《中考课件初中数学总复习资料》专题18 创新型与新定义综合问题(解析版).doc
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1、决胜2021中考数学压轴题全揭秘精品专题18创新型与新定义综合问题【考点1】几何综合探究类阅读理解问题【例1】综合与实践:阅读理解:数学兴趣小组在探究如何求的值,经过思考、讨论、交流,得到以下思路:如图1,作,使,延长至点,使,连接.设,则,.请解决下列问题:(1)类比求解:求出的值;(2)问题解决:如图2,某住宅楼的后面有一建筑物,当光线与地面的夹角是时,住宅在建筑物的墙上留下高的影子;而当光线与地面的夹角是时,住宅楼顶在地面上的影子与墙角有的距离(,在一条直线上).求住宅楼的高度(结果保留根号);(3)探究发现:如图3,小明用硬纸片做了两个直角三角形,在中,;在中,.他将的斜边与的斜边重合
2、在一起,并将沿方向移动.在移动过程中,两点始终在边上(移动开始时点与点重合).探究在移动过程中,是否存在某个位置,使得?如果存在,直接写出的长度;如果不存在,请说明理由.【答案】(1);(2)住宅楼的高为.(3)存在某个位置,使得,的长为.【分析】(1)如图1,只需借鉴思路一或思路二的方法,即可解决问题;(2)在中,设为得出,在中,根据列出关于x的方程求解即可;(3)因为在中,所以;假设在移动过程中,存在某个位置使得,因为,所以CF=FE=,所以的长为.【详解】(1)如图,延长至点,使,连接.在中,设,则.,.(2)如图,过点作,垂足为.在中,设为.在中,.,.答:住宅楼的高为.(3)存在某个
3、位置,使得,理由如下:当时,ECF=CEF,CF=EF,.【点睛】本题考查了学生综合运用数学知识的能力,解题的方法不唯一,可让学生采用不同的方法求解,培养学生的思维能力.【变式1-1】如图1,对角线互相垂直的四边形叫做垂美四边形(1)概念理解:如图2,在四边形ABCD中,AB=AD,CB=CD,问四边形ABCD是垂美四边形吗?请说明理由;(2)性质探究:如图1,四边形ABCD的对角线AC、BD交于点O,ACBD试证明:AB2+CD2=AD2+BC2;(3)解决问题:如图3,分别以RtACB的直角边AC和斜边AB为边向外作正方形ACFG和正方形ABDE,连结CE、BG、GE已知AC=4,AB=5
4、,求GE的长【答案】(1)四边形ABCD是垂美四边形理由见解析.(2)见解析.(3)GE=【解析】(1)四边形ABCD是垂美四边形理由如下:AB=AD,点A在线段BD的垂直平分线上,CB=CD,点C在线段BD的垂直平分线上,直线AC是线段BD的垂直平分线,ACBD,即四边形ABCD是垂美四边形;(2)如图1,ACBD,AOD=AOB=BOC=COD=90°,由勾股定理得,AB2+CD2=AO2+BO2+DO2+CO2=AD2+BC2,AD2+BC2=AB2+CD2;(3)连接CG、BE,CAG=BAE=90°,CAG+BAC=BAE+BAC,即GAB=CAE,在GAB和CA
5、E中,GABCAE(SAS),ABG=AEC,又AEC+AME=90°,ABG+AME=90°,即CEBG,四边形CGEB是垂美四边形,由(2)得,CG2+BE2=CB2+GE2,AC=4,AB=5,BC=3,CG=4,BE=5,GE2=CG2+BE2-CB2=73,GE=【名师点睛】(1)根据垂直平分线的判定定理证明即可;(2)根据垂直的定义和勾股定理解答即可;(3)根据垂美四边形的性质、勾股定理、结合(2)的结论计算本题考查的是正方形的性质、全等三角形的判定和性质、垂直的定义、勾股定理的应用,正确理解垂美四边形的定义、灵活运用勾股定理是解题的关键【变式1-2】综合与实践
6、正方形内“奇妙点”及性质探究定义:如图1,在正方形中,以为直径作半圆,以为圆心,为半径作,与半圆交于点.我们称点为正方形的一个“奇妙点”过奇妙点的多条线段与正方形无论是位置关系还是数量关系,都具有不少优美的性质值得探究性质探究:如图2,连接并延长交于点,则为半圆的切线证明:连接由作图可知,又,是半圆的切线问题解决:(1)如图3,在图2的基础上,连接.请判断和的数量关系,并说明理由;(2)在(1)的条件下,请直接写出线段之间的数量关系;(3)如图4,已知点为正方形的一个“奇妙点”,点为的中点,连接并延长交于点,连接并延长交于点,请写出和的数量关系,并说明理由;(4)如图5,已知点为正方形的四个“
7、奇妙点”连接,恰好得到一个特殊的“赵爽弦图”请根据图形,探究并直接写出一个不全等的几何图形面积之间的数量关系【答案】(1),理由见解析;(2);(3),理由见解析;(4)答案不唯一,如:的面积等于正方形的面积;正方形的面积等于正方形面积的等【分析】(1)先提出猜想,在图2以及上面结论的基础上,根据全等三角形的性质、四边形的内角和、邻补角的性质可得出,再由边边边定理可证得,然后利用全等三角形的性质、等式性质可得证结论;(2)由(1)可知、,根据全等三角形的性质、线段的和差即可得到结论;(3)先提出猜想,添加辅助线构造出直角三角形,由(1)可知,则其正切值相等,再根据正方形的性质即可得证结论;(4
8、)根据前面的结论结合赵爽弦图可证得,即可提出猜想【详解】解:(1)结论:理由如下:,在和中,;(2)由(1)可知,、,线段、之间的数量关系是;(3)结论:理由:连接、,如图:由(1)可知, 点为的中点四边形是正方形;(4)延长交于点,连接、,如图:由前面的结论可知此图为赵爽弦图即同理可得、四边形是正方形在和中,答案不唯一,例如,的面积等于正方形的面积;正方形的面积等于正方形面积的等等【点睛】本题属于新定义问题,涉及到的知识点有全等三角形的判定和性质、正方形的性质、直角三角形的性质、锐角三角函数、邻补角的性质、对顶角的性质、线段的和差等知识点,考查了创新能力和知识的迁移能力,有一定的难度【考点2
9、】代数类新定义及阅读理解型问题【例2】阅读下面的材料:按照一定顺序排列着的一列数称为数列,数列中的每一个数叫做这个数列的项排在第一位的数称为第一项,记为a1,排在第二位的数称为第二项,记为a2,以此类推,排在第n位的数称为第n项,记为an所以,数列的一般形式可以写成:a1、a2、a3,an,一般的,如果一个数列从第二项起,每一项与它前一项的差等于同一个常数,那么这个数列叫做等差数列,这个常数叫做等差数列公差,公差通常用d表示如:数列1,3,5,7,为等差数列,期中a11,a23,公差为d2根据以上材料,解答下列问题:(1)等差数列5,10,15,的公差d为_,第5项是_(2)如果一个数列a1,
10、a2,a3,an,是等差数列,且公差为d,那么根据定义可得到:a2a1d,a3a2d,a4a3d,anan1d,所以a2a1+d,a3a2+d(a1+d)+da1+2d,a4a3+d(a1+2d)+da1+3d,由此,请你填空完成等差数列的通项公式:ana1+(_)d(3)求4039是等差数列5,7,9,的第几项?并说明理由【答案】(1)5,25;(2)n1;(3)第2018项,理由见解析【分析】(1)根据题目中的材料,可以得到等差数列5,10,15,的公差d和第5项的值;(2)根据题目中推导,可以得到等差数列的通项公式;(3)根据题意和题目中的数据,利用(2)中的结论,可以得到等差数列5,7
11、,9,的公差和通项公式,从而可以求得4039是等差数列5,7,9,的第几项.【详解】解:(1)由题意可得,d15105,第5项是:15+5+525,故答案为:5,25;(2)如果一个数列a1,a2,a3,an,是等差数列,且公差为d,那么根据定义可得到:a2a1d,a3a2d,a4a3d,anan1d,所以a2a1+d,a3a2+d(a1+d)+da1+2d,a4a3+d(a1+2d)+da1+3d,由此,请你填空完成等差数列的通项公式:ana1+(n1)d,故答案为:n1;(3)4039是等差数列5,7,9,的第2018项,理由:等差数列5,7,9,d7(5)7+52,an5+(n1)
12、15;(2)2n3,令2n34039,解得,n2018,即4039是等差数列5,7,9,的第2018项.【点睛】此题考查数的计算规律,解题的关键是读懂题意,理解等差数列及等差数列公差的定义,由此正确计算各等差数列中的公差,得到数据的计算规律由此解决问题.【变式2-1】(2019随州)若一个两位数十位、个位上的数字分别为m,n,我们可将这个两位数记为,易知=10m+n;同理,一个三位数、四位数等均可以用此记法,如=100a+10b+c【基础训练】(1)解方程填空:若+=45,则x=_;若=26,则y=_;若+=,则t=_;【能力提升】(2)交换任意一个两位数的个位数字与十位数字,可得到一个新数,
13、则+一定能被_整除,一定能被_整除,mn一定能被_整除;(请从大于5的整数中选择合适的数填空)【探索发现】(3)北京时间2019年4月10日21时,人类拍摄的首张黑洞照片问世,黑洞是一种引力极大的天体,连光都逃脱不了它的束缚数学中也存在有趣的黑洞现象:任选一个三位数,要求个、十、百位的数字各不相同,把这个三位数的三个数字按大小重新排列,得出一个最大的数和一个最小的数,用得出的最大的数减去最小的数得到一个新数(例如若选的数为325,则用532235=297),再将这个新数按上述方式重新排列,再相减,像这样运算若干次后一定会得到同一个重复出现的数,这个数称为“卡普雷卡尔黑洞数”该“卡普雷卡尔黑洞数
14、”为_;设任选的三位数为(不妨设abc),试说明其均可产生该黑洞数【答案】(1)247(2)11;9;10【解析】(1)=10m+n,若+=45,则10×2+x+10x+3=45,x=2,故答案为:2若=26,则10×7+y(10y+8)=26,解得y=4,故答案为:4由=100a+10b+c,及四位数的类似公式得若+=,则100t+10×9+3+100×5+10t+8=1000×1+100×3+10t+1,100t=700,t=7,故答案为:7(2)+=10m+n+10n+m=11m+11n=11(m+n),则+一定能被11整除,=
15、10m+n(10n+m)=9m9n=9(mn),一定能被9整除mn=(10m+n)(10n+m)mn=100mn+10m2+10n2+mnmn=10(10mn+m2+n2)mn一定能被10整除故答案为:11;9;10(3)若选的数为325,则用532235=297,以下按照上述规则继续计算,972279=693,963369=594,954459=495,954459=495,故答案为:495当任选的三位数为时,第一次运算后得:100a+10b+c(100c+10b+a)=99(ac),结果为99的倍数,由于abc,故ab+1c+2,ac2,又9ac0,ac9,ac=2,3,4,5,6,7,8
16、,9,第一次运算后可能得到:198,297,396,495,594,693,792,891,再让这些数字经过运算,分别可以得到:981189=792,972279=693,963369=594,954459495,954459=495,故都可以得到该黑洞数495【名师点睛】本题是较为复杂的新定义试题,题目设置的问题较多,但解答方法大同小异,总体中等难度略大【变式2-2】阅读下列材料:小明为了计算的值 ,采用以下方法:设 则 -得 (1)= ;(2) = ;(3)求的和( ,是正整数,请写出计算过程 ).【答案】(1); (2) ; (3)n+1或 .【解析】【分析】(1)利用题中的方法设S=1
17、+2+22+29,两边乘以2得到2S=2+22+29,然后把两式相减计算出S即可;(2)利用题中的方法设S=1+3+32+33+34+310 ,两边乘以3得到3S=3+32+33+34+35+311 ,然后把两式相减计算出S即可;(3)利用(2)的方法计算【详解】(1)设S=1+2+22+29则2S=2+22+210 -得2S-S=S=210-1S=1+2+22+29=210-1;故答案为210-1(2)设S=3+3+32+33+34+310 ,则3S=32+33+34+35+311
18、 ,-得2S=311-1,所以S=,即3+32+33+34+310=;故答案为;(3)设S=1+a+a2+a3+a4+.+an,则aS=a+a2+a3+a4+.+an+an+1,-得:(a-1)S=an+1-1,a=1时,不能直接除以a-1,此时原式等于n+1;a不等于1时,a-1才能做分母,所以S=,即1+a+a2+a3+a4+.+an=.【点睛】本题考查了规律型:数字的变化类:认真观察、仔细思考,善用联想,利用类比的方法是解决这类问题的方法【考点3】函数类新定义综合型问题【例3】已知函数与函数定义新函数 (1)若则新函数 ;(2)若新函数的解析式为则 , ;(3)设新函数顶点为当
19、为何值时,有最大值,并求出最大值;求与的函数解析式;(4)请你探究:函数与新函数分别经过定点,函数的顶点为,新函数上存在一点,使得以点为顶点的四边形为平行四边形时,直接写出的值【答案】(1);(2);(3)当时,;(4)或或【分析】(1)将k=2代入函数,然后用得到新函数;(2)先求出新函数,然后比较2个函数,利用对应位置的系数相同可求得;(3)先用k表示新函数的定点,得出m、n和k的关系式,再利用配方法求得n最大时k的值;已求得m、n关于k的关系式,将代入n中,化简可得m、n的关系式;(4)先求出定点A、B、C,如下图,存在3处D可构成平行四边形,利用平行四边形的特点求出点D的坐标,进而得出
20、k的值【详解】(1)当k=2时(2)新函数的解析式为:b=,2=(3k)解得:k=5,b=12(3)新函数项点为.当时,新函数的顶点的绿坐标有最大值,最大值为将代入得:(4)点A是的定点坐标,当x=时,y=0A(,0)点B是新函数上的定点当x=时,y=点B(,)点C是的定点C(1,2)四边形ABCD是平行四边形,存在如下图3种情况:根据平行四边形的性质,易知:图1中,点D(1,)图2中,点D(1,)图3中,点D(-2,)当点D(1,)时,代入新函数解得:k=同理可得或或或【点睛】本题考查二次函数的综合,难点在第(4)问,解题关键是先确定定点A、B和顶点C的坐标,根据平行四边形的性质得出点D的坐
21、标【变式3-1】特例感知(1)如图1,对于抛物线,下列结论正确的序号是_;抛物线,都经过点;抛物线,的对称轴由抛物线的对称轴依次向左平移个单位得到;抛物线,与直线的交点中,相邻两点之间的距离相等.形成概念(2)把满足(n为正整数)的抛物线称为“系列平移抛物线”.知识应用在(2)中,如图2.“系列平移抛物线”的顶点依次为,用含n的代数式表示顶点的坐标,并写出该顶点纵坐标y与横坐标x之间的关系式;“系列平移抛物线”存在“系列整数点(横、纵坐标均为整数的点)”:,其横坐标分别为:,(k为正整数),判断相邻两点之间的距离是否都相等,若相等,直接写出相邻两点之间的距离;若不相等,说明理由.在中,直线分别
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