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“找规律”是一个探究事物之间内在联系或变化趋势的过程。中考中常出现的图形规律问题,可以从数字规律或数形结合等角度寻找解决问题的策略。本文结合考题,和同学们一起探索这类问题的解题策略。
类型1:从算式中寻找规律
例1(2018·江苏徐州)如图1,每个图案均由边长相等的黑、白两色正方形按规律拼接而成,照此规律,第n个图案中白色正方形比黑色正方形多个。(用含n的代数式表示)
【解析】方法一:观察图形,分别寻找每个图形中的正方形总个数和黑、白两色正方形个数的规律,从而解决问题。
第1个图形黑、白两色正方形共3×3个,其中黑色1个,白色3×3-1个;
第2个图形黑、白两色正方形共3×5个,其中黑色2个,白色3×5-2个;
第3个图形黑、白两色正方形共3×7个,其中黑色3个,白色3×7-3个;
......
依此类推,第n个图形黑、白两色正方形共3×(2n 1)个,其中黑色n个,白色3×(2n 1)-n个,即白色正方形5n 3个,故第n个图案中白色正方形比黑色正方形多4n 3个。
方法二:寻找后一个图形与前一个图形之间的联系和变化,发现增加的个数,从而寻找规律。
第1个图形白色正方形共8个,黑色1个,白色比黑色多7个;
第2个图形相比第1个图形,白色比黑色又多了4个,即白色比黑色多7 4个;
第3个图形相比第2个图形,白色比黑色又多了4个,即白色比黑色多7 4x2个;
......
依此类推,第n个图案中白色正方形比黑色正方形多7 4(n一1)个,即4n 3个。
【点评】我们在求解这道题时,要先从特殊情况出发,用前三个具体数据逐步发现规律。既可以从代数规律角度研究,也可以结合图形去寻找规律。我们在寻找规律时,不一定要把具体数据算出来,而应该寻找每一种方法的规律。
类型2:从图形分割中寻找规律
例2下列图形都是由同样大小的▲按一定规律组成的,其中第1个图形中一共有6个▲;第2个图形中一共有9个▲;第3个图形中一共有12个▲......按此规律排列,则第2019个图形中▲的个数为()。
【解析】如下图,将图形分割,可以发现,后一个图形比前一个图形多3个▲,所以第2019個图形比第一个图形多2018个3,从而第2019个图形中▲的个数为6 3×2018=6060。故选D。
【点评】本题根据图形摆放的方式,将图形合理分割,寻找前后两个图之间的联系。也可以从代数角度出发,根据前三个图形的三角形个数是6、9、12,从而发现规律为3(n 1)。
类型3:寻找循环的周期
例3(2017·江苏连云港)如图2所示,一动点从半径为2的⊙O上的A0点出发,沿着射线A0O方向运动到⊙O上的点A1处,再向左沿着与射线A1O夹角为60°的方向运动到⊙O上的点A2处;接着又从A2点出发,沿着射线A2O方向运动到⊙O上的点A3处,再向左沿着与射线A3O夹角为60°的方向运动到⊙O上的点A4处......按此规律运动到点A2017处,则点A2017与点A0间的距离是()。
【解析】如图2,由题意得,⊙O的半径为2,A0A1=4,A0A2=23,A0A3=2,A0A4=23,A0A5=2,A0A6=0,A0A7=4......
∵2017÷6=336...1,
∴按此规律运动到点A2017处,A2017与A1重合,∴A0A2017=A0A1=4。
【点评】解题的关键是寻找循环的周期。只要计算前几个具体数据,当发现出现相同情况,循环的周期就找到了。
类型4:结合图形性质寻找规律
例4(2018·江苏淮安)如图3,在平面直角坐标系中,直线l为正比例函数y=x的图像,点A1的坐标为(1,0),过点A1作x轴的垂线交直线l于点点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......按此规律操作下所得到的正方形AnBnCnDn的面积是
【解析】∵直线l为正比例函数y=x的图像,∴∠D1OA1=45°,
由9规律可知正方形AnBnCnDn的面积为(2)n-1。
【点评】本题考查了正方形的性质、一次函数图像上点的坐标特征,根据一次函数解析式得到∠DOA=1145°,正确找出规律是解题的关键。
(作者单位:江苏省常州市北环中学)
类型1:从算式中寻找规律
例1(2018·江苏徐州)如图1,每个图案均由边长相等的黑、白两色正方形按规律拼接而成,照此规律,第n个图案中白色正方形比黑色正方形多个。(用含n的代数式表示)
【解析】方法一:观察图形,分别寻找每个图形中的正方形总个数和黑、白两色正方形个数的规律,从而解决问题。
第1个图形黑、白两色正方形共3×3个,其中黑色1个,白色3×3-1个;
第2个图形黑、白两色正方形共3×5个,其中黑色2个,白色3×5-2个;
第3个图形黑、白两色正方形共3×7个,其中黑色3个,白色3×7-3个;
......
依此类推,第n个图形黑、白两色正方形共3×(2n 1)个,其中黑色n个,白色3×(2n 1)-n个,即白色正方形5n 3个,故第n个图案中白色正方形比黑色正方形多4n 3个。
方法二:寻找后一个图形与前一个图形之间的联系和变化,发现增加的个数,从而寻找规律。
第1个图形白色正方形共8个,黑色1个,白色比黑色多7个;
第2个图形相比第1个图形,白色比黑色又多了4个,即白色比黑色多7 4个;
第3个图形相比第2个图形,白色比黑色又多了4个,即白色比黑色多7 4x2个;
......
依此类推,第n个图案中白色正方形比黑色正方形多7 4(n一1)个,即4n 3个。
【点评】我们在求解这道题时,要先从特殊情况出发,用前三个具体数据逐步发现规律。既可以从代数规律角度研究,也可以结合图形去寻找规律。我们在寻找规律时,不一定要把具体数据算出来,而应该寻找每一种方法的规律。
类型2:从图形分割中寻找规律
例2下列图形都是由同样大小的▲按一定规律组成的,其中第1个图形中一共有6个▲;第2个图形中一共有9个▲;第3个图形中一共有12个▲......按此规律排列,则第2019个图形中▲的个数为()。
【解析】如下图,将图形分割,可以发现,后一个图形比前一个图形多3个▲,所以第2019個图形比第一个图形多2018个3,从而第2019个图形中▲的个数为6 3×2018=6060。故选D。
【点评】本题根据图形摆放的方式,将图形合理分割,寻找前后两个图之间的联系。也可以从代数角度出发,根据前三个图形的三角形个数是6、9、12,从而发现规律为3(n 1)。
类型3:寻找循环的周期
例3(2017·江苏连云港)如图2所示,一动点从半径为2的⊙O上的A0点出发,沿着射线A0O方向运动到⊙O上的点A1处,再向左沿着与射线A1O夹角为60°的方向运动到⊙O上的点A2处;接着又从A2点出发,沿着射线A2O方向运动到⊙O上的点A3处,再向左沿着与射线A3O夹角为60°的方向运动到⊙O上的点A4处......按此规律运动到点A2017处,则点A2017与点A0间的距离是()。
【解析】如图2,由题意得,⊙O的半径为2,A0A1=4,A0A2=23,A0A3=2,A0A4=23,A0A5=2,A0A6=0,A0A7=4......
∵2017÷6=336...1,
∴按此规律运动到点A2017处,A2017与A1重合,∴A0A2017=A0A1=4。
【点评】解题的关键是寻找循环的周期。只要计算前几个具体数据,当发现出现相同情况,循环的周期就找到了。
类型4:结合图形性质寻找规律
例4(2018·江苏淮安)如图3,在平面直角坐标系中,直线l为正比例函数y=x的图像,点A1的坐标为(1,0),过点A1作x轴的垂线交直线l于点点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......按此规律操作下所得到的正方形AnBnCnDn的面积是
【解析】∵直线l为正比例函数y=x的图像,∴∠D1OA1=45°,
由9规律可知正方形AnBnCnDn的面积为(2)n-1。
【点评】本题考查了正方形的性质、一次函数图像上点的坐标特征,根据一次函数解析式得到∠DOA=1145°,正确找出规律是解题的关键。
(作者单位:江苏省常州市北环中学)