于点B、C,直线BC交x轴于点G,若△DEF是以EF为底的等腰三角形,试探索sin∠CGO的大小怎样变化,请说明理由.(2)如图2,设⊙O与x轴正半轴交点为P,点E、F是线段OP上的动点(与点P不重合),连接并延长DE、DF交⊙O于点B、C,直线BC交x轴于点G,若△DEF是以EF为底的等腰三角形,试探索sin∠CGO的大小怎样变化,请说明理由.
【思路点拨】(1)连接OH, 过点H作HP⊥y轴于点P,构造直角三角形,利用勾股定理求出线段的长,然后利用等角,求出sin∠HAO的值. (2)过点D作DM⊥EF于M,并延长DM交⊙O于N,连接ON,交BC于T,利用等腰三角形的性质以及圆的轴对称性,证明∠CGO =∠MNO,而sin∠MNO的值不变.
【自主解答】(1)如图所示:连接OH,过点H作HP⊥y轴于点P,则根据题意可知OP=4,PH=3,则OH=5.【自主解答】(1)如图所示:连接OH,过点H作HP⊥y轴于点P,则根据题意可知OP=4,PH=3,则OH=5. ∵AH为⊙O的切线,∴OH⊥AH. 又∵∠AOP=90°,∴∠HAO=∠HOP. 因此sin∠HAO=sin∠HOP=
(2)当E、F两点在OP上运动时(与点P不重合),sin∠CGO的值不变.(2)当E、F两点在OP上运动时(与点P不重合),sin∠CGO的值不变. 过点D作DM⊥EF于M,并延长DM交⊙O于N, 连接ON,交BC于点T. 因为△DEF为等腰三角形,DM⊥EF, 所以DN平分∠BDC, 所以 所以OT⊥BC, 所以∠CGO+∠GOT=∠GOT+∠MNO=90°,
所以∠CGO =∠MNO, 所以sin∠CGO =sin∠MNO= 即当E、F两点在OP上运动时(与点P不重合),sin∠CGO的值不变.
6.(2010·青海中考) 观察探究,完成证明和填空. 如图,四边形ABCD中,点E、F、G、H分别是边AB、BC、CD、DA的中点,顺次连接E、F、G、H,得到的四边形EFGH叫中点四边形.
(1)求证:四边形EFGH是平行四边形; (2)如图,当四边形ABCD变成等腰梯形时,它的中点四边形是菱形,请你探究并填空:
当四边形ABCD变成平行四边形时,它的中点四边形是_____;当四边形ABCD变成平行四边形时,它的中点四边形是_____; 当四边形ABCD变成矩形时,它的中点四边形是___________; 当四边形ABCD变成菱形时,它的中点四边形是___________; 当四边形ABCD变成正方形时,它的中点四边形是_________; (3)根据以上观察探究,请你总结中点四边形的形状是由原四边形的什么决定的?
【解析】(1)连接BD. ∵E、H分别是AB、AD的中点, ∴EH是△ABD的中位线, ∴EH= BD,且EH∥BD. 同理得FG= BD,且FG∥BD. ∴EH=FG,且EH∥FG. ∴四边形EFGH是平行四边形. (2)填空依次为平行四边形,菱形,矩形,正方形. (3)中点四边形的形状是由原四边形的对角线的关系来决定的.
7.(2011·菏泽中考)我市一家电子计算器专卖店每只进价13元,售价20元,多买优惠;凡是一次买10只以上的,每多买1只,所买的全部计算器每只就降低0.10元,例如,某人买20只计算器,于是每只降价0.10×(20-10)=1(元),因此,所买的全部20只计算器都按照每只19元计算,但是最低价为每只16元.7.(2011·菏泽中考)我市一家电子计算器专卖店每只进价13元,售价20元,多买优惠;凡是一次买10只以上的,每多买1只,所买的全部计算器每只就降低0.10元,例如,某人买20只计算器,于是每只降价0.10×(20-10)=1(元),因此,所买的全部20只计算器都按照每只19元计算,但是最低价为每只16元.
(1)求一次至少买多少只,才能以最低价购买? (2)写出该专卖店当一次销售x(只),所获利润y(元)与x(只)之间的函数关系式,并写出自变量x的取值范围; (3)若店主一次卖的只数在10至50只之间,问一次卖多少只获得的利润最大?其最大利润为多少?
【解析】(1)设一次购买x只,才能以最低价购买,则有:【解析】(1)设一次购买x只,才能以最低价购买,则有: 0.1(x-10)=20-16,解这个方程得x=50; 答:一次至少买50只,才能以最低价购买. (2)y=
(3)将y= +8x配方得y= (x-40)2+160, 所以店主一次卖40只时可获得最高利润,最高利润为160元.(也可用公式法求得)
存在性探索问题 存在性探索问题是指满足某种条件的事物是否存在的问题,这类题目的一般解题规律是:假设存在→推理论证→得出结论.若能推导出合理的结论,就作出“存在” 的判断,若推导出不合理的结论,或与已知、已证相矛盾的结论,则作出“不存在”的判断.
【例4】(2010·陕西中考)如图,在平面直角坐标系中,抛物线过A(-1,0),B(3,0),C(0,-1)三点.【例4】(2010·陕西中考)如图,在平面直角坐标系中,抛物线过A(-1,0),B(3,0),C(0,-1)三点.
(1)求该抛物线的表达式; (2)点Q在y轴上,点P在抛物线上,要使Q、P、A、B为顶点的四边形是平行四边形,求所有满足条件的点P的坐标. 【思路点拨】
【自主解答】(1)设该抛物线的表达式为y=ax2+bx+c,【自主解答】(1)设该抛物线的表达式为y=ax2+bx+c, 根据题意,将A、B、C三点的坐标代入 得 解得 ∴所求抛物线的表达式为
①AB为边时,只要PQ∥AB且PQ=AB=4即可. 又知点Q在y轴上, ∴点P的横坐标为4或-4,这时符合条件的点P有两个,分别记为P1,P2. 而当x=4时,y= ;当x=-4时,y=7,此时 P1(4, ),P2(-4,7).
②当AB为对角线时,只要线段PQ与线段AB互相平分即可,又知点Q在y轴上,且线段AB中点的横坐标为1,②当AB为对角线时,只要线段PQ与线段AB互相平分即可,又知点Q在y轴上,且线段AB中点的横坐标为1, ∴点P的横坐标为2,这时符合条件的P只有一个记为P3. 而当x=2时,y=-1,此时P3(2,-1). 综上,满足条件的点P的坐标为(4, )或(-4,7)或(2,-1).
8.(2010·南通中考)在平面直角坐标系xOy中,已知点8.(2010·南通中考)在平面直角坐标系xOy中,已知点 P(2,2),点Q在y轴上,△PQO是等腰三角形,则满足条件的点Q共有( ) (A)5个 (B)4个 (C)3个 (D)2个 【解析】选B.以OP为底边时,Q点的坐标是(0,2),以OP为腰 时,Q点的坐标是(0,4)或(0, )或(0, ).
9.(2011·江津中考)A、B两所学校在一条东西走向公路的同旁,以公路所在直线为x轴建立如图所示的平面直角坐标系,且点A的坐标是(2,2),点B的坐标是(7,3).9.(2011·江津中考)A、B两所学校在一条东西走向公路的同旁,以公路所在直线为x轴建立如图所示的平面直角坐标系,且点A的坐标是(2,2),点B的坐标是(7,3).
(1)一辆汽车由西向东行驶,在行驶过程中是否存在一点C,使C点到A、B两校的距离相等,如果有,请用尺规作图找出该点,保留作图痕迹,不求该点坐标.(1)一辆汽车由西向东行驶,在行驶过程中是否存在一点C,使C点到A、B两校的距离相等,如果有,请用尺规作图找出该点,保留作图痕迹,不求该点坐标. (2)若在公路边建一游乐场P,使游乐场到两校距离之和最小,通过作图在图中找出建游乐场P的位置,并求出它的坐标.