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专题07 一次函数的规律探究问题
例1.如图,在平面直角坐标系中,点,,,…,在轴上,点,,…,在直线上,若点的坐标为,且,,…,都是等边三角形,从左到右的小三角形(阴影部分)的面积分别记为,,..,,则可表示为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】∵,,…,都是等边三角形,
∴,,
∵直线与轴的成角,,∴,∴,
∵,∴,
同理,…,,∴,,…,,
易得,…,,∴,,…,,
∴,,…,;
故选:D.
例2如图,已知直线的解析式为,在点作轴的垂直交直线于点,以为边作第个正在方形,在轴上,的延长线交直线于点,以为边作第2个正在方形,……;按此作法继续下去,则第个正在方形的边长为________.
【答案】
【解析】由题意可知:点 ,,, ,在直线的图象上,即,,,,,
又∵点的坐标为 ,∴;
;
;
,
,
∴,
故答案为:.
例3.如图,在平面直角坐标系中,点在直线上,过点作,交轴于点;过点作轴,交直线于点;过点作,交轴于点;过点作轴,交直线于点;…;按此作法进行下去,则点的坐标为_____________.
【答案】(,0).
【解析】如图,过点N作NM⊥x轴于M,
将代入直线解析式中得∴,45°
∵90°,∴
∵,∴,∴的坐标为(2,0)
同理可以求出的坐标为(4,0),同理可以求出的坐标为(8,0)
同理可以求出的坐标为(,0),∴的坐标为(,0)
故答案为:(,0).
例4.如图,在平面直角坐标系中,轴,垂足为,将绕点逆时针旋转到的位置,使点的对应点落在直线上,再将绕点逆时针旋转到的位置,使点的对应点也落在直线上,以此进行下去……若点的坐标为,则点的纵坐标为______.
【答案】
【解析】∵AB⊥y轴,点B(0,3),
∴OB=3,则点A的纵坐标为3,代入,得:,得:x=-4,即A(-4,3),
∴OB=3,AB=4,OA==5,
由旋转可知:OB=O1B1=O2B1=O2B2=…=3,OA=O1A=O2A1=…=5,AB=AB1=A1B1=A2B2=…=4,
∴OB1=OA+AB1=4+5=9,B1B3=3+4+5=12,
∴OB21=OB1+B1B21=9+(21-1)÷2×12=129,
设B21(a,),则OB21=,解得:或(舍),
则,即点B21的纵坐标为,
故答案为:.
课后训练
1.如图,直线l的函数表达式为y=x﹣1,在直线l上顺次取点A1(2,1),A2(3,2),A3(4,3),A4(5,4),…,An(n+1,n),构成形如”的图形的阴影部分面积分别表示为S1,S2,S3,…,Sn,则S2021=___.
【答案】.
【解析】根据题意,
∵A1(2,1),A2(3,2),A3(4,3),A4(5,4),…,An(n+1,n),
∴,
,
,……
∴;∴.
故答案为:.
2.如图,正方形,,,…按其所示放置,点,,,…和,,,…分别在直线和轴上,则点的横坐标是______.
【答案】
【解析】当x=0时,y=x+1=1,∴A(0,1),∴直线与x轴的交点(-1,0),
∵四边形是正方形,∴ ∴B1(1,1),
易得均是等腰直角三角形,
可得:每一个正方形的边长都是它前一个正方形边长的2倍,
因此:B2的横坐标为1+1×2=1+2=20+21=3=22-1,
B3的横坐标为1+1×2+2×2=1+2+4=20+21+22=7=23-1,
B4的横坐标为24-1,
B5的横坐标为25-1,……
B2021的横坐标为22021-1,
故答案为:22021-1.
3.如图,在平面直角坐标系中,直线l为正比例函数y=x的图象,点A1的坐标为(1,0),过点A1作x轴的垂线交直线l于点D1,以A1D1为边作正方形A1B1C1D1;过点C1作直线l的垂线,垂足为A2,交x轴于点B2,以A2B2为边作正方形A2B2C2D2;过点C2作x轴的垂线,垂足为A3,交直线l于点D3,以A3D3为边作正方形A3B3C3D3,……依此类推,则正方形A2B2C2D2的面积为___________;正方形AnBnCnDn的面积为__________.
【答案】 ()n−1,
【解析】∵直线l为正比例函数y=x的图象,
∴∠D1OA1=45°,∴D1A1=OA1=1,
∴正方形A1B1C1D1的面积=1=()1−1,
由勾股定理得,OD1=,D1A2=,∴A2B2=A2O=,
∴正方形A2B2C2D2的面积==()2−1,同理,A3D3=OA3=,
∴正方形A3B3C3D3的面积==()3−1,…
由规律可知,正方形AnBnCnDn的面积=()n−1,
故答案是:,()n−1.
4.如图,在平面直角坐标系中,直线:交y轴于点,点,,…,在直线上,点,,,…,在轴的