内容正文:
专题06 整式运算中的应用、规律、新定义型的五类综合题型
目录
典例详解
类型一、整式的加减实际应用问题
类型二、单项式的规律探究问题
类型三、整式中的数字类规律探究问题
类型四、整式中的图形类规律探究问题
类型五、整式加减中的新定义型问题
压轴专练
类型一、整式的加减实际应用问题
1.实际问题建模:将实际情境中的数量关系(如长度、面积、费用等)转化为整式,明确各整式代表的实际意义,建立数学模型。
2.整式运算应用:根据题意进行整式的加减运算(去括号、合并同类项),化简表达式以解决求和、差或比较大小等问题。
3.结果验证:将运算结果回归实际情境,检验是否符合题意(如非负性、实际单位),确保模型与运算的合理性。
例1.“双减”政策减轻了学生的课业负担,学校里的社团活动更加受到学生们的青睐.为满足学生课外活动需要,学校决定添置一批某品牌的足球和跳绳.已知足球每个定价为80元,跳绳每根定价为20元.现有A、B两家网店提供包邮服务,并提出了各自的优惠方案.具体如下:
A网店:足球和跳绳都按定价的付款.B网店:买一个足球送一根跳绳.
已知该校计划从上述网店中购买足球50个,跳绳根().
(1)在A网店购买需付款______元,在B网店购买需付款______元;
(只能选择一家购买,用含的式子表示)
(2)若只选择一家网店购买,当时,请通过计算说明学校选哪家网店比较合算;
(3)当时,你能给出一种更为省钱的方法吗?试直接写出你的购买方法和所需费用.
【答案】(1),
(2)B网店
(3)能,从B网店买50个足球送50根跳绳,再从A网店买50条跳绳;4900元
【分析】本题考查了列代数式、求代数式的值、有理数的混合运算的应用,理解题意,正确列出代数式是解此题的关键.
(1)根据题意列出代数式即可;
(2)将代入(1)中的代数式即可;
(3)利用、两个网店的优惠进行购买即可.
【详解】(1)解:由题意可得:
在网店购买需付款:元,
在网店购买需付款:元;
(2)解:当时,
在网店购买需付款:(元),
在网店购买需付款:(元),
∵,
∴学校选网店购买比较合算;
(3)解:从B网店买50个足球送50根跳绳,再从A网店买50条跳绳,
花费为:(元).
【变式1-1】为响应国家“乡村振兴”的号召,李峰回家乡承包了一片土地用于种植草莓,土地平面示意图如图(图中长度单位:),请根据示意图回答下列问题:
(1)用含,的式子表示出这片土地的总面积.
(2)由于草莓品种和各个地块土壤条件存在差异,地块①和地块②平均每平方米可种植株草莓,地块③和地块④平均每平方米可种植株草莓,则李峰总共可种植多少株草莓?(用含,的式子表示)
(3)在满足(2)问的条件下,当,时,李峰种植草莓的总数量为多少株?
【答案】(1)(平方米)
(2)答:李峰总共可种植的草莓数量为株.
(3)答:峰种植草莓的总数量为株
【分析】本题考查代数式,整式的加减的知识,解题的关键是根据题意和示意图,用含,的式子,进行解答,即可.
(1)根据示意图,用长为米,宽为米的长方形面积减去长为米,宽为米的长方形面积,即可得到答案;
(2)根据示意图,依次得到地块①,地块②,地块③,地块④的面积,再根据题意,即可求出李峰总共可种植的草莓数量;
(3)把,,代入,进行计算,即可.
【详解】(1)解:这片土地的总面积为:(平方米).
(2)解:由示意图可得:地块①的面积为:(平方米),
地块②的面积为:(平方米),
∴地块①和地块②的总面积为:平方米,
∵地块①和地块②平均每平方米可种植株草莓,
∴地块①和地块②种植的草莓数量为:(株);
地块③的面积为:(平方米),
地块④的面积为:(平方米),
∴地块③和地块④的总面积为:平方米,
∵地块③和地块④平均每平方米可种植株草莓,
∴地块③和地块④种植的草莓数量为:(株);
∴李峰总共可种植的草莓数量为:(株).
答:李峰总共可种植的草莓数量为株.
(3)解:由(2)可得李峰总共可种植的草莓数量为株
∴当,时,峰总共可种植的草莓数量为(株).
答:峰种植草莓的总数量为株.
【变式1-2】某小型工厂生产酸枣面和黄小米,每日这两种产品共生产1500袋,两种产品的成本和售价如下表,设该工厂每天生产酸枣面袋.
成本/(元/袋)
售价/(元/袋)
酸枣面
40
46
黄小米
13
15
(1)每天生产袋酸枣面的成本为_____元,黄小米的成本为_____元.(用含的代数式表示,结果需化为最简形式)
(2)用含的整式表示每天获得的利润,并进行化简.
(3)当时,(2)问中的利润为_____元.
【答案】(1);
(2)元
(3)
【分析】本题考查了列代数式及整式加减运算的知识,掌握题干数量关系并用代数式表示出来是解题关键.
(1)酸枣面的成本为每袋成本乘以数量,两种产品共生产1500袋减去生产x袋酸枣面则为黄小米的数量,再乘以每袋成本即可表示黄小米的成本;
(2)用生产的酸枣面、黄小米的袋数分别乘以每袋酸枣面、黄小米的利润即可得到每天生产的酸枣面、黄小米的利润,然后把两者相加即可得到每天获得的利润;
(3)代入(2)中的代数式即可求解.
【详解】(1)解:每天生产x袋酸枣面的成本为元,
黄小米的成本为元,
故答案为:,;
(2)解:由题意得每天获得的利润:
元;
(3)解:把代入得:元,
故答案为:.
【变式1-3】综合与实践
问题情境
劳动基地的蔬菜都成熟了,学校计划将蔬菜送给敬老院的老人,现有长为a厘米,宽为b厘米,高为c厘米的箱子若干,将蔬菜装满每个盒子后需利用打包带进行打包.
方案设计
如图,小红和小明各设计了一种打包方式(接头处的长度不计,本题所有问题只考虑打包带的长度,不考虑其他影响因素).
问题解决
(1)用含a,b,c的式子表示这两种打包方式所用的打包带的长度:小红的方案中所用打包带的长度为________厘米;小明的方案中所用打包带的长度为________厘米.
(2)当厘米,厘米,厘米时,小红和小明设计的这两种打包方式所用的打包带的长度分别是多少?
(3)当时,比较小红和小明设计的方案中,哪种所用的打包带的长度更短.
【答案】(1);
(2)小红和小明设计的这两种打包方式所用的打包带的长度分别是440厘米,460厘米
(3)小红所用的打包带的长度更短
【分析】本题考查了列代数式、求代数式的值、整式的加减的应用.
(1)根据题意列出代数式即可;
(2)求出当厘米,厘米,厘米时,两种打包方式用的打包带,比较即可得解;
(3)求出的值,判断即可得解.
【详解】(1)解:由题意可得:小红的方案中所用打包带的长度为厘米;
小明的方案中所用打包带的长度为厘米;
(2)解:当厘米,厘米,厘米时,
小红的方案中所用打包带的长度为:厘米
小明的方案中所用打包带的长度为:厘米
答:小红和小明设计的这两种打包方式所用的打包带的长度分别是440厘米,460厘米;
(3)解:小红所用的打包带的长度更短.
,
∵ ,
∴
∴
∴小红用的打包带的长度更短.
类型二、单项式的规律探究问题
1.系数规律分析:观察单项式系数的符号(如正负交替)、绝对值变化(等差、等比或乘方关系),归纳系数与序号的代数式关系。
2.字母及指数规律:确定所含字母种类,分析每个字母指数与序号的对应规律(如线性或二次关系),明确指数变化的周期性或递推性。
3.综合表达:结合系数、字母、指数的规律,用含序号n的代数式表示第n个单项式,代入特殊值验证规律的一致性,确保表达式准确。
例2.观察下列关于的单项式:,,,,,,…,按照上述规律,第个(为正整数)单项式是 .
【答案】
【分析】本题考查单项式中的规律探究问题,解答本题的关键是明确题意,发现单项式系数与数字的变化特点,写出相应的单项式.根据题目中的单项式,可以发现单项式的系数是从1开始的一些连续的奇数,字母的指数幂是从1开始的一些连续的整数,从而可以写出第n个单项式.
【详解】解:∵关于x的单项式为:,,,,,,…,
∴第n个单项式为.
故答案为:.
【变式2-1】观察下列单项式:,,,,,,……则第个单项式为 .
【答案】
【分析】本题考查了探索数字类规律,仔细观察发现规律是解题的关键.根据单项式的系数发现规律即可作答.
【详解】解:由题知,
所给单项式的系数依次为2,,6,,10,…,
所以第n个单项式的系数可表示为:;
所给单项式的次数依次为:1,2,3,4,5,…,
所以第n个单项式的次数可表示为:n,
所以第n个单项式可表示为:.
故答案为:.
【变式2-2】请观察下面按照某种规律排列的一组单项式:
……
(1)第3个单项式应该是: ;
(2)第n个单项式应该是: .
【答案】
【分析】本题主要考查了单项式,确定单项式的系数和次数时,把一个单项式分解成数字因数和字母因式的积,是找准单项式的系数和次数的关键,解决本题的关键是要分别找出单项式的系数和次数的规律.
通过观察题意可得,奇数个时系数为负数,偶数个时系数为正数,系数为,字母为,由此得到答案.
【详解】解:依题意得各单项式系数均为偶数,依次为,,……,,,奇数个时系数为负数,偶数个时系数为正数,
故第3个单项式的系数为,第n个单项式的系数为,
每个单项式的字母均为x,依次为,
故第3个单项式的字母为,第n个单项式的字母为,
∴第3个单项式为,第n个单项式为,
故答案为(1),(2).
【变式2-3】观察下列单项式:,,,,,,,写出第个单项式.为了解决这个问题,特提供下面解题思路:
(1)这组单项式的系数的符号规律是 ;系数的绝对值规律是 .
(2)这组单项式的次数的规律是 .
(3)根据上面的归纳,可以猜想第个单项式是(只能填写一个代数式) .
(4)请你根据猜想,写出第个、第个单项式,它们分别是 、 .
【答案】(1),
(2)
(3)
(4),
【分析】本题主要考查了单项式规律题,单项式的系数、次数,写出满足某些特征的单项式等知识点,通过观察所给单项式发现并总结出一般规律是解题的关键.
(1)通过对这组单项式的系数进行观察并总结规律,即可得出答案;
(2)通过对这组单项式的次数进行观察并总结规律,即可得出答案;
(3)根据(1)、(2)的归纳,即可得出答案;
(4)根据(3)的猜想,直接写出第个、第个单项式即可.
【详解】(1)解:这组单项式的系数分别为:,,,,,,,,
可以发现,其符号规律是正负交替,即:,
其绝对值规律是,,,,,即:,
故答案为:,;
(2)解:这组单项式的次数分别为:,,,,,,,,,
其规律是:从开始的连续自然数,即:,
故答案为:;
(3)解:根据上面的归纳,可以猜想第个单项式是:,
故答案为:;
(4)解:根据猜想,可以写出第个、第个单项式,它们分别是:
,
,
故答案为:,.
类型三、整式中的数字类规律探究问题
1. 数字特征提取:观察数列的增减趋势、符号变化(如正负交替),分析相邻数的差、商或平方关系,确定基础规律类型(等差、等比、平方数等)。
2. 整式表达构建:用字母n(序号)表示数的位置,根据数字与序号的关联,构建含n的整式(如一次式、二次式),体现数字随序号的变化规律。
3. 规律验证:代入不同序号值检验整式是否匹配对应数字,修正表达式以确保对所有项成立,强化从特殊到一般的归纳能力。
例3.观察下列各式:
第1个式子:,
第2个式子:,
第3个式子:.
…
根据其规律,解答下列问题:
(1) .
(2)第n个式子为 .
(3)利用以上规律计算:.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】本题考查了有理数计算中的规律问题,掌握“裂项”规律是解题关键,此题旨在考查学生的举一反三能力.
(1)观察各等式左右两边的变化规律,即可求解;
(2)第n个式子左边为:,右边为:;
(3)利用所得规律即可“裂项”求解.
【详解】(1),
故答案为:;
(2)解:第n个式子为:
故答案为:;
(3)解:原式
.
.
【变式3-1】试探索代数式与的关系.
(1)当,时,分别求代数式与的值;
(2)当,时,分别求代数式与的值;
(3)从上述计算中,你发现了什么规律? 当,时,请利用你发现的规律求代数式 的值.
【答案】(1),
(2),
(3),
【分析】本题考查了代数式的求值,从而发现规律是解决此题的关键.
(1)把,分别代入与计算即可;
(2)把,分别代入与计算即可;
(3)由(1)(2)总结可得,再利用规律计算即可.
【详解】(1)解:当时,
,
.
(2)当时,
,
;
(3)归纳可得:;
当时,.
【变式3-2】观察下面的等式:
;
;
;
;
.
回答下列问题:
(1)填空:______;
(2)设满足上面特征的等式最左边的数为a,请你直接写出此时的等式.
【答案】(1)
(2)
【分析】本题主要考查了绝对值的意义,探索规律,能够通过所给的式子找到规律是解题的关键.
(1)利用题干中等式的特征解答即可;
(2)根据题目中给出的已知等式得出规律,写出等式最左边的数为a时的等式即可.
【详解】(1)解:由题意得:;
(2)解:;
;
;
;
;
……
.
【变式3-3】观察以下等式:
第1个等式:;
第2个等式:;
第3个等式:;
第4个等式:;
……
按照以上规律,解决下列问题:
(1)写出第(取正整数)个等式:______(用含的等式表示);
(2)利用以上规律计算的值.
【答案】(1)
(2)6
【分析】本题主要考查了数字的变化类、有理数的混合运算等知识点,明确题意、发现数字的变化规律是解答本题的关键.
(1)根据题目中给出的等式的规律,即可写出第n个等式;
(2)先根据(1)得到的等式规律,然后运用乘法分配律解答即可.
【详解】(1)解: 第1个等式:;
第2个等式:;
第3个等式:;
第4个等式:;
……
第n个等式:.
故答案为:.
(2)解:由(1)的规律化解原式:
.
类型四、整式中的图形类规律探究问题
1.图形量化转化:将图形的构成要素(如个数、长度、面积)转化为具体数字,建立与图形序号的对应关系,明确量化对象的实际意义。
2.数值规律归纳:分析量化后数值的变化模式(如线性增长、平方增长),找出与序号n的关联,提炼出含n的整式表达式。
3.规律验证应用:代入不同序号验证整式是否匹配图形数量,结合图形特征调整表达式,确保规律的普遍性和准确性。
例4.用火柴棒按图中的方式搭图形.
图形标号
①
②
③
④
⑤
火柴棒根数
5
9
13
a
b
按上述信息填空:
(1) , ;
(2)按照这种方式搭下去,则搭第n个图形需要火柴棒的根数为 ;(用含n的代数式来表示)
(3)按照这种方式搭下去,用(2)中的代数式求第2025个图形需要的火柴棒根数.
【答案】(1)17,21;
(2);
(3)8101根
【分析】本题考查图形类规律探究:
(1)观察可知,后一个图形比前一个图形多4根火柴棒,进而求出的值即可;
(2)根据后一个图形比前一个图形多4根火柴棒,进行求解即可;
(3)根据(2)中的规律进行求解即可.
【详解】(1)解:观察可知,后一个图形比前一个图形多4根火柴棒,
∴;
(2)∵后一个图形比前一个图形多4根火柴棒,
∴搭第n个图形需要火柴棒的根数为;
(3)将代入中得:(根)
即第2025个图形需要的火柴棒根数为8101根.
【变式4-1】【观察思考】
如图,这是由基本图形组成的一系列图案,其中第个图案由个基本图形组成;第个图案由个基本图形组成;第个图案由个基本图形组成;……按此规律排列下去.
【规律发现】
(1)第个图案有 个基本图形;第(是正整数)个图案有 (用含的式子表示)个基本图形.
【规律应用】
(2)摆第个图案需要多少个基本图形?
【答案】(1);;(2)个
【分析】本题考查图形变化的规律及列代数式,能根据所给图形变化的规律是解题的关键.
(1)根据所个图形的基础图形的数量发现规律即可解决问题;
(2)根据发现的规律解决问题即可.
【详解】解:(1)第个图案基础图形的个数:个;
第个图案基础图形的个数:个;
第个图案基础图形的个数:个;
第个图案基础图形的个数:个;
;
第个图案基础图形的个数为个;
故答案为:;;
(2)摆第个图案的基础图形的个数为个.
【变式4-2】如图,边长相等的小正方形组成一组有规律的图案,其中部分小正方形涂有阴影.
(1)①第3个图案中涂阴影的小正方形的个数为______.
②第4个图案中涂阴影的小正方形的个数为______.
(2)用含的代数式表示第个图案中涂阴影的小正方形的个数.
【答案】(1)13,17
(2)
【分析】本题考查图形类规律探究,解一元一次方程,从已有图形中找到规律,是解题的关键:
(1)观察可知,后一个图形中涂有阴影的小正方形的个数比前一个图形多4个,进而求出第个图形中涂有阴影的小正方体的个数,即可;
(2)根据规律,列出方程进行求解即可.
【详解】(1)解:观察可知:第一个图形中涂有阴影的小正方形的个数为5,后一个图形中涂有阴影的小正方形的个数比前一个图形多4个,
∴第个图形中涂有阴影的小正方体的个数为:;
∴第个图形中涂有阴影的小正方体的个数为:;
第个图形中涂有阴影的小正方体的个数为:;
故答案为:13,;
(2)第个图形中涂有阴影的小正方体的个数为:.
【变式4-3】学科素养·实践探究(河北模拟)下列是用火柴棒拼出的图形.
仔细观察,找出规律,解答下列各题:
(1)第4个图中共有___________根火柴,第7个图中共有___________根火柴;
(2)第个图形中共有___________根火柴:(用含的式子表示)
(3)请判断上组图形中前2024个图形火柴数的总和是否为2024的倍数,并说明理由.
【答案】(1)17,29
(2)
(3)是2024的倍数,见解析
【分析】本题考查了图形的变化类规律型以及列代数式,解决本题的关键是观察图形的变化寻找规律.
(1)根据图形的变化先求出前几个图形中火柴棒的根数,进而可得第4个和第7个图中火柴棒的根数;
(2)根据(1)中的规律写出第个图形中,火柴棒的根数即可;
(3)求得第2024个图形的个数,并整理为即可说明是 2024的倍数.
【详解】(1)第 4 个图案中火柴有;第7个图案中火柴有.
故答案为: 17,29
(2)当时,火柴的根数是;
当时,火柴的根数是;
当时,火柴的根数是;
所以第个图形中火柴有.
故答案为:
(3)理由:
∴前个图形火柴数的总和是的倍数
类型五、整式加减中的新定义型问题
1.新定义理解:准确解读新运算或新概念的规则(如自定义符号的运算顺序、新整式的构成方式),明确符号、字母的含义及适用范围。
2.转化应用:将新定义转化为熟悉的整式加减运算,按规则拆解新表达式,运用去括号、合并同类项等法则化简计算。
3.验证与拓展:通过实例验证对新定义的理解,结合整式性质解决求值、比较等问题,提升知识迁移能力。
例5.定义:若,则称a与b是关于2的平衡数.
(1)3与______是关于2的平衡数,与______是关于2的平衡数(填一个含x的代数式);
(2)若,,判断a与b是不是关于2的平衡数,并说明理由.
【答案】(1),
(2)a与b是关于2的平衡数,理由见解析
【分析】本题考查了利用整式加减解决新定义问题的能力,关键是能根据题目定义准确列式、计算.
(1)根据题目定义进行整式运算即可;
(2)通过计算的值与2进行比较即可.
【详解】(1)解:设3的关于2的平衡数为a,
则,
解得,
3与是关于2的平衡数;
设的关于2的平衡数为b,
则,
解得,
与是关于2的平衡数,
故答案为:,;
(2)a与b是关于2的平衡数,理由如下:
,,
,
,
a与b是关于2的平衡数.
【变式5-1】定义新运算:满足.
(1)计算的值;
(2)当,,化简.
(3)若,求第(2)问中的值.
【答案】(1)9
(2)
(3)32
【分析】本题主要考查整式的化简求值,掌握去括号合并同类项法则是关键.
(1)根据,进行有理数的加减运算,即可求解;
(2)根据,进行整式的加减运算,即可求解;
(3)根据非负数的性质,求出,再代入第(2)题化简的结果即可求解.
【详解】(1)解:∵,
∴;
(2)解:∵,
∴
;
(3)解:∵,
∴,,
∴,
把,代入得,.
【变式5-2】我们定义:如果两个多项式与的和为常数,则称与互为“对消多项式”,这个常数称为它们的“对消数”.如多项式与多项式,则与互为“对消多项式”,它们的“对消数”为3.
(1)下列各组多项式中,互为“对消多项式”的是___________(填序号);
①与; ②与;
③与; ④与.
(2)多项式与(为常数)互为“对消多项式”,求它们的“对消数”.
【答案】(1)②③④
(2)
【分析】本题主要考查了整式的加减运算、求代数式值,准确理解新定义是解题的关键.
(1)运用题目中的定义进行逐一计算、辨别;
(2)先运用题目中的定义求得m,n的值,再代入求解即可.
【详解】(1),不是常数,
①组多项式不是互为“对消多项式”;
,是常数,
②组多项式是互为“对消多项式”;
,是常数,
③组多项式是互为“对消多项式”,
,是常数,
④组多项式是互为“对消多项式”,
故答案为:②③④
(2)
,
,
与(m,n为常数)互为“对消多项式”,
,,为常数,
解得:,,
,
它们的“对消数”为3;
【变式5-3】[定义]:已知为关于的多项式,若,其中为大于0的常数,则称是的“友好式”,叫做关于的“友好值”.
[例如]:,,,则称是的“友好式”,关于的“友好值”为5.
根据以上信息,解答下列问题:
(1)已知,,则是的“友好式”吗?若是,请求出关于的“友好值”;若不是,请说明理由;
(2)已知,,若是的“友好式”,且“友好值”与的取值无关,保持1不变,求的值.
【答案】(1)不是,理由见解析
(2)8
【分析】本题考查了整式的加减运算的新定义,解题的关键是读懂题意,熟练掌握新定义,利用新定义解决问题.
(1)读懂题意,利用新定义计算并判断;
(2)利用新定义列等式求出的值,即可求解.
【详解】(1)解:,
故不是;
(2)解:由题意得,,
则,
解得:,
∴
一、单选题
1.按一定规律排列的单项式:,第n个单项式是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】本题考查数字的变化类、单项式,解答本题的关键是明确题意,发现单项式的变化特点,求出相应的单项式.
根据题目中的单项式可以发现数字因数奇数项都是负的、偶数项都是正的,数字因数的绝对值是从1开始的序数的4倍与3的差,然后即可写出第n个单项式,本题得以解决.
【详解】解:∵ 观察这组单项式:,其系数是,,次数是1,2,3,4,5,,
∴第n个单项式的系数为,次数为其序数n,
∴第n个单项式为.
故选:D.
2.一列数,其中,则的值是( )
A. B. C.1010 D.1010
【答案】D
【分析】本题主要考查数字的变化规律,解答的关键是由所给的式子得到该列数以,,2这三个数不断循环出现.求出前几个数,再分析其特点,从而可求解.
【详解】解:∵,
∴,,,…
由规律可知,这列数按照,,2依次不断循环出现,
∵,……2,
∴,
∴.
故选D.
3.对于任意式子,,定义:.当时,式子的值是( )
A. B. C.7 D.9
【答案】B
【分析】本题考查了整式的加减中的化简求值,熟练掌握整式的运算法则是解题的关键.
根据新定义结合整式的加减计算法则求出的结果,再将代入求值即可.
【详解】解:由题意得:
,
当时,
,
故选:B.
4.如图1,“燕几”即宴几,是世界上最早的一套组合桌,由北宋进士黄伯思设计.全套“燕几”一共有七张桌子,包括两张长桌、两张中桌和三张小桌,每张桌面的宽都相等,七张桌面可拼合成不同的图形.如图2给出了《燕几图》中名为“回文”的桌面拼合方式,若每张桌面的宽为a尺(注:1尺米),“回文”桌面的周长可以表示为( )
A.尺 B.尺 C.尺 D.尺
【答案】D
【分析】本题主要考查了列代数式,整式加减的应用,观察可知,每张中桌的桌面的长是宽的3倍,每张长桌的桌面的长是宽的4倍,则拼合成的桌面的的长是,则拼合成的桌面的的宽是,再根据长方形的周长公式列出对应的代数式即可.
【详解】解:由题意可得,每张中桌的桌面的长是宽的3倍,每张长桌的桌面的长是宽的4倍,
每张桌面的宽为a尺,则拼合成的桌面的的长是尺,则拼合成的桌面的的宽是尺,
∴则拼合成的桌面的周长可以表示为尺,
故选:D.
5.我国末朝时期的数学家杨辉,曾将大小完全相同的圆弹珠逐层堆积、形成“三角垛”、图1有1颗弹珠:图2有3颗弹珠:图3有6颗弹珠,往下依次是第4个图,第5个图,…;若用表示图n的弹珠数,其中,2, 3, …,则 的值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】本题考查了图形规律问题 ,旨在考查学生的抽象概括能力,由图可知:图1有1颗弹珠,图2有颗弹珠,图3有颗弹珠,推出,即可求解.
【详解】解:由图可知:图1有1颗弹珠,图2有颗弹珠,图3有颗弹珠,
…,
∴,
∴
.
故选D.
二、填空题
6.观察下列代数式:,按照上述规律,第个代数式是 .第n个代数式是 .
【答案】
【分析】本题主要考查了数字变化的规律及单项式,能根据所给单项式发现其系数及次数的变化规律是解题的关键.
【详解】解:由题知,单项式的系数依次为:,,,,,,
所以第个单项式的系数可表示为:,
单项式的次数依次为:,,,,,,
所以第个单项式的次数可表示为:,
所以第个单项式可表示为:,
当时,第个代数式是:.
故答案为:①,②.
7.定义一种新运算,规定:.若,则的值为 .
【答案】
【分析】本题主要考查了定义新运算和运用整体代入法求代数式的值,解题的关键是要理解规定的式子,对号入座,注意整体思想的运用;先根据规定把整理成,再根据规定将化简整理,然后整体代入即可求出最后的值.
【详解】解:,
由得,
,
,
,
.
故答案为:.
8.将如图1的正方形进行如下操作:第1次,分别连接对边中点,得到如图2的5个正方形;第2次,将图2左上角正方形按上述方法再分割,得到如图3的9个正方形.依此类推,第5次,同样的操作后会得到 个正方形.根据以上操作,若要得到201个正方形,需要操作 次.
【答案】 21 50
【分析】此题主要考查了图形的变化类,根据已知得出正方形个数的变化规律是解题关键.
根据正方形的个数变化可设第n次得到个正方形,由此即可解题.
【详解】解:(个),
设若要得到201个正方形,需要操作n次.
则
,
答:第次,同样的操作后会得到个正方形.根据以上操作,若要得到个正方形,需要操作次.
故答案为:21;50.
9.把图中周长为的长方形纸片分割成四张大小不等的正方形纸片A、、、和一张长方形纸片,并将它们按图的方式放入周长为的长方形中.设正方形的边长为,正方形的边长为,阴影部分的周长为 .
【答案】
【分析】本题考查了整式加减的应用,根据各线段的数量关系列出代数式,并正确进行计算是解题关键.
根据题意可表示出正方形A、的边长,再根据图中长方形的周长为,可求出的值;根据图的周长比阴影部分的周长多个A的边长,可求出阴影部分的周长.
【详解】解:由图可得,正方形的边长为,
正方形的边长为,
,
,
如图,阴影部分的周长比图的周长少个的边长,
阴影部分的周长:
.
故答案为:.
10.定义一种对正整数n的“F”运算:①当n为奇数时,;②当n为偶数时,(其中k是使为奇数的正整数),两种运算交替进行.例如,当时,运用F①得;运用F②继续运算得.现取,则有,按此规律继续计算,第2024次“F”运算的结果是 .
【答案】4
【分析】本题考查了数字的变化类、有理数的混合运算,解决本题的关键是掌握“给什么用什么”是“新定义”解题的基本思路.
计算出时第次运算的结果,通过计算从第5次开始,结果就只有1和4两个数循环出现,进而观察规律即可得结论.
【详解】解:当,
第1次“F”运算的结果是:,
第2次“F”运算的结果是:,
第3次“F”运算的结果是:,
第4次“F”运算的结果是:
第5次“F”运算的结果是,
第6次“F”运算的结果是,
第7次“F”运算的结果是,
…
以此类推可知,从第5次“F”运算开始,每两次“F”运算为一个循环,运算的结果为1、4依次出现,且当次数为偶数时,结果是4,次数为奇数时,结果是1,
∵,
∴第2024次“F”运算的结果是4,
故答案为:4.
三、解答题
11.定义新运算:满足.
(1)当,,化简并按x进行降幂排列.
(2)若,求第(2)问中的值.
【答案】(1)
(2)32
【分析】(1)根据,进行整式的加减运算,即可求解;
(2)根据非负数的性质,求出,再代入第(1)题化简的结果即可求解.
【详解】(1)解:∵,
∴
;
(2)解:∵,
∴
∴,
把,代入得,.
【点睛】本题主要考查整式的化简求值,掌握去括号合并同类项法则是关键.
12.据调查,很多交通事故和汽车盲区有关,汽车盲区是指驾驶员位于正常驾驶位置时,其视线被车体遮挡而不能直接观察到的那部分区域.在汽车行驶时,若行人、非机动车处于汽车盲区内,极易引发交通事故.
在一次普及“交通安全知识”的综合实践活动中,七年级学生们对货车(如图)的盲区面积进行探究,得到货车盲区的部分分布图(如图),盲区的面积相同,都是,盲区的面积是,盲区的面积是.
(1)用含的代数式表示图中盲区的总面积(结果需化简).
(2)若,,求图中盲区的总面积.
【答案】(1)
(2)
【分析】()根据题意列出算式,进而计算即可;
()把代入()所得的结果中计算即可求解;
本题考查了整式的加减的实际应用,代数式的值,掌握整式的加减运算法则是解题的关键.
【详解】(1)解:由题意得,盲区的总面积;
(2)解:当,时,,
∴图中盲区的总面积为.
13.阅读下面的文字,完成解答过程.
(1),,,…,按照等号右边的形式直接写出结果:______.
(2)计算:______;
(3)尝试并计算:______.
【答案】(1)
(2)
(3)
【分析】本题主要考查了有理数的四则运算,能根据所给等式发现各部分的变化规律是解题的关键.
(1)根据所给等式,发现各部分的变化规律即可解决问题.
(2)根据(1)中发现的规律进行计算即可.
(3)根据(1)中发现的规律进行计算即可.
【详解】(1)解:由题知,
因为,,,,
所以第个等式可表示为:.
当时,
.
故答案为:.
(2)解:由(1)知,
原式
.
故答案为:.
(3)解:由(1)知,
原式
.
故答案为:.
14.观察下列单项式的规律:x,,,,,…,解答下列问题;
(1)归纳猜想:(每空只能填写一个式子)第10个单项式为______,第n个单项式为______.
(2)实践应用:第2024个单项式为______,第2025个单项式为______.
【答案】(1);
(2);
【分析】本题主要考查了数字变化的规律及单项式,能根据所给单项式发现其系数及次数的变化规律是解题的关键.
(1)观察所给单项式的系数及次数,发现规律即可解决问题;
(2)根据(1)中发现的规律即可解决问题.
【详解】(1)解∶观察所给单项式可知,
单项式的系数依次为∶1,,4,,16,…,
所以第n个单项式的系数为∶ ,
单项式的次数依次为∶1,2,3,4,5,……,
所以第n个单项式的次数为∶n,
所以第n个单项式可表示为∶ ,
当时,
第10个单项式为,
故答案为∶,;
(2)解∶由(1)知,
当时,
第2024个单项式为∶;
当时,
第2025个单项式为∶
故答案为∶,.
15.某校体育组需添置一批体育器材,包括足球50个;跳绳条().已知某品牌足球每个统一定价为110元,跳绳每条统一定价为20元.现有、两家商店提出了各自的优惠方案:
店:买一个足球送一条跳绳;
店:足球和跳绳都打9折.
(1)分别在,两家商店购买,各需付款多少元?(用含的代数式表示,并化简)
(2)当时,
①通过计算说明此时在哪家商店购买较为合算?
②你能给出一种更为省钱的购买方案吗?试写出你的购买方法,并计算共需付款多少元.
【答案】(1)元,元
(2))①B店;②能,先在A店购买50个足球,送50条跳绳,再在B店购买250条跳绳,10000元
【分析】本题考查列代数式、代数式求值,理解题意并列出代数式是解题的关键.
(1)分别根据“在A店购买需付款=足球定价×购买足球数量+跳绳定价×(购买跳绳数量﹣50)”和“在B店购买需付款=折扣×(足球定价×购买足球数量+跳绳定价×购买跳绳数量)”解答即可;
(2)①将分别代入(1)中求得的两个代数式,计算并比较大小即可;
②先在A店购买50个足球,送50条跳绳,再在B店购买250条跳绳并计算总付款即可.
【详解】(1)解:在A店购买需付款(元),
在B店购买需付款(元).
答:在A店购买需付款元,在B店购买需付款元.
(2)解:①当时,(元),
(元),
∵,
∴在B店购买较为合算.
②先在A店购买50个足球,送50条跳绳,再在B店购买250条跳绳更为省钱.
(元).
答:先在A店购买50个足球,送50条跳绳,再在B店购买250条跳绳更为省钱,共需付款10000元.
16.【观察思考】如图是由正方形组成的一系列图案,其中第个图案有个正方形;第个图案有个正方形;第个图案有个正方形;
【规律发现】()第个图案有______个正方形;
()第(是正整数)个图案有______(结果无需化简)个正方形;
【规律应用】()结合图案中正方形的组合方式,小明说:“用个正方形可以组成符合该规律的图案.”判断小明的说法是否正确,并说明理由.
【答案】();();()小明的说法不正确,理由见解析
【分析】()根据已知图案正方形的各数可得第个图案正方形的个数为个,据此即可求解;
()根据()的结论求解即可;
()令,可得,据此即可判断求解;
本题考查了图形类规律探究,从已有图形找到图形的变化规律是解题的关键.
【详解】解:由所给图形可知,
第个图案正方形的个数为;
第个图案正方形的个数为;
第个图案正方形的个数为;
;
∴第个图案正方形的个数为个,
当时,,
即第个图案正方形的个数为个,
故答案为:;
()由()知,第个图案正方形的个数为个,
故答案为:;
()小明的说法不正确,理由如下:
令,
解得,
∵不是整数 ,
∴用个正方形不可以组成符合该规律的图案,
∴小明的说法不正确.
17.将整数按下列方式排列成数表,用斜十字框“”框出任意的个数(如图),如果用(处于斜十字中心)表示类似“”形框中的个数,记.
(1)若最小,那么 ,若最大,那么 ;
(2)用等式表示与之间的关系 ;
(3)若,求的值;
(4)能等于吗?若能,求出的值;若不能,请说明理由.
【答案】(1),
(2)
(3)
(4)不能,理由见解析
【分析】()由图中数表关系解答即可求解;
()利用图中数表关系表示出与的关系,再根据计算即可求解;
()把代入()所得关系计算即可求解;
()把代入()所得关系计算即可判断求解;
本题考查了有理数的加法运算,整式的加减,代数式是应用,由数表求出与之间的关系是解题的关键.
【详解】(1)解:由图中数表关系可得:当,取最小值,,
当时,取最大值,
故答案为:,;
(2)解:由图可得,,,,,
∴,
即,
故答案为:;
(3)解:当时,,
∴;
(4)解:不能,理由如下:
当时,,
∴,
∵为的倍数时在最右列,不符合要求,
∴四数的和不能为.
18.定义:若,则称a与b是关于数n的平均数.比如3与是关于的平均数,7与13是关于10的平均数.
(1)填空:2023与 是关于的平均数, 与是关于2的平均数.
(2)若a与2b是关于3的平均数,2b与c是关于的平均数,c与d是关于9的平均数,求
(3)现有与(k为常数),且a与b始终是关于数n的平均数,与x的取值无关,求n的值.
【答案】(1);
(2)29
(3)
【分析】(1)根据平均数的定义,进行求解即可;
(2)根据题意,得到,代入代数式求值即可;
(3)根据a与b始终是关于数n的平均数,与x的取值无关,得到中不含项,求出的值,进而求出的值即可.
本题考查整数的加减运算,代数式求值.理解并掌握平均数的定义是解题的关键.
【详解】(1)解:,
∴2023与2025是关于的平均数,
,
∴与是关于2的平均数,
故答案为:;;
(2)由题意得:,
∴
;
(3)
,
∵a与b始终是关于数n的平均数,与x的取值无关,
∴,
∴,
∴,
∴.
19.为了加强公民的节水意识,合理利用水资源,某市采取价格调控手段以达到节水的目的,下表是该市自来水收费价格的价目表.
价目表
每月用水量
单价
不超出6立方米的部分
2元/米3
超出6立方米但不超出10立方米的部分
4元/米3
超出10立方米的部分
8元/米3
注:水费按月结算
(1)若某户居民2月份用水8立方米,则应交水费多少元?
(2)若某户居民2,3月份共用水15吨,
①当2月份用水4吨时,求该户居民2,3月份共交水费多少元?
②若某户居民2月份用水a立方米,当时,该用户3月份应交水费多少元(用含a的整式表示,结果要化成最简形式)?
(3)若某户居民4,5月份共用水15立方米(5月份用水量多于4月份),设4月份用水x立方米,求该户居民4,5月份共交水费多少元(用含x的整式表示,结果要化成最简形式).
【答案】(1)20元
(2)①元;②元
(3)当时,总水费为元;② 当时,总水费为元;当时,总水费为元
【分析】本题考查了有理数的混合运算的应用、列代数式及整式加减的应用,理解题意,正确列式计算是解此题的关键.
(1)根据题意列式计算即可得解;
(2)①先求出三月份用水量,再列式计算即可得解;②先求出三月份用水量,再列式计算即可得解;
(3)由题意知,4月份的用水量少于,再分三种情况,分别求解即可.
【详解】(1)解:应交水费(元);
(2)解:① ∵某户居民2,3月份共用水15吨,2月份用水4吨,
∴月份用水(吨),
∴该用户2,3月份应交水费(元);
② ∵某户居民2,3月份共用水15吨,某户居民2月份用水a立方米,
∴月份用水吨,
当时,该用户3月份应交水费元;
(3)解:由题意知,4月份的用水量少于,
①当时,月份用水量超过
总水费为元
②当时,月份的用水量不少于,但不超过,
总水费为元
③当时,月份的用水量超过,但不到,
总水费为元;
综上所述,当时,总水费为元;② 当时,总水费为元;当时,总水费为元.
20.【提出问题】数学课上,老师提出一个问题:求的值.
【问题探究】甲、乙两位同学的探究过程如下:
甲同学借助图形进行探究,如图,他将一个面积为1的正方形纸片进行分割,部分②面积是部分①面积的一半,部分③面积是部分②面积的一半,依此类推,他用最大正方形的面积减去阴影部分面积即是的值.
乙同学从代数角度进行探究,设,则用第二个等式减去第一个等式即可求出的值.
由甲、乙同学的探究过程可知.
(1)阴影面积为_____________;
(2)____________;
【拓展应用】
(3)根据上述两位同学的探究方法,归纳_____________;
(4)由(3)归纳的结论,计算______________,请说明理由.
【答案】(1);(2);(3);(4),理由见解析
【分析】本题主要考查图形规律,数字规律,理解题意,找出数字规律、图形规律是解题的关键.
(1)根据一个面积为1的正方形纸片进行分割,部分②面积是部分①面积的一半,部分③面积是部分②面积的一半,依此类推,即可求解;
(2)根据材料提示方法计算即可;
(3)设,则,根据材料提示方法计算即可求解;
(4)设,则,根据材料提示计算即可.
【详解】解:(1)根据图示可得,
故答案为:;
(2)设,则,
∴
∴,
故答案为:;
(3)设,则,
∴,
故答案为:;
(4)设,则,
∴,
∴,
故答案为:.
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专题06 整式运算中的应用、规律、新定义型的五类综合题型
目录
典例详解
类型一、整式的加减实际应用问题
类型二、单项式的规律探究问题
类型三、整式中的数字类规律探究问题
类型四、整式中的图形类规律探究问题
类型五、整式加减中的新定义型问题
压轴专练
类型一、整式的加减实际应用问题
1.实际问题建模:将实际情境中的数量关系(如长度、面积、费用等)转化为整式,明确各整式代表的实际意义,建立数学模型。
2.整式运算应用:根据题意进行整式的加减运算(去括号、合并同类项),化简表达式以解决求和、差或比较大小等问题。
3.结果验证:将运算结果回归实际情境,检验是否符合题意(如非负性、实际单位),确保模型与运算的合理性。
例1.“双减”政策减轻了学生的课业负担,学校里的社团活动更加受到学生们的青睐.为满足学生课外活动需要,学校决定添置一批某品牌的足球和跳绳.已知足球每个定价为80元,跳绳每根定价为20元.现有A、B两家网店提供包邮服务,并提出了各自的优惠方案.具体如下:
A网店:足球和跳绳都按定价的付款.B网店:买一个足球送一根跳绳.
已知该校计划从上述网店中购买足球50个,跳绳根().
(1)在A网店购买需付款______元,在B网店购买需付款______元;
(只能选择一家购买,用含的式子表示)
(2)若只选择一家网店购买,当时,请通过计算说明学校选哪家网店比较合算;
(3)当时,你能给出一种更为省钱的方法吗?试直接写出你的购买方法和所需费用.
【变式1-1】为响应国家“乡村振兴”的号召,李峰回家乡承包了一片土地用于种植草莓,土地平面示意图如图(图中长度单位:),请根据示意图回答下列问题:
(1)用含,的式子表示出这片土地的总面积.
(2)由于草莓品种和各个地块土壤条件存在差异,地块①和地块②平均每平方米可种植株草莓,地块③和地块④平均每平方米可种植株草莓,则李峰总共可种植多少株草莓?(用含,的式子表示)
(3)在满足(2)问的条件下,当,时,李峰种植草莓的总数量为多少株?
【变式1-2】某小型工厂生产酸枣面和黄小米,每日这两种产品共生产1500袋,两种产品的成本和售价如下表,设该工厂每天生产酸枣面袋.
成本/(元/袋)
售价/(元/袋)
酸枣面
40
46
黄小米
13
15
(1)每天生产袋酸枣面的成本为_____元,黄小米的成本为_____元.(用含的代数式表示,结果需化为最简形式)
(2)用含的整式表示每天获得的利润,并进行化简.
(3)当时,(2)问中的利润为_____元.
【变式1-3】综合与实践
问题情境
劳动基地的蔬菜都成熟了,学校计划将蔬菜送给敬老院的老人,现有长为a厘米,宽为b厘米,高为c厘米的箱子若干,将蔬菜装满每个盒子后需利用打包带进行打包.
方案设计
如图,小红和小明各设计了一种打包方式(接头处的长度不计,本题所有问题只考虑打包带的长度,不考虑其他影响因素).
问题解决
(1)用含a,b,c的式子表示这两种打包方式所用的打包带的长度:小红的方案中所用打包带的长度为________厘米;小明的方案中所用打包带的长度为________厘米.
(2)当厘米,厘米,厘米时,小红和小明设计的这两种打包方式所用的打包带的长度分别是多少?
(3)当时,比较小红和小明设计的方案中,哪种所用的打包带的长度更短.
类型二、单项式的规律探究问题
1.系数规律分析:观察单项式系数的符号(如正负交替)、绝对值变化(等差、等比或乘方关系),归纳系数与序号的代数式关系。
2.字母及指数规律:确定所含字母种类,分析每个字母指数与序号的对应规律(如线性或二次关系),明确指数变化的周期性或递推性。
3.综合表达:结合系数、字母、指数的规律,用含序号n的代数式表示第n个单项式,代入特殊值验证规律的一致性,确保表达式准确。
例2.观察下列关于的单项式:,,,,,,…,按照上述规律,第个(为正整数)单项式是 .
【变式2-1】观察下列单项式:,,,,,,……则第个单项式为 .
【变式2-2】请观察下面按照某种规律排列的一组单项式:
……
(1)第3个单项式应该是: ;
(2)第n个单项式应该是: .
【变式2-3】观察下列单项式:,,,,,,,写出第个单项式.为了解决这个问题,特提供下面解题思路:
(1)这组单项式的系数的符号规律是 ;系数的绝对值规律是 .
(2)这组单项式的次数的规律是 .
(3)根据上面的归纳,可以猜想第个单项式是(只能填写一个代数式) .
(4)请你根据猜想,写出第个、第个单项式,它们分别是 、 .
类型三、整式中的数字类规律探究问题
1. 数字特征提取:观察数列的增减趋势、符号变化(如正负交替),分析相邻数的差、商或平方关系,确定基础规律类型(等差、等比、平方数等)。
2. 整式表达构建:用字母n(序号)表示数的位置,根据数字与序号的关联,构建含n的整式(如一次式、二次式),体现数字随序号的变化规律。
3. 规律验证:代入不同序号值检验整式是否匹配对应数字,修正表达式以确保对所有项成立,强化从特殊到一般的归纳能力。
例3.观察下列各式:
第1个式子:,
第2个式子:,
第3个式子:.
…
根据其规律,解答下列问题:
(1) .
(2)第n个式子为 .
(3)利用以上规律计算:.
【变式3-1】试探索代数式与的关系.
(1)当,时,分别求代数式与的值;
(2)当,时,分别求代数式与的值;
(3)从上述计算中,你发现了什么规律? 当,时,请利用你发现的规律求代数式 的值.
【变式3-2】观察下面的等式:
;
;
;
;
.
回答下列问题:
(1)填空:______;
(2)设满足上面特征的等式最左边的数为a,请你直接写出此时的等式.
【变式3-3】观察以下等式:
第1个等式:;
第2个等式:;
第3个等式:;
第4个等式:;
……
按照以上规律,解决下列问题:
(1)写出第(取正整数)个等式:______(用含的等式表示);
(2)利用以上规律计算的值.
类型四、整式中的图形类规律探究问题
1.图形量化转化:将图形的构成要素(如个数、长度、面积)转化为具体数字,建立与图形序号的对应关系,明确量化对象的实际意义。
2.数值规律归纳:分析量化后数值的变化模式(如线性增长、平方增长),找出与序号n的关联,提炼出含n的整式表达式。
3.规律验证应用:代入不同序号验证整式是否匹配图形数量,结合图形特征调整表达式,确保规律的普遍性和准确性。
例4.用火柴棒按图中的方式搭图形.
图形标号
①
②
③
④
⑤
火柴棒根数
5
9
13
a
b
按上述信息填空:
(1) , ;
(2)按照这种方式搭下去,则搭第n个图形需要火柴棒的根数为 ;(用含n的代数式来表示)
(3)按照这种方式搭下去,用(2)中的代数式求第2025个图形需要的火柴棒根数.
【变式4-1】【观察思考】
如图,这是由基本图形组成的一系列图案,其中第个图案由个基本图形组成;第个图案由个基本图形组成;第个图案由个基本图形组成;……按此规律排列下去.
【规律发现】
(1)第个图案有 个基本图形;第(是正整数)个图案有 (用含的式子表示)个基本图形.
【规律应用】
(2)摆第个图案需要多少个基本图形?
【变式4-2】如图,边长相等的小正方形组成一组有规律的图案,其中部分小正方形涂有阴影.
(1)①第3个图案中涂阴影的小正方形的个数为______.
②第4个图案中涂阴影的小正方形的个数为______.
(2)用含的代数式表示第个图案中涂阴影的小正方形的个数.
【变式4-3】学科素养·实践探究(河北模拟)下列是用火柴棒拼出的图形.
仔细观察,找出规律,解答下列各题:
(1)第4个图中共有___________根火柴,第7个图中共有___________根火柴;
(2)第个图形中共有___________根火柴:(用含的式子表示)
(3)请判断上组图形中前2024个图形火柴数的总和是否为2024的倍数,并说明理由.
类型五、整式加减中的新定义型问题
1.新定义理解:准确解读新运算或新概念的规则(如自定义符号的运算顺序、新整式的构成方式),明确符号、字母的含义及适用范围。
2.转化应用:将新定义转化为熟悉的整式加减运算,按规则拆解新表达式,运用去括号、合并同类项等法则化简计算。
3.验证与拓展:通过实例验证对新定义的理解,结合整式性质解决求值、比较等问题,提升知识迁移能力。
例5.定义:若,则称a与b是关于2的平衡数.
(1)3与______是关于2的平衡数,与______是关于2的平衡数(填一个含x的代数式);
(2)若,,判断a与b是不是关于2的平衡数,并说明理由.
【变式5-1】定义新运算:满足.
(1)计算的值;
(2)当,,化简.
(3)若,求第(2)问中的值.
【变式5-2】我们定义:如果两个多项式与的和为常数,则称与互为“对消多项式”,这个常数称为它们的“对消数”.如多项式与多项式,则与互为“对消多项式”,它们的“对消数”为3.
(1)下列各组多项式中,互为“对消多项式”的是___________(填序号);
①与; ②与;
③与; ④与.
(2)多项式与(为常数)互为“对消多项式”,求它们的“对消数”.
【变式5-3】[定义]:已知为关于的多项式,若,其中为大于0的常数,则称是的“友好式”,叫做关于的“友好值”.
[例如]:,,,则称是的“友好式”,关于的“友好值”为5.
根据以上信息,解答下列问题:
(1)已知,,则是的“友好式”吗?若是,请求出关于的“友好值”;若不是,请说明理由;
(2)已知,,若是的“友好式”,且“友好值”与的取值无关,保持1不变,求的值.
一、单选题
1.按一定规律排列的单项式:,第n个单项式是( )
A. B. C. D.
2.一列数,其中,则的值是( )
A. B. C.1010 D.1010
3.对于任意式子,,定义:.当时,式子的值是( )
A. B. C.7 D.9
4.如图1,“燕几”即宴几,是世界上最早的一套组合桌,由北宋进士黄伯思设计.全套“燕几”一共有七张桌子,包括两张长桌、两张中桌和三张小桌,每张桌面的宽都相等,七张桌面可拼合成不同的图形.如图2给出了《燕几图》中名为“回文”的桌面拼合方式,若每张桌面的宽为a尺(注:1尺米),“回文”桌面的周长可以表示为( )
A.尺 B.尺 C.尺 D.尺
5.我国末朝时期的数学家杨辉,曾将大小完全相同的圆弹珠逐层堆积、形成“三角垛”、图1有1颗弹珠:图2有3颗弹珠:图3有6颗弹珠,往下依次是第4个图,第5个图,…;若用表示图n的弹珠数,其中,2, 3, …,则 的值为( )
A. B. C. D.
二、填空题
6.观察下列代数式:,按照上述规律,第个代数式是 .第n个代数式是 .
7.定义一种新运算,规定:.若,则的值为 .
8.将如图1的正方形进行如下操作:第1次,分别连接对边中点,得到如图2的5个正方形;第2次,将图2左上角正方形按上述方法再分割,得到如图3的9个正方形.依此类推,第5次,同样的操作后会得到 个正方形.根据以上操作,若要得到201个正方形,需要操作 次.
9.把图中周长为的长方形纸片分割成四张大小不等的正方形纸片A、、、和一张长方形纸片,并将它们按图的方式放入周长为的长方形中.设正方形的边长为,正方形的边长为,阴影部分的周长为 .
10.定义一种对正整数n的“F”运算:①当n为奇数时,;②当n为偶数时,(其中k是使为奇数的正整数),两种运算交替进行.例如,当时,运用F①得;运用F②继续运算得.现取,则有,按此规律继续计算,第2024次“F”运算的结果是 .
三、解答题
11.定义新运算:满足.
(1)当,,化简并按x进行降幂排列.
(2)若,求第(2)问中的值.
12.据调查,很多交通事故和汽车盲区有关,汽车盲区是指驾驶员位于正常驾驶位置时,其视线被车体遮挡而不能直接观察到的那部分区域.在汽车行驶时,若行人、非机动车处于汽车盲区内,极易引发交通事故.
在一次普及“交通安全知识”的综合实践活动中,七年级学生们对货车(如图)的盲区面积进行探究,得到货车盲区的部分分布图(如图),盲区的面积相同,都是,盲区的面积是,盲区的面积是.
(1)用含的代数式表示图中盲区的总面积(结果需化简).
(2)若,,求图中盲区的总面积.
13.阅读下面的文字,完成解答过程.
(1),,,…,按照等号右边的形式直接写出结果:______.
(2)计算:______;
(3)尝试并计算:______.
14.观察下列单项式的规律:x,,,,,…,解答下列问题;
(1)归纳猜想:(每空只能填写一个式子)第10个单项式为______,第n个单项式为______.
(2)实践应用:第2024个单项式为______,第2025个单项式为______.
15.某校体育组需添置一批体育器材,包括足球50个;跳绳条().已知某品牌足球每个统一定价为110元,跳绳每条统一定价为20元.现有、两家商店提出了各自的优惠方案:
店:买一个足球送一条跳绳;
店:足球和跳绳都打9折.
(1)分别在,两家商店购买,各需付款多少元?(用含的代数式表示,并化简)
(2)当时,
①通过计算说明此时在哪家商店购买较为合算?
②你能给出一种更为省钱的购买方案吗?试写出你的购买方法,并计算共需付款多少元.
16.【观察思考】如图是由正方形组成的一系列图案,其中第个图案有个正方形;第个图案有个正方形;第个图案有个正方形;
【规律发现】()第个图案有______个正方形;
()第(是正整数)个图案有______(结果无需化简)个正方形;
【规律应用】()结合图案中正方形的组合方式,小明说:“用个正方形可以组成符合该规律的图案.”判断小明的说法是否正确,并说明理由.
17.将整数按下列方式排列成数表,用斜十字框“”框出任意的个数(如图),如果用(处于斜十字中心)表示类似“”形框中的个数,记.
(1)若最小,那么 ,若最大,那么 ;
(2)用等式表示与之间的关系 ;
(3)若,求的值;
(4)能等于吗?若能,求出的值;若不能,请说明理由.
18.定义:若,则称a与b是关于数n的平均数.比如3与是关于的平均数,7与13是关于10的平均数.
(1)填空:2023与 是关于的平均数, 与是关于2的平均数.
(2)若a与2b是关于3的平均数,2b与c是关于的平均数,c与d是关于9的平均数,求
(3)现有与(k为常数),且a与b始终是关于数n的平均数,与x的取值无关,求n的值.
19.为了加强公民的节水意识,合理利用水资源,某市采取价格调控手段以达到节水的目的,下表是该市自来水收费价格的价目表.
价目表
每月用水量
单价
不超出6立方米的部分
2元/米3
超出6立方米但不超出10立方米的部分
4元/米3
超出10立方米的部分
8元/米3
注:水费按月结算
(1)若某户居民2月份用水8立方米,则应交水费多少元?
(2)若某户居民2,3月份共用水15吨,
①当2月份用水4吨时,求该户居民2,3月份共交水费多少元?
②若某户居民2月份用水a立方米,当时,该用户3月份应交水费多少元(用含a的整式表示,结果要化成最简形式)?
(3)若某户居民4,5月份共用水15立方米(5月份用水量多于4月份),设4月份用水x立方米,求该户居民4,5月份共交水费多少元(用含x的整式表示,结果要化成最简形式).
20.【提出问题】数学课上,老师提出一个问题:求的值.
【问题探究】甲、乙两位同学的探究过程如下:
甲同学借助图形进行探究,如图,他将一个面积为1的正方形纸片进行分割,部分②面积是部分①面积的一半,部分③面积是部分②面积的一半,依此类推,他用最大正方形的面积减去阴影部分面积即是的值.
乙同学从代数角度进行探究,设,则用第二个等式减去第一个等式即可求出的值.
由甲、乙同学的探究过程可知.
(1)阴影面积为_____________;
(2)____________;
【拓展应用】
(3)根据上述两位同学的探究方法,归纳_____________;
(4)由(3)归纳的结论,计算______________,请说明理由.
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