内容正文:
专题08几何计算中的四种规律问题(四种技巧精讲精练+过关检测)
题型01线段的计数
【典例分析】
【例1-1】(23-24七年级上·云南昆明)如图所示图形中,共有( )条线段.
A.10 B.12 C.15 D.30
【例1-2】(23-24七年级上·四川成都)图中,共有 条线段.
【例1-3】(23-24七年级上·山东枣庄·阶段练习)四点如图所示,按要求做出图形(不写做法)并回答问题.
(1)连接交于点O,并作直线与射线;
(2)写出图形中出现的线段(至少写出6条).
【变式演练】
【变式1-1】(22-23七年级上·安徽蚌埠·阶段练习)如图,线段AD上有两点B,C,则图中共有线段( )
A.三条 B.四条 C.五条 D.六条
【变式1-2】(23-24七年级上·安徽淮南·期末)一条直线上有40个不重合的点, 一共有 条线段.
【变式1-3】(23-24七年级上·江苏镇江·期末)如图,点C在线段上,点D是线段的中点,且,.
(1)图中共有____________条线段;
(2)求的长;
(3)若点E在线段上,且,则的长为____________.
题型02直线的计数
【典例分析】
【例2-1】(七年级上·云南丽江·期末)直线上有一点C,直线外有一点D,则A、B、C、D四点确定的直线有( )
A.2条 B.3条 C.4条 D.5条
【例2-2】(2024七年级上·全国·专题练习)棋盘上有黑、白两色棋子若干,如果两颗棋子连成的直线上只有颜色相同的棋子,我们就称“同棋共线”.如图所示,图中“同棋共线”的直线共有 条.
【例2-3】(23-24七年级上·全国·课堂例题)如图所示:
(1)试验观察:
如果每过两点可以画一条直线,那么:
第①组最多可以画___________条直线;
第②组最多可以画___________条直线;
第③组最多可以画___________条直线.
(2)探索归纳:
如果平面上有个点,且每3个点均不在同一条直线上,那么最多可以画多少条直线(用含n的式子表示)?
(3)解决问题:
某校七年级共有6个班进行足球比赛,准备进行单循环赛(即每两队之间赛一场),预计全部赛完共需多少场比赛.
【变式演练】
【变式2-1】(23-24七年级上·福建龙岩·期末)如图,棋盘上有黑、白两色棋子若干,找出所有“三颗颜色相同的棋子在同一直线上”的直线,这样的直线共有( )
A.2条 B.3条 C.4条 D.5条
【变式2-2】(22-23七年级上·甘肃酒泉·期末)素养提升:
如果平面上有个点,且每3个点均不在1条直线上,那么最多画 条直线.
能否通过以上发现,解决问题:某班45名同学在毕业的一次聚会中,若每两人握1次手问好,那么一共要握 次手.
【变式2-3】(22-23七年级上·全国·单元测试)如图,平面内有、、三点,过其中任意两点画直线,有如下两种情况:
(1)若平面内有四个点、、、,过其中任意两点画直线,有多少种情况?请画图说明;
(2)若平面内有个点,过其中任意两点画直线,最多可以画多少条直线?
(3)若平面内有个点,过其中任意两点画直线,最多可以画多少条直线?(直接写出结果)
题型03角的计数
【典例分析】
【例3-1】(2022七年级上·浙江·专题练习)如图,总共有 个角.
【例3-2】(22-23七年级上·全国·单元测试)如图,以点为端点引条射线时,共有 个角;以点为端点引条射线时,共有 个角以点为端点引条射线时,共有 个角用含的代数式表示.
【例3-3】(20-21七年级上·全国·课后作业)已知:如图,在∠AOB的内部从O点引3条射线OC,OD,OE,图中共有多少个角?若在∠AOB的内部,从O点引出4条,5条,6条,…,n条不同的射线,可以分别得到多少个不同的角?
【变式演练】
【变式3-1】如图,从点O出发的五条射线,可以组成 个角.
【变式3-2】(22-23七年级上·河北石家庄·期末)如图,图①中有1个角,图②中有3个不同角,图③中有6个不同角,…,按此规律下去图⑥中有不同角的个数为 .
【变式3-3】(23-24七年级上·全国·课堂例题)观察图,完成下列问题:
(1)如图①,内部有一条射线,则图中有 个角;
(2)如图②,内部有两条射线,,则图中有___________个角;
(3)如果内部有10条射线,那么图中有________________个角.
题型04直线切平面的个数
【典例分析】
【例4-1】(22-23七年级·浙江嘉兴·阶段练习)若平面内互不重合的条直线只有个交点,则平面被分成了( )个部分.
A.或 B. C.或 D.
【例4-2】(23-24七年级上·河南郑州·开学考试)【计数原理】平面上有8条直线,最多能把平面分成 个部分.
【例4-3】(22-23七年级·全国·课后作业)先阅读,然后解答.
问题:两条直线将平面分成几部分?
解:如图①,两条直线平行时,它们将平面分成三部分;
如图②,两条直线不平行时,它们将平面分成四部分.
根据上述内容,解答下面的问题.
(1)上面问题的解题过程应用了________的数学思想(填“转化”“分类讨论”“整体处理”或“数形结合”);
(2)三条直线将平面分成几部分?
【变式演练】
【变式4-1】(2023七年级上·全国·专题练习)平面上的三条直线最多可将平面分成( )部分.
A.3 B.6 C.7 D.9
【变式4-2】观察图形找出规律,并解答问题.
(1)5条直线相交,最多有 个交点,平面最多被分成 块;
(2)n条直线相交,最多有 个交点,平面最多被分成 块.
【变式4-3】(2022七年级上·江苏·专题练习)平面上有n条直线,其中没有两条直线互相平行(即每两条直线都相交),也没有三条或三条以上的直线通过同一点.试求:
(1)这n条直线共有多少个交点?
(2)这n条直线把平面分割为多少块区域?
一、单选题
1.(22-23七年级·山东聊城)在∠AOB的内部从顶点O引出3条射线,则图中共有角的个数是( )
A.9个 B.10个 C.11个 D.12个
2.(七年级上·浙江绍兴·阶段练习)如图,图中共有几条线段( )
A.4条 B.5条 C.6条 D.7条
3.(23-24七年级·全国·单元测试)平面内6条直线两两相交,但仅有3条通过同一点,则截得不重叠线段共( )
A.24条 B.21条 C.33条 D.36条
二、填空题
4.(2022七年级上·浙江·专题练习)如图中共有 个角,分别是 .
5.(24-25七年级上·全国·课后作业)如图,网格纸中有七个黑点和六个白点,经过同色的三点可以画 条直线.
6.(24-25七年级上·北京海淀·期中)、、、、是圆上的个点,在这些点之间连接线段,规则如下:
连线规则
任意两点之间至多有一条线段;
任意三点之间至多有两条线段.
如图.已连接线段,,,.
(1)若想增加一条新的线段,共有 种连线方式;
(2)至多可以增加 条线段.
三、解答题
7.(21-22六年级下·全国·单元测试)平面上有五个点,过其中任意两点画一条直线,最多能得到多少条直线?请画出图形.
分析:五个点有四种不同的关系:①五个点在同一条直线上;②有四个点在同一条直线上;③有三个点在同一条直线上;④五个点中任意三个点都不在同一条直线上.
8.(23-24七年级上·安徽阜阳·期末)如图,在平面内有A,B,C三点.(不写作法,保留作图痕迹)
(1)画直线,射线,线段;
(2)在线段上任取一点D(不与点A,C重合),连接,并延长至点E,使;
(3)数一数,此时图中线段共有_________条.
9.(七年级上·河南许昌·期末)观察表格:
1条直线
0个交点
平面分成(1+1)块
2条直线
1个交点
平面分成(1+1+2)块
3条直线
(1+2)个交点
平面分成(1+1+2+3)块
4条直线
(1+2+3)个交点
平面分成(1+1+2+3+4)块
根据表格中的规律解答问题:
(1)5条直线两两相交,有 个交点,平面被分成 块;
(2)n条直线两两相交,有 个交点,平面被分成 块;
(3)应用发现的规律解决问题:一张圆饼切10刀(不许重叠),最多可得到 块饼.
10.(22-23七年级上·全国·单元测试)阅读材料并填空.
【问题】
在一条直线上有个点,每两个点确定一条线段,一共有多少条线段?
【探究】
当有个点时,有条线段;
当有个点时,有条线段;
当有个点时,有条线段;
当有个点时,有____条线段;…
当有个点时,从这些点中任意取一点,以这个点为端点和其余各点能组成条线段,这样总共有条线段,在这些线段中每条线段都重复了一次,所以一条直线上有个点时,一共有______条线段.
【应用】
平面内有个点,且任意三个点不在同一直线上,过这些点作直线,一共能作出_____条不同的直线.
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专题08几何计算中的四种规律问题(四种技巧精讲精练+过关检测)
题型01线段的计数
【典例分析】
【例1-1】(23-24七年级上·云南昆明)如图所示图形中,共有( )条线段.
A.10 B.12 C.15 D.30
【答案】A
【分析】根据线段的定义即可获得答案.
【详解】解:该图形中,线段有,共计10条.
故选:A.
【点睛】本题主要考查了线段数量的知识,数量掌握线段的定义是解题关键.
【例1-2】(23-24七年级上·四川成都)图中,共有 条线段.
【答案】15
【分析】本题考查了线段的数量问题.
线段有两个端点,而两个端点间的距离就是这条线段的长度,据此数出两个端点之间的线段即可.
【详解】解:图中共有6个端点,则共有线段(条).
故答案为:15.
【例1-3】(23-24七年级上·山东枣庄·阶段练习)四点如图所示,按要求做出图形(不写做法)并回答问题.
(1)连接交于点O,并作直线与射线;
(2)写出图形中出现的线段(至少写出6条).
【答案】(1)画图见解析
(2)线段
【分析】本题考查了作图—复杂作图、直线、射线、线段等知识,
(1)根据直线、射线、线段的定义作图即可;
(2)根据线段的定义可得答案.
【详解】(1)解:如图所示,
(2)解:图形中出现的线段有:
【变式演练】
【变式1-1】(22-23七年级上·安徽蚌埠·阶段练习)如图,线段AD上有两点B,C,则图中共有线段( )
A.三条 B.四条 C.五条 D.六条
【答案】D
【分析】由图知,线段有、、、、、.
【详解】解:有图得,图中的线段有:、、、、、,一共条,
故选:D.
【点睛】本题考查了线段,线段是直线的一部分,可用一个小写字母表示或用两个表示端点的字母表示.
【变式1-2】(23-24七年级上·安徽淮南·期末)一条直线上有40个不重合的点, 一共有 条线段.
【答案】780
【分析】本题主要考查了线段条数问题,熟练掌握线段条数公式是解题关键.在一条直线上有个不重合的点,则线段的条数的公式为,据此求解即可.
【详解】解:一条直线上有40个不重合的点,
则一共有条线段.
故答案为:780.
【变式1-3】(23-24七年级上·江苏镇江·期末)如图,点C在线段上,点D是线段的中点,且,.
(1)图中共有____________条线段;
(2)求的长;
(3)若点E在线段上,且,则的长为____________.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】(1)本题考查线段的定义,分别计算以、、为起点向右的线段条数,再将所有的条数加起来,即可解题.
(2)本题考查线段中点的特点,以及线段的和差,根据题意得到,,再根据,求得,即可得到的长.
(3)本题考查线段的和差,由(2)得到的长,根据,即可解题.
【详解】(1)解:由图知,以为起点向右的线段条数为3条,以为起点向右的线段条数为2条,以为起点向右的线段条数为1条,
图中共有条线段.
故答案为:.
(2)解:点D是线段的中点,
,
,,
,
,
.
(3)解:由(2)知,,
点E在线段上,且,
,
故答案为:.
题型02直线的计数
【典例分析】
【例2-1】(七年级上·云南丽江·期末)直线上有一点C,直线外有一点D,则A、B、C、D四点确定的直线有( )
A.2条 B.3条 C.4条 D.5条
【答案】C
【分析】本题主要考查两点确定一条直线,根据两点确定一条直线画出图形即可求解.
【详解】解:如图所示,则A、B、C、D四点能确定的直线有四条.
故选:C.
【例2-2】(2024七年级上·全国·专题练习)棋盘上有黑、白两色棋子若干,如果两颗棋子连成的直线上只有颜色相同的棋子,我们就称“同棋共线”.如图所示,图中“同棋共线”的直线共有 条.
【答案】10
【分析】本题考查了直线,掌握同棋共线是解题的关键.
分两类去数,白棋共线的条数,黑棋共线的条数,相加即可.
【详解】解:∵白棋共线的线有6条,黑棋共线的线有4条,
∴同棋共线的线共有10条.
故答案为:10.
【例2-3】(23-24七年级上·全国·课堂例题)如图所示:
(1)试验观察:
如果每过两点可以画一条直线,那么:
第①组最多可以画___________条直线;
第②组最多可以画___________条直线;
第③组最多可以画___________条直线.
(2)探索归纳:
如果平面上有个点,且每3个点均不在同一条直线上,那么最多可以画多少条直线(用含n的式子表示)?
(3)解决问题:
某校七年级共有6个班进行足球比赛,准备进行单循环赛(即每两队之间赛一场),预计全部赛完共需多少场比赛.
【答案】(1)3,6,10
(2)条
(3)15场
【分析】(1)根据图形画出直线即可;
(2)根据上面得到的规律用代数式表示即可;
(3)将代入即可求解.
【详解】(1)解:根据图形得,如图,
如果每过两点可以画一条直线,那么:
第①组最多可以画3条直线;
第②组最多可以画6条直线;
第③组最多可以画10条直线,
故答案为:3,6,10;
(2)解:由题意可得,最多可以画出条直线;
(3)解:由题意可得,
当时,(场),
答:预计全部赛完共需15场比赛.
【点睛】本题考查图形的变化类问题,解题的关键是仔细的观察图形并找到其中的规律.
【变式演练】
【变式2-1】(23-24七年级上·福建龙岩·期末)如图,棋盘上有黑、白两色棋子若干,找出所有“三颗颜色相同的棋子在同一直线上”的直线,这样的直线共有( )
A.2条 B.3条 C.4条 D.5条
【答案】B
【分析】本题考查了直线、射线、线段.根据题意可以画出适合条件的几种情况,从而可以解答本题.
【详解】如下图所示:则所有三颗颜色相同的棋并且在同一直线上的直线共有3条:倾斜的三颗黑色的,水平的三颗白色的,右上角的白子到左下角的白子.
故选B.
【变式2-2】(22-23七年级上·甘肃酒泉·期末)素养提升:
如果平面上有个点,且每3个点均不在1条直线上,那么最多画 条直线.
能否通过以上发现,解决问题:某班45名同学在毕业的一次聚会中,若每两人握1次手问好,那么一共要握 次手.
【答案】 990
【分析】本题主要考查规律型图形的变化类,根据每一个点可以与其他个点分别连接生成条直线,去掉重复的即可得到个点(每3个点均不在1条直线上),最多画(条直线.根据每一个人可以与其他44握手一次,每人44次,即可求解.
【详解】∵每一个点可以与其他个点连接生成条直线,
∴个点最多画直线数量为
∵某班45名同学在毕业的一次聚会中,若每两人握1次手问好,则每一个人可以与其他44握手一次,每人44次,
∴45人一共要握手(次.
故答案为:,990.
【变式2-3】(22-23七年级上·全国·单元测试)如图,平面内有、、三点,过其中任意两点画直线,有如下两种情况:
(1)若平面内有四个点、、、,过其中任意两点画直线,有多少种情况?请画图说明;
(2)若平面内有个点,过其中任意两点画直线,最多可以画多少条直线?
(3)若平面内有个点,过其中任意两点画直线,最多可以画多少条直线?(直接写出结果)
【答案】(1)见解析
(2)15条
(3)条
【分析】(1)分四个点在同一直线上,三个点在同一直线上,任意三点不共线,三种情况画图即可;
(2)2个点可以画条直线,3个点过其中任意两点画直线可以最多画条直线,4个点过其中任意两点画直线可以最多画条直线,由此得到规律求解即可;
(3)根据(2)所得规律即可得到答案.
【详解】(1)解:如图所示,一共有三种情况;
(2)解:2个点可以画条直线,
3个点过其中任意两点画直线可以最多画条直线,
4个点过其中任意两点画直线可以最多画条直线,
……
∴可以得到规律,n个点过其中任意两点画直线最多画条直线,
∴6个点过其中任意两点画直线最多画条直线;
(3)解:由(2)得n个点过其中任意两点画直线最多画条直线.
【点睛】本题主要考查了图形类的规律探索,正确理解题意找到规律是解题的关键.
题型03角的计数
【典例分析】
【例3-1】(2022七年级上·浙江·专题练习)如图,总共有 个角.
【答案】10
【分析】根据图形分别表示出所有角即可.
【详解】解:图中的角有:,,,,,,,,,共有10个角.
故答案为:10.
【点睛】本题考查了角的概念,正确会表示角,做到不重不漏是关键.
【例3-2】(22-23七年级上·全国·单元测试)如图,以点为端点引条射线时,共有 个角;以点为端点引条射线时,共有 个角以点为端点引条射线时,共有 个角用含的代数式表示.
【答案】 3 6
【分析】有公共顶点的n条射线,可构成个角,依据规律解答即可.
【详解】解:以点为端点引条射线时,共有个角;;
以点为端点引条射线时,共有6个角;;
以点为端点引5条射线时,共有个10角;;
……
以点为端点引条射线时,共有个角;
故答案为:3,6,.
【点睛】本题考查的是角的概念,掌握其规律是解题的关键:有公共顶点的n条射线,可构成个角.
【例3-3】(20-21七年级上·全国·课后作业)已知:如图,在∠AOB的内部从O点引3条射线OC,OD,OE,图中共有多少个角?若在∠AOB的内部,从O点引出4条,5条,6条,…,n条不同的射线,可以分别得到多少个不同的角?
【答案】角的个数分别为10,15,21,28,…,.
【分析】1、在锐角∠AOB的内部以O为顶点作3条射线,由此你能得到以O为顶点的射线共有多少条吗?
2、根据以一条射线为边,以其余n+1条射线为另一边可作n+1个角,相信你能求得5条射线共多少个锐角;
3、由于任意两射线所得的角都多计一次,所以当在∠AOB的内部从O点引3条射线共有个角;
4、结合作3条射线得到的角的个数,可以推出以O为顶点共有n条射线时,得到的角的个数为,继而将n=5、6、7代入即可.
【详解】解:顺时针数,与射线OA构成的角有4个,与射线OC构成的角有3个,与射线OD构成的角有2个,与射线OE构成的角有1个,故共有角4+3+2+1=10(个). 类似地,引4条射线有角5+4+3+2+1=15(个),引5条射线有角6+5+4+3+2+1=21(个),引6条射线有角7+6+5+4+3+2+1=28(个),…,以此类推,引n条射线有角(n+1)+n+(n-1)+…+2+1= (个) .
【点睛】本题中,根据以点O为顶点的射线有n+2条,再求这n+2条射线可形成的角的个数.要求同学们能够准确利用题目中的已知信息,灵活运用所学知识进行解答.本题还可以采用顺序枚举法进行解答,按一定顺序,把所有元素一一列举出来,要做到不重不漏,适合元素(射线)个数较少情况,如果图中有n条射线这时无法逐一列举,可用规律归纳法.
【变式演练】
【变式3-1】如图,从点O出发的五条射线,可以组成 个角.
【答案】10
【分析】由一条射线为边可以得到4个角,共5条射线,考虑重复计算即可求解.
【详解】解:由一条射线为边可以得到4个角,共5条射线,
∴共4×5÷2=10个角.
故答案为:10
【点睛】本题考查了如何求角的数量问题,可以根据详解计算,注意在计算过程中每个角计算了两次,故要除以2,本题也可以按照顺序依次写出来求解.
【变式3-2】(22-23七年级上·河北石家庄·期末)如图,图①中有1个角,图②中有3个不同角,图③中有6个不同角,…,按此规律下去图⑥中有不同角的个数为 .
【答案】21
【分析】根据前3个图中角的个数,抽象概括出第个图中角的个数为:,进而求出图⑥中不同角的个数即可.
【详解】解:图①中有个角;
图②中有个不同角;
图③中有个不同角;
∴第个图中有个不同角,
∴图⑥中有不同角的个数为;
故答案为:21.
【点睛】本题考查图形中的数字规律.根据已有图形,抽象概括出相应的数字规律,是解题的关键
【变式3-3】(23-24七年级上·全国·课堂例题)观察图,完成下列问题:
(1)如图①,内部有一条射线,则图中有 个角;
(2)如图②,内部有两条射线,,则图中有___________个角;
(3)如果内部有10条射线,那么图中有________________个角.
【答案】(1)3
(2)6
(3)66
【分析】(1)根据图①直接数出即可;
(2)根据图②直接数出即可;
(3)在图②的基础上看增加的角的个数即得画3条射线时角的个数;依此规律可得在∠AOB内部画n条射线时角的个数.
【详解】(1)解:图①中有,,共3个,
故答案为:3.
(2)解:在内部画2条射线,,则图中有、、、、、,
共个不同的角;
故答案为:6.
(3)解:按逆时针方向,以射线为角的始边,则题图①中分别以射线为角的终边共有两个角:,;以射线为始边,射线为终边有一个角:,所以题图①中角的个数是;
同理,题图②中角的个数是;
经过观察,可以发现角内部射线的条数总比第一个加数小1,
∴当内部有10条射线时,角的个数是:.
【点睛】本题考查了射线、线段和角的基本知识以及规律探求问题,注重类比、找到解题的规律和方法是解答的关键.
题型04直线切平面的个数
【典例分析】
【例4-1】(22-23七年级·浙江嘉兴·阶段练习)若平面内互不重合的条直线只有个交点,则平面被分成了( )个部分.
A.或 B. C.或 D.
【答案】C
【分析】根据题意画出图形即可.
【详解】如图,
所以,平面内互不重合的条直线只有个交点,则平面被分成了或个部分,
故选:.
【点睛】此题考查了相交线,关键是根据直线交点个数的问题,找出规律,解决问题
【例4-2】(23-24七年级上·河南郑州·开学考试)【计数原理】平面上有8条直线,最多能把平面分成 个部分.
【答案】
【分析】本题考查的是简单的规律探究,先例举1条直线最多将平面分成2个部分;而,2条直线最多将平面分成4个部分;而,3条直线最多将平面分成7个部分;而,再总结归纳可得答案.
【详解】解:如图所示,
1条直线最多将平面分成2个部分;而,
2条直线最多将平面分成4个部分;而,
3条直线最多将平面分成7个部分;而,
平面上有8条直线,最多能把平面分成;
故答案为:
【例4-3】(22-23七年级·全国·课后作业)先阅读,然后解答.
问题:两条直线将平面分成几部分?
解:如图①,两条直线平行时,它们将平面分成三部分;
如图②,两条直线不平行时,它们将平面分成四部分.
根据上述内容,解答下面的问题.
(1)上面问题的解题过程应用了________的数学思想(填“转化”“分类讨论”“整体处理”或“数形结合”);
(2)三条直线将平面分成几部分?
【答案】(1)分类讨论
(2)四或六或七
【详解】(1)分类讨论
(2)由答图①②③④可知,三条直线可以将平面分成四或六或七部分.
【变式演练】
【变式4-1】(2023七年级上·全国·专题练习)平面上的三条直线最多可将平面分成( )部分.
A.3 B.6 C.7 D.9
【答案】C
【分析】本题主要考查直线、线段、射线,熟练掌握直线的相关知识是解题的关键;因此此题可根据题意进行分类求解即可.
【详解】解:任意画三条直线,相交的情况有四种可能:
1、三直线平行,将平面分成4部分;
2、三条直线相交同一点,将平面分成6部分;
3、两直线平行被第三直线所截,将平面分成6部分;
4、两直线相交得到一个交点,又被第三直线所截,将平面分成7部分;
故任意三条直线最多把平面分成7个部分.
故选:C.
【变式4-2】观察图形找出规律,并解答问题.
(1)5条直线相交,最多有 个交点,平面最多被分成 块;
(2)n条直线相交,最多有 个交点,平面最多被分成 块.
【答案】 10; 16; ; [1+]
【分析】本题考查了直线、射线和线段,要知道从一般到具体的探究方法,并找到规律.
(1)根据每两条直线就有一个交点,可以列举出所有情况后再求解;
(2)根据列举的数值得出规律,再根据规律解题.
【详解】(1)如图,任意画2条直线,它们最多有1个交点;
任意画3条直线,它们最多有3个交点;
任意画4条直线(只画交点个数最多的情况),最多有6个交点;
5条直线最多有10个交点;
n条直线最多有个交点.
(2)一条直线可以把平面分成两部分,两条直线最多可以把平面分成4部分,三条直线最多可以把平面分成7部分,四条直线最多可以把平面分成11部分,可以发现,两条直线时多了2部分,三条直线比原来多了3部分,四条直线时比原来多了4部分,…,n条时比原来多了n部分.
因为,,
,,
,,
,,
…
,,
以上式子相加整理得,.
当时,,
故答案为:10,16,,.
【变式4-3】(2022七年级上·江苏·专题练习)平面上有n条直线,其中没有两条直线互相平行(即每两条直线都相交),也没有三条或三条以上的直线通过同一点.试求:
(1)这n条直线共有多少个交点?
(2)这n条直线把平面分割为多少块区域?
【答案】(1)n条直线,共有个交点
(2)n条直线,将平面分成个区域
【分析】(1)1条直线,0个交点,2条直线,1个交点,3条直线,个交点,4条直线,个交点,故n条直线,个交点;
(2)1条直线,将平面分成2个区域,2条直线,将平面分成个区域,3条直线,将平面分成个区域,4条直线,将平面分成个区域,故n条直线,将平面分成个区域.
【详解】(1)解:1条直线,0个交点
2条直线,1个交点
3条直线,个交点
4条直线,个交点
5条直线,个交点
故n条直线,个交点
∴n条直线,共有个交点;
(2)解:1条直线,将平面分成2个区域
2条直线,将平面分成个区域
3条直线,将平面分成个区域
4条直线,将平面分成个区域
5条直线,将平面分成个区域
故n条直线,将平面分成个区域
∴n条直线,将平面分成个区域.
【点睛】本题考查平行线和相交线,解题的关键是找出规律.
一、单选题
1.(22-23七年级·山东聊城)在∠AOB的内部从顶点O引出3条射线,则图中共有角的个数是( )
A.9个 B.10个 C.11个 D.12个
【答案】B
【分析】本题考查角的概念,在数角的个数时要从一个边开始把它上的角数完后再换另一条射线,这样可使数的角不重不漏.有公共顶点的射线:两条射线构成1个角;三条射线构成个角;四条射线构成个角;…条射线构成个角.
【详解】解:根据题意可知,角的顶点处有条射线,共有个角.
故选B.
2.(七年级上·浙江绍兴·阶段练习)如图,图中共有几条线段( )
A.4条 B.5条 C.6条 D.7条
【答案】C
【分析】根据线段的定义来解答本题即可.
【详解】图中有线段AC、CD、DB、AD、CB、AB,共6条线段,
故选C.
【点睛】本题考查了线段的条数,熟练掌握线段的定义是解题的关键.
3.(23-24七年级·全国·单元测试)平面内6条直线两两相交,但仅有3条通过同一点,则截得不重叠线段共( )
A.24条 B.21条 C.33条 D.36条
【答案】B
【分析】本题考查的是线段的条数.先根据题意画出6条符合直线,再找出每条直线上不相交的线段,再把所得线段相加即可.
【详解】解:上共有不重合的线段4条,
上共有不重合的线段4条,
上共有不重合的线段3条,
上共有不重合的线段3条,
上共有不重合的线段3条,
上共有不重合的线段4条.
共计21条.
故选:B.
二、填空题
4.(2022七年级上·浙江·专题练习)如图中共有 个角,分别是 .
【答案】 ,,
【分析】根据角的定义,从一边按照一定的顺序计数即可.
【详解】解:图中的角有,,,共个角.
故答案为:;,,.
【点睛】本题主要考查的是角的定义,掌握角的定义是解题的关键.
5.(24-25七年级上·全国·课后作业)如图,网格纸中有七个黑点和六个白点,经过同色的三点可以画 条直线.
【答案】3
【分析】本题考查了直线,根据直线的特点在图中画出满足条件的直线,即可作答.
【详解】作图如下:
经过同色的三点可以画3条直线,
故答案为:3.
6.(24-25七年级上·北京海淀·期中)、、、、是圆上的个点,在这些点之间连接线段,规则如下:
连线规则
任意两点之间至多有一条线段;
任意三点之间至多有两条线段.
如图.已连接线段,,,.
(1)若想增加一条新的线段,共有 种连线方式;
(2)至多可以增加 条线段.
【答案】
【分析】本题考查了线段的定义,解题的关键是理解题意.
(1)根据题中的连线规则解答即可;
(2)根据题意分情况讨论:①若连接,②若连接,③若连接,即可求解.
【详解】解:(1)、两点之间已有一条线段,、、之间已有两条线段,
、不可以连接,
可与、各连接一条线段,
、、之间已有两条线段,
还可以与连接一条线段,
、、之间已有两条线段,
不能再与其他点连接,
而与已连接,
也不可再连接,
为最后一个点,也没有可连接的点,
共(种),
故答案为:;
(2)①若连接,则、、之间已有两条线段,
、不可再连接,、可以连接,
可以连接,,共条;
②若连接,则、、之间已有两条线段,
、不可再连接,
、、之间已有两条线段,
、不可再连接,
可以连接,共条;
③若连接,则同①还可以连接、,则、不可连接,
可以连接,,共条;
综上所述,最多可以增加条线段,
故答案为:.
三、解答题
7.(21-22六年级下·全国·单元测试)平面上有五个点,过其中任意两点画一条直线,最多能得到多少条直线?请画出图形.
分析:五个点有四种不同的关系:①五个点在同一条直线上;②有四个点在同一条直线上;③有三个点在同一条直线上;④五个点中任意三个点都不在同一条直线上.
【答案】最多有条,见解析
【分析】五个点有四种不同的关系:①五个点在同一条直线上;②有四个点在同一条直线上;③有三个点在同一条直线上;④五个点中任意三个点都不在同一条直线上.
【详解】解:当任意三点都不在同一条直线上时,最多有:(条),
所以最多能得到10条直线.
另外三种情况如下图所示.
【点睛】本题考查了直线、射线、线段,本题是探索规律题,有个点,每三个点都不在一条直线上,过其中每两个点画直线,可以画条直线.
8.(23-24七年级上·安徽阜阳·期末)如图,在平面内有A,B,C三点.(不写作法,保留作图痕迹)
(1)画直线,射线,线段;
(2)在线段上任取一点D(不与点A,C重合),连接,并延长至点E,使;
(3)数一数,此时图中线段共有_________条.
【答案】(1)见解析
(2)见解析
(3)
【分析】本题主要考查了直线、射线、线段的定义;
(1)依据直线、射线、线段的定义,即可得到直线,射线,线段;
(2)依据在线段上任取一点D(不同于B,C),连接线段即可;
(3)根据图中的线段为,即可得到图中线段的条数.
【详解】(1)如图,直线,射线,线段即为所求;
(2)如图,线段和线段即为所求;
(3)由题可得,图中线段的条数为,共8条,
故答案为:8.
9.(七年级上·河南许昌·期末)观察表格:
1条直线
0个交点
平面分成(1+1)块
2条直线
1个交点
平面分成(1+1+2)块
3条直线
(1+2)个交点
平面分成(1+1+2+3)块
4条直线
(1+2+3)个交点
平面分成(1+1+2+3+4)块
根据表格中的规律解答问题:
(1)5条直线两两相交,有 个交点,平面被分成 块;
(2)n条直线两两相交,有 个交点,平面被分成 块;
(3)应用发现的规律解决问题:一张圆饼切10刀(不许重叠),最多可得到 块饼.
【答案】(1)10,16;(2)n(n﹣1);1+n(n+1);(3)56
【分析】(1)总结规律,根据规律求解;
(2)根据题目中的交点个数,找出n条直线相交最多有的交点个数公式:n(n﹣1);n条直线两两相交,平面被分成1+n(n+1)块;
(3)根据(2)的结论解答即可.
【详解】解:(1)5条直线两两相交,有10个交点,平面被分成16块;
故答案为:10,16;
(2)2条直线相交有1个交点;
3条直线相交有1+2=3个交点;
4条直线相交有1+2+3=6个交点;
5条直线相交有1+2+3+4=10个交点;
6条直线相交有1+2+3+4+5=15个交点;
…
n条直线相交有1+2+3+4+…+(n﹣1)=n(n﹣1);
平面被分成1+1+2+3+4+…+(n+1)=1+n(n+1);
故答案为:n(n﹣1);1+n(n+1);
(3)当n=10时,(块),
故答案为:56
【点睛】本题考查了直线的交点,规律探索问题以及代数式求值,根据表格找出规律是解题的关键.
10.(22-23七年级上·全国·单元测试)阅读材料并填空.
【问题】
在一条直线上有个点,每两个点确定一条线段,一共有多少条线段?
【探究】
当有个点时,有条线段;
当有个点时,有条线段;
当有个点时,有条线段;
当有个点时,有____条线段;…
当有个点时,从这些点中任意取一点,以这个点为端点和其余各点能组成条线段,这样总共有条线段,在这些线段中每条线段都重复了一次,所以一条直线上有个点时,一共有______条线段.
【应用】
平面内有个点,且任意三个点不在同一直线上,过这些点作直线,一共能作出_____条不同的直线.
【答案】【探究】10;【应用】1225
【分析】【探究】根据规律求解即可;
【应用】根据规律利用公式即可求解.
【详解】解:【探究】根据规律可知,当有 5 个点时,有条线段,
故答案为10;
因为每两个点都能连出一条线段,根据题意,一共能连条线段,
故答案为;
【应用】因为任意三个点不在同一直线上,
所以任意两个点都能作一条直线,
因为平面内有 50 个点,从这些点中任意取一点,这个点和其余各点能连成条直线,这样总共有 条直线,
在这些直线中每条直线都重复了一次,
所以一共能作出(条)直线.
故答案为:1225.
【点睛】本题考查了直线和线段的计数问题,解题关键是理解题意,找准规律.
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