2024_2025学年江苏省南京二十九中七年级上学期第一次月考数学检测试卷(含答案)
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这是一份2024_2025学年江苏省南京二十九中七年级上学期第一次月考数学检测试卷(含答案),共22页。试卷主要包含了选择题,填空题,解答题等内容,欢迎下载使用。
1.(2分)12025的相反数是( )
A.2025B.﹣2025C.12025D.−12025
2.(2分)下列说法中正确的序号是( )
①−213的倒数是−37;
②若|a|=2,则a的值为2或﹣2;
③−12的相反数是2;
④平方等于它本身的数只有1和0;
A.①②③B.②③④C.①②④D.①③④
3.(2分)下列各式中,与﹣ab3c是同类项的是( )
A.4cabB.13acb3
C.−23a2b3cD.﹣a2b2c
4.(2分)有一张厚度为0.1毫米的纸,将它对折一次后,厚度为2×0.1毫米,对折10次后的厚度最接近于( )
A.数学课本的厚度B.成人的手掌宽度
C.课桌的高度D.一层楼的高度
5.(2分)某工厂计划生产n个零件,原计划每天生产a个零件,实际每天比原计划多生产b个零件,则实际生产所用的天数比原计划少( )
A.(na−nb)天B.(nb−na)天
C.(na+b−na)天D.(na−na+b)天
6.(2分)“⊙”表示一种运算,已知2⊙3=2+3+4=9,7⊙2=7+8=15,3⊙5=3+4+5+6+7=25,按此规则,若n⊙8=60,则n的值为( )
A.3B.4C.5D.6
二、填空题(每小题2分,共20分)
7.(2分)化简:|﹣(﹣6)|= .
8.(2分)根据国家电影局2月18日发布数据,我国2024年春节档电影票房达80.16亿元,创进了1新的春节档票房纪录,其中数据80.16亿用科学记数法表示为 .
9.(2分)在+8,0,−37,+45,2023,﹣5,0.26,11.3中,非负整数有 个.
10.(2分)按照如图所示的计算程序,若x=2,则输出的结果是 .
11.(2分)若|a﹣3|+(b+1)2016=0,则ab﹣4a的值为 .
12.(2分)若单项式﹣2x2ya与23xby3的和仍为单项式,则ab= .
13.(2分)若多项式4xn+2﹣5x2﹣n+6是关于x的三次多项式,则代数式n3﹣2n+3的值为 .
14.(2分)某工厂制作各种形状的铁板.如图所示,已知长方形铁板长为a cm,宽为2b cm,中心挖去一个圆面,用代数式表示阴影部分的面积为 cm2.
15.(2分)如图所示,数轴被折成90°,圆的周长为4个单位长度,在圆的四等分点处标上数字0,1,2,3,先让圆周上数字2所对应的点与数轴上的数3所对应的点重合,数轴固定,圆紧贴数轴沿着数轴的正方向滚动,那么数轴上的数2024将与圆周上的数字 重合.
16.(2分)我们知道数轴上两点间的距离等于这两点所对应的数的差的绝对值,如图,点A、B在数轴上分别对应的数为a、b,则A、B两点间的距离表示为AB=|a﹣b|,则|x+1|﹣|x﹣2|的最小值为 .
三、解答题(共68分)
17.(8分)计算
(1)(﹣2)﹣(﹣3.6)+(﹣1)﹣3.6
(2)(+23)×(−19)+(−57)×19+26×19
(3)−22+(−3)2×(−23)−42+|−4|
(4)(−991617)×51
18.(6分)化简
(1)3m2﹣5m﹣2m2+3m﹣1
(2)2a2b+13ab2−8a2b−32ab2
19.(4分)已知x=−12,求代数式4(x2﹣2x﹣1)﹣(x2﹣2x﹣1)的值.
20.(6分)若有理数x,y满足|y|=2,x2=64,且|x﹣y|=x﹣y,求x+y的值.
∵|y|=2,∴y= .
∵x2=64,∴x= .
又∵|x﹣y|=x﹣y,∴x﹣y 0.
∴当 时,x+y= ;
当 时,x+y= .
21.(4分)用两种不同方法比较下列数的大小,并说明理由.−25 ﹣0.5
22.(6分)有理数x、y在数轴上对应点如图所示:
(1)比较大小:x+y 0,2x 2y;
(2)利用圆规在数轴上分别画出表示﹣y和y﹣x的点.(保留作图痕迹)
23.(6分)砀山酥梨是一种驰名中外的特色水果,它是梨的一种,因为出产于砀山县而得名.现有20筐砀山酥梨,以每筐25千克的质量为标准,超过或不足的千克数分别用正、负数来表示,记录如下:
(1)这20筐砀山酥梨中,最重的一筐比最轻的一筐重多少千克?
(2)若砀山酥梨每千克售价4元,则这20筐砀山酥梨可卖多少元?
24.(8分)为了加强公民节水意识,合理利用水资源,某市采用价格调控手段达到节约用水的目的.该市自来水收费价格如表:
某用户1月用水10m3,缴纳水费30元.
(1)求a的值;
(2)若该用户2月份用水25m3,求2月份应缴水费;
(3)若该用户3月份用水x m3,求3月份应缴水费(用含x的代数式表示).
25.(10分)已知数轴上有A,B,C三点,分别表示数﹣24,﹣10,10.甲、乙两人分别从A,C两点同时相向而行,甲的速度为4个单位/秒,乙的速度为6个单位/秒.
(1)问甲、乙在数轴上表示有理数 的点相遇;
(2) 秒后甲到A,B,C三点的距离之和为40个单位.
(3)若甲、乙两人(用P表示甲、Q表示乙)分别从A,C两点同时相向而行,甲的速度变为原来的3倍,乙的速度不变,直接写出多少时间后,原点O、P与Q三点中,有一点恰好是另两点所连线段的中点.
26.(10分)数形结合是解决数学问题的一种重要的思想方法.
问题提出:计算12+122+123+⋯+12n.(其中n都通正整数,n≥1).
探究问题:为解决上面的数学问题,我们运用数形结合的思想方法,通过不断地分割一个面积为1的正方形,把数量关系和几何图形巧妙地结合起来.
第1次分割,把正方形的面积二等分,其中阴影部分的面积为12;
第2次分割,把上次分割图中空白部分的面积继续二等分,阴影部分的面积之和为12+122;
第3次分割,把上次分割图中空白部分的面积继续二等分,……;
……
第n次分割,把上次分割图中空白部分的面积最后二等分,所有阴影部分的面积之和为12+122+123+⋯+12n,最后空白部分的面积是12n.
根据第n次分割图可得等式:12+122+123+⋯+12n= .
类比探究:计算13+132+133+⋯+13n.(仿照上述方法,画出第n次分割图,在图上标注阴影部分面积,并写出探究过程)
拓展思考:计算m−1m+m−1m2+m−1m3+⋯+m−1mn= .
2024-2025学年江苏省南京二十九中七年级(上)第一次月考数学试卷
参考答案与试题解析
一.选择题(共6小题)
一、选择题(每小题2分,共12分,在每小题所给出的四个选项中,恰有一项是符合题目要求的)
1.(2分)12025的相反数是( )
A.2025B.﹣2025C.12025D.−12025
【分析】根据符号不同,绝对值相同的两个数互为相反数即可求得答案.
【解答】解:12025的相反数是−12025.
故选:D.
2.(2分)下列说法中正确的序号是( )
①−213的倒数是−37;
②若|a|=2,则a的值为2或﹣2;
③−12的相反数是2;
④平方等于它本身的数只有1和0;
A.①②③B.②③④C.①②④D.①③④
【分析】根据倒数的定义判断①,根据绝对值的性质判断②,然后根据相反数的定义判断③,平方等于本身的数的判断④,即可解题.
【解答】解:①−213=−73,(−73)×(−37)=1,所以−213的倒数是−37,①正确;
②若|a|=2,则a的值为2或﹣2,②正确;
③−12的相反数是12,故③错误;
④平方等于它本身的数只有1和0,④正确;
综上所述,正确的序号是①②④.
故选:C.
3.(2分)下列各式中,与﹣ab3c是同类项的是( )
A.4cabB.13acb3
C.−23a2b3cD.﹣a2b2c
【分析】根据同类项的定义,所含字母相同且相同字母的指数也相同的项是同类项,可得答案.注意同类项与字母的顺序无关,与系数无关.
【解答】解:A.所含字母相同,但字母b的指数不相同,不是同类项,故A不符合题意;
B.所含字母相同,相同字母的指数相同,是同类项,故B符合题意;
C.所含字母相同,但字母a的指数不相同,不是同类项,故C不符合题意;
D.所含字母相同,但字母a,b的指数不相同,不是同类项,故D不符合题意;
故选:B.
4.(2分)有一张厚度为0.1毫米的纸,将它对折一次后,厚度为2×0.1毫米,对折10次后的厚度最接近于( )
A.数学课本的厚度B.成人的手掌宽度
C.课桌的高度D.一层楼的高度
【分析】根据有理数乘方的意义和计算方法进行计算即可.
【解答】解;∵一张厚度为0.1毫米的纸,将它对折一次后,厚度为2×0.1毫米,
∴对折10次后的厚度为0.1×210=102.4(毫米),
102.4毫米=10.24厘米,
即接近成人的手掌宽度,
故选:B.
5.(2分)某工厂计划生产n个零件,原计划每天生产a个零件,实际每天比原计划多生产b个零件,则实际生产所用的天数比原计划少( )
A.(na−nb)天B.(nb−na)天
C.(na+b−na)天D.(na−na+b)天
【分析】生产n个零件提前的天数=原计划生产n个零件需要的天数﹣实际生产n个零件需要的天数,把相关数值代入即可.
【解答】解:∵原计划生产n个零件需要的天数为na,实际生产n个零件需要的天数为na+b,
∴生产m个零件提前的天数为(na−na+b)天.
故选:D.
6.(2分)“⊙”表示一种运算,已知2⊙3=2+3+4=9,7⊙2=7+8=15,3⊙5=3+4+5+6+7=25,按此规则,若n⊙8=60,则n的值为( )
A.3B.4C.5D.6
【分析】观察所给三个式子可得“⊙”运算表示的是,从“⊙”前面的数开始的连续的整数求和,“⊙”后面的数表示的是有多少个整数求和,据此可得n+n+1+n+2+n+3+n+4+n+5+n+6+n+7=60,解方程即可得到答案.
【解答】解:∵2⊙3=2+3+4=9,7⊙2=7+8=15,3⊙5=3+4+5+6+7=25,
……,
以此类推可知,“⊙”运算表示的是,从“⊙”前面的数开始的连续的整数求和,“⊙”后面的数表示的是有多少个整数求和,
∵n⊙8=60,
∴n+(n+1)+(n+2)+(n+3)+(n+4)+(n+5)+(n+6)+(n+7)=60,
8n+28=60,
∴n=4,
故选:B.
二、填空题(每小题2分,共20分)
7.(2分)化简:|﹣(﹣6)|= 6 .
【分析】根据绝对值的意义即可得出答案.
【解答】解:|﹣(﹣6)|=|6|=6,
故答案为:6.
8.(2分)根据国家电影局2月18日发布数据,我国2024年春节档电影票房达80.16亿元,创进了1新的春节档票房纪录,其中数据80.16亿用科学记数法表示为 8.016×109 .
【分析】科学记数法的表示形式为a×10n的形式,其中1≤|a|<10,n为整数.确定n的值时,要看把原数变成a时,小数点移动了多少位,n的绝对值与小数点移动的位数相同.当原数绝对值≥10时,n是正数;当原数的绝对值<1时,n是负数.
【解答】解:80.16亿=8016000000=8.016×109.
故答案为:8.016×109.
9.(2分)在+8,0,−37,+45,2023,﹣5,0.26,11.3中,非负整数有 3 个.
【分析】非负整数包括正整数和0,据此即可求得答案.
【解答】解:+8,0,2023是非负整数,共3个,
故答案为:3.
10.(2分)按照如图所示的计算程序,若x=2,则输出的结果是 ﹣26 .
【分析】把x=2代入程序中计算,当其值小于0时将所得结果输出即可.
【解答】解:把x=2代入程序中得:
10﹣22=10﹣4=6>0,
把x=6代入程序中得:
10﹣62=10﹣36=﹣26<0,
∴最后输出的结果是﹣26.
故答案为:﹣26.
11.(2分)若|a﹣3|+(b+1)2016=0,则ab﹣4a的值为 ﹣15 .
【分析】根据非负数的性质列出方程求出未知数的值,再代入所求代数式计算即可.
【解答】解:∵|a﹣3|+(b+1)2016=0,
∴a﹣3=0,b+1=0,
∴a=3,b=﹣1,
∴ab﹣4a=﹣15.
故答案为:﹣15.
12.(2分)若单项式﹣2x2ya与23xby3的和仍为单项式,则ab= 9 .
【分析】根据同类项的定义列出方程,再求解即可.
【解答】解:由同类项定义可知b=2,a=3,
∴ab=32=9.
故答案为:9.
13.(2分)若多项式4xn+2﹣5x2﹣n+6是关于x的三次多项式,则代数式n3﹣2n+3的值为 2或4 .
【分析】根据多项式次数的定义求解.
【解答】解:∵多项式4xn+2﹣5x2﹣n+6是三次多项式,
∴n+2=3或2﹣n=3,
∴n=1或﹣1,
∴n3﹣2n+3=13﹣2×1+3=2或(﹣1)3﹣2×(﹣1)+3=4.
故答案为:2或4.
14.(2分)某工厂制作各种形状的铁板.如图所示,已知长方形铁板长为a cm,宽为2b cm,中心挖去一个圆面,用代数式表示阴影部分的面积为 (2ab﹣πb2) cm2.
【分析】用长方形面积减去圆的面积即可.
【解答】解:由图可得,阴影部分的面积为a•2b﹣πb2=(2ab﹣πb2)cm2,
故答案为:(2ab﹣πb2).
15.(2分)如图所示,数轴被折成90°,圆的周长为4个单位长度,在圆的四等分点处标上数字0,1,2,3,先让圆周上数字2所对应的点与数轴上的数3所对应的点重合,数轴固定,圆紧贴数轴沿着数轴的正方向滚动,那么数轴上的数2024将与圆周上的数字 1 重合.
【分析】根据所给滚动方式,依次求出圆上与数轴上的数字1,2,3,4,…,重合的数,发现规律即可解决问题.
【解答】解:由题知,
因为圆的周长为4个单位长度,
所以圆滚动一周的长度为4个单位长度.
根据所给滚动方式可知,
数轴上的数字1,2,3,4,…,会依次与圆上的数字0,3,2,1重合.
因为2024÷4=506,
所以数轴上的数2024将与圆周上的数字1重合.
故答案为:1.
16.(2分)我们知道数轴上两点间的距离等于这两点所对应的数的差的绝对值,如图,点A、B在数轴上分别对应的数为a、b,则A、B两点间的距离表示为AB=|a﹣b|,则|x+1|﹣|x﹣2|的最小值为 ﹣3 .
【分析】求|x+1|﹣|x﹣2|的最小值,分类讨论,可知当x≥2时,|x﹣2|﹣|x+1|有最小值,再根据绝对值的性质即可求出最小值;
【解答】解:根据题意,可分三种情况:
①当x<﹣1时,可得x﹣2<0,x+1<0,
所以|x﹣2|﹣|x+1|=﹣(x﹣2)+(x+1)=﹣x+2+x+1=3;
②当﹣1≤x<2时,可得x﹣2<0,x+1≥0,
所以|x﹣2|﹣|x+1|=﹣(x﹣2)﹣x﹣1=﹣x+2﹣x﹣1=﹣2x+1>﹣3;
③当x≥2时,可得x﹣2≥0,x+1>0,
所以|x﹣2|﹣|x+1|=x﹣2﹣x﹣1=﹣3.
∵﹣3<3,
∴当x≥2,|x﹣2|﹣|x+1|的最小值是﹣3,
故答案为:﹣3.
三、解答题(共68分)
17.(8分)计算
(1)(﹣2)﹣(﹣3.6)+(﹣1)﹣3.6
(2)(+23)×(−19)+(−57)×19+26×19
(3)−22+(−3)2×(−23)−42+|−4|
(4)(−991617)×51
【分析】(1)根据有理数加减混合运算法则计算,即可解题;
(2)利用乘法分配律的逆用进行计算,即可解题;
(3)利用绝对值意义和有理数的混合运算法则进行计算,即可解题;
(4)将−991617化为−100+117再结合乘法分配律进行计算,即可解题.
【解答】解:(1)(﹣2)﹣(﹣3.6)+(﹣1)﹣3.6
=(﹣2)+3.6﹣1﹣3.6
=(﹣2)﹣1+3.6﹣3.6
=﹣3;
(2)原式=(−23)×19+(−57)×19+26×19
=(−23−57+26)×19
=(−54)×19
=﹣6;
(3)原式=−4+9×(−23)−16+4
=﹣4﹣6﹣16+4
=﹣22;
(4)原式=(−100+117)×51
=−100×51+117×51
=﹣5100+3
=﹣5097.
18.(6分)化简
(1)3m2﹣5m﹣2m2+3m﹣1
(2)2a2b+13ab2−8a2b−32ab2
【分析】(1)(2)直接合并同类项即可.
【解答】(1)解:原式=(3m2﹣2m2)+(﹣5m+3m)﹣1
=(3﹣2)m2+(﹣5+3)m﹣1
=m2﹣2m﹣1;
(2)原式=(2a2b﹣8a2b)+(13ab2−32ab2)
=﹣6a2b−76ab2.
19.(4分)已知x=−12,求代数式4(x2﹣2x﹣1)﹣(x2﹣2x﹣1)的值.
【分析】将代数式变形为3(x2﹣2x﹣1),再将x=−12代入式子求解,即可解题.
【解答】解:4(x2﹣2x﹣1)﹣(x2﹣2x﹣1)
=4x2﹣8x﹣4﹣x2+2x+1
=3x2﹣6x﹣3
=3(x2﹣2x﹣1),
将x=−12代入上式,
∴3(x2﹣2x﹣1)=3×[(−12)2−2×(−12)−1]
=3×(14+1−1)
=34.
20.(6分)若有理数x,y满足|y|=2,x2=64,且|x﹣y|=x﹣y,求x+y的值.
∵|y|=2,∴y= ±2 .
∵x2=64,∴x= ±8 .
又∵|x﹣y|=x﹣y,∴x﹣y ≥ 0.
∴当 x=8,y=2 时,x+y= 10 ;
当 x=8,y=﹣2 时,x+y= 6 .
【分析】根据绝对值的意义,有理数乘方求出相应x、y的值,再代入计算即可.
【解答】解:∵|y|=2,
∴y=2或y=﹣2,
即y=±2;
∵x2=64,
∴x=8或x=﹣8,
即x=±8;
又∵|x﹣y|=x﹣y,
∴x﹣y≥0.
即x>y,
∴当x=8,y=2时,x+y=8+2=10;
当x=8,y=﹣2时,x+y=8﹣2=6.
故答案为:±2;±8;≥;x=8,y=2;10;x=8,y=﹣2;6.
21.(4分)用两种不同方法比较下列数的大小,并说明理由.−25 > ﹣0.5
【分析】分数与小数比较,可以都化成分数进行比较,也可以都化成小数进行比较.
【解答】解:方法一:−25=−0.4,
∵|0.4|<|0.5|,∴﹣0.4>﹣0.5,
∴−25>−0.5.
方法二:−25=−410,﹣0.5=−12=−510,
∵410<510,∴−410>−510,
∴−25>−0.5.
故答案为:>.
22.(6分)有理数x、y在数轴上对应点如图所示:
(1)比较大小:x+y > 0,2x < 2y;
(2)利用圆规在数轴上分别画出表示﹣y和y﹣x的点.(保留作图痕迹)
【分析】(1)根据数轴可得x<0<y,|y|>|x|,据此求解即可;
(2)先以原点为圆心,以数y到原点的距离为圆心画弧,其与数轴负半轴的交点即为表示﹣y的点,再以表示数y的点为圆心,以数x到原点的距离为圆心画弧,其与数轴坐标轴的交点即为表示y﹣x的点.
【解答】解:(1)观察数轴可知,x<0<y,且|y|>|x|,
∴x+y>0,2x<0<2y,
故答案为:>;<;
(2)如图所示,
23.(6分)砀山酥梨是一种驰名中外的特色水果,它是梨的一种,因为出产于砀山县而得名.现有20筐砀山酥梨,以每筐25千克的质量为标准,超过或不足的千克数分别用正、负数来表示,记录如下:
(1)这20筐砀山酥梨中,最重的一筐比最轻的一筐重多少千克?
(2)若砀山酥梨每千克售价4元,则这20筐砀山酥梨可卖多少元?
【分析】(1)利用超出最多的重量减去不足最多的重量,即可解题;
(2)用总质量成单价即可.
【解答】解:(1)由题知,2.5﹣(﹣3)=5.5(千克),
答:最重的一筐比最轻的一筐重5.5千克;
(2)由题知,
总质量为:
20×25+(﹣3)+4×(﹣2)+2×(﹣1.5)+0×3+2×1+8×2.5
=500﹣3﹣8﹣3+0+2+20
=500+8
=508(千克),
508×4=2032(元),
答:这20筐砀山酥梨可卖2032元.
24.(8分)为了加强公民节水意识,合理利用水资源,某市采用价格调控手段达到节约用水的目的.该市自来水收费价格如表:
某用户1月用水10m3,缴纳水费30元.
(1)求a的值;
(2)若该用户2月份用水25m3,求2月份应缴水费;
(3)若该用户3月份用水x m3,求3月份应缴水费(用含x的代数式表示).
【分析】(1)由总价除以用水量即可得到a的值;
(2)由20乘以单价,再加上超过部分的数量乘以超过部分的单价可得答案;
(3)分三种情况讨论:当x≤20时,当20<x≤30时,当x>30时,再列式即可.
【解答】解:(1)a=30÷10=3(元/m3);
(2)20×3+(25﹣20)×(3+1)=80(元).
(3)当x≤20时,应缴3x元;
当20<x≤30时,20×3+(x﹣20)×(3+1)=(4x﹣20)元;
当x>30时,20×3+10×(3+1)+(x﹣30)•(3+4)=(7x﹣110)元.
25.(10分)已知数轴上有A,B,C三点,分别表示数﹣24,﹣10,10.甲、乙两人分别从A,C两点同时相向而行,甲的速度为4个单位/秒,乙的速度为6个单位/秒.
(1)问甲、乙在数轴上表示有理数 ﹣10.4 的点相遇;
(2) 2或5 秒后甲到A,B,C三点的距离之和为40个单位.
(3)若甲、乙两人(用P表示甲、Q表示乙)分别从A,C两点同时相向而行,甲的速度变为原来的3倍,乙的速度不变,直接写出多少时间后,原点O、P与Q三点中,有一点恰好是另两点所连线段的中点.
【分析】(1)先求出点A和点C的距离,再求出运动时间,进而求出相遇的点表示的数即可;
(2)设y秒后甲到A,B,C三点的距离之和为40个单位,根据题意分析出甲应在AB或BC之间,再分别表示出甲到三点的距离,进而建立方程求解即可;
(3)先求出甲的新速度变为12个单位/秒,设运动时间为x秒,再分①当原点O是P与Q两点的中点时,②当Q是甲P与原点O两点的中点时,③当P是Q与原点O两点的中点时,三种情况根据数轴上两点中点计算公式列出方程求解即可.
【解答】解:(1)[10﹣(﹣24)]÷(4+6)=34÷10=3.4秒,
﹣24+3.4×4=﹣10.4,
∴甲、乙在数轴上表示有理数﹣10.4的点相遇,
故答案为:﹣10.4;
(2)设y秒后甲到A,B,C三点的距离之和为40个单位,
∵B点距A,C两点的距离为﹣10﹣(﹣24)+10﹣(﹣10)=34<40,
A点距B、C两点的距离为10﹣(﹣24)+(﹣10)﹣(﹣24)=48>40,
C点距A、B的距离为10﹣(﹣24)+10﹣(﹣10)=54>40,
∴甲应在AB或BC之间;
①当甲在AB之间时,则4y+[﹣10﹣(﹣24)﹣4y]+[10﹣(﹣24)﹣4y]=40,
解得y=2;
②当甲在BC之间时,4y+4y﹣[﹣10﹣(﹣14)]+[10﹣(﹣24)﹣4y]=40,
解得y=5;
故答案为:2或5;
(3)根据题意得甲的新速度变为12个单位/秒,
设运动时间为x秒,
①当原点O是P与Q两点的中点时,
则−24+12x+10−6x2=0,
解得x=73,
②当Q是P与原点O两点的中点时,
则−24+12x+02=10−6x,
解得x=116;
③当P是Q与原点O两点的中点时,
则0+10−6x2=−24+12x,
解得x=2915,
当73秒或116秒或2915秒后,原点O、P与Q三点中,有一点恰好是另两点所连线段的中点.
26.(10分)数形结合是解决数学问题的一种重要的思想方法.
问题提出:计算12+122+123+⋯+12n.(其中n都通正整数,n≥1).
探究问题:为解决上面的数学问题,我们运用数形结合的思想方法,通过不断地分割一个面积为1的正方形,把数量关系和几何图形巧妙地结合起来.
第1次分割,把正方形的面积二等分,其中阴影部分的面积为12;
第2次分割,把上次分割图中空白部分的面积继续二等分,阴影部分的面积之和为12+122;
第3次分割,把上次分割图中空白部分的面积继续二等分,……;
……
第n次分割,把上次分割图中空白部分的面积最后二等分,所有阴影部分的面积之和为12+122+123+⋯+12n,最后空白部分的面积是12n.
根据第n次分割图可得等式:12+122+123+⋯+12n= 1−12n .
类比探究:计算13+132+133+⋯+13n.(仿照上述方法,画出第n次分割图,在图上标注阴影部分面积,并写出探究过程)
拓展思考:计算m−1m+m−1m2+m−1m3+⋯+m−1mn= 1−1mn .
【分析】探究问题:根据正方形的面积为1减去最后空白部分的面积12n即可得出答案.
类比探究:根据题意得出探究过程,进而计算即可.
拓展思考:仿照以上例子代入计算即可.
【解答】解:探究问题:根据第n次分割图可得等式:12+122+123+⋯+12n=1−12n
类比探究:
第1次分割,把正方形的面积三等分,其中阴影部分的面积为23;
第2次分割,把上次分割图中空白部分的面积继续三等分,阴影部分的面积之和为23+232;
第3次分割,把上次分割图中空白部分的面积继续三等分,……;
……
第n次分割,把上次分割图中空白部分的面积最后三等分,所有阴影部分的面积之和为23+232+233+⋯+23n,最后空白部分的面积是13n.
根据第n次分割图可得等式:23+232+233+⋯+23n=1−13n,
两边同除以2,得13+132+133+⋯+13n=12−12×3n.
拓展思考:原式=(m﹣1)(1m+1m2+⋯⋯+1mn)=(m﹣1)(1−1mn)
第n次分割,把上次分割图中空白部分的面积最后m等分,所有阴影部分的面积之和为m−1m+m−1m2+m−1m3+⋯+m−1mn,最后空白部分的面积是1mn.
∴m−1m+m−1m2+m−1m3+⋯+m−1mn=1−1mn.与标准质量的差值(单位:千克)
﹣3
﹣2
﹣1.5
0
1
2.5
筐数
1
4
2
3
2
8
水费收费标准一览表
档次
每月用水量
水价
第一档
不超出20m3
a元/m3
第二档
超出20m3不超出30m3的部分
(a+1)元/m3
第三档
超出30m3的部分
(a+4)元/m3
题号
1
2
3
4
5
6
答案
D
C
B
B
D
B
与标准质量的差值(单位:千克)
﹣3
﹣2
﹣1.5
0
1
2.5
筐数
1
4
2
3
2
8
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每月用水量
水价
第一档
不超出20m3
a元/m3
第二档
超出20m3不超出30m3的部分
(a+1)元/m3
第三档
超出30m3的部分
(a+4)元/m3
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