1、 类型二类型二 图形规律图形规律 例 1.将一些相同的“ ”按如图所示摆放,观察每个图形中的“ ”的个数,若第 n 个图形中“ ”的 个数是 78,则 n 的值是( ) 第 1 题图 A11 B12 C13 D14 【答案】B 【解析】由每个图形中小圆的个数规律可得第 n 个图形中,小圆的个数为n(n1) 2 ,由此 可得方程n(n1) 2 78,解得 n12,故选 B. 例 2. 如图,在第 1 个 A1BC 中,B30 ,A1BCB;在边 A1B 上任取一点 D,延长 CA1 到 A2,使 A1A2A1D,得到第 2 个 A1A2D;在边 A2D 上任取一点 E,延长 A1A2到 A3,
2、使 A2A3A2E,得到第 3 个 A2A3E,按此做法继续下去,则第 n 个三角形中以 An为 顶点的内角度数是( ) 第 2 题图 A. (1 2) n 75 B. (1 2) n1 65 C. (1 2) n1 75 D. (1 2) n 85 【答案】C 【解析】在 CBA1中,B30 ,A1BCB,BA1C180 B 2 75 ,A1A2A1D, BA1C 是 A1A2D 的外角, DA2A11 2BA1C 1 2 75 ; 同理可得, EA3A2( 1 2) 2 75 , FA4A3(1 2) 3 75 ,第 n 个三角形中以 A n为顶点的内角度数是(1 2) n1 7 例 3.
3、 下列图形都是由相同大小的 按一定规律组成的,其中第个图形中一共有 4 颗 ,第 个图形中一共有 11 颗 ,第个图形中一共有 21 颗 ,按此规律排列下去,第个 图形中 的颗数为( ) 第 3 题图 116 B. 144 C. 145 D. 150 【答案】 B 【解析】 将图中下半部分组成的梯形放到矩形上方, 第 n 个组合图形可看作是由下半部分为 n 行 n 列方阵和上半部分的梯形成,第 n 个图中方阵中的为(n1)2,梯形中为2n 2 (n1) n 2n2 2 ,第 n 个图中的的个数为(n1)2n 2n2 2 3n 2 2 5n 2 ,令 n9,解得第 9 个 中个数为 144 个
4、例 4.如图所示,在平面直角坐标系中,半径均为 1 个单位长度的半圆 O1,O2,O3,组 成一条平滑的曲线点 P 从原点 O 出发,沿这条曲线向右运动,速度为每秒 2个单位长度, 则第 2017 秒时,点 P 的坐标是( ) 第 4 题图 A. (2014,0) B. (2015,1) C. (2017,1) D. (2016,0) 【答案】C 【解析】由图象可知,半圆的周长为 ,运动一秒后的坐标为(1,1),两秒后的坐标为(2, 0),三秒后的坐标为(3,1),四秒后的坐标为(4,0),其中纵坐标以 1,0,1,0 循 环变化,2017 45041,第 2017 秒时,点 P 的坐标为(2
5、017,1) 例 5. 如图所示,将形状、大小完全相同的“ ”和线段按照一定规律摆成下列图形第 1 幅图 形中“ ”的个数为 a1,第 2 幅图形中“ ”的个数为 a2,第 3 幅图形中“ ”的个数为 a3,以此 类推,则1 a1 1 a2 1 a3 1 a19的值为( ) 第 5 题图 A.20 21 B. 61 84 C. 589 840 D. 431 760 【答案】C 【解析】由所给图形可知,a13221(11)21,a28321(21)21,a315 421(31)21,a424521(41)21,由此猜想 an(n1)21n(n2), 1 a1 1 a2 1 a3 1 a19 1
6、3 1 8 1 15 1 19 21 1 2 (1 1 3 1 2 1 4 1 3 1 5 1 18 1 20 1 19 1 21) 1 2 (1 1 2 1 20 1 21) 589 840. 例 6.如图,将矩形 ABCD 绕其右下角的顶点按顺时针方向旋转 90 至图位置,继续绕右下 角的顶点按顺时针方向旋转 90 至图位置,依此类推,这样连续旋转 2017 次若 AB4, AD3,则顶点 A 在整个旋转过程中所经过的路径总长为( ) 第 6 题图 A. 2017 B. 2034 C. 3024 D. 3026 【答案】D 【解析】AB4,AD3,ACBD5,转动一次 A 的路线长是904
7、 180 2,转动第二 次 A 的路线长是905 180 5 2, 转动第三次 A 的路线长是 903 180 3 2, 转动第四次 A 的路线长 是 0,以此类推,每四次一个循环,且顶点 A 转动一个循环的路线长为:5 2 3 226, 2017 45041,顶点 A 转动 2017 次经过的路线长为:650423026. 例 7. 如图,已知菱形 OABC 的顶点 O(0,0),B(2,2),若菱形绕点 O 逆时针旋转,每秒旋 转 45 ,则第 60 秒时,菱形的对角线交点 D 的坐标为( ) 第 7 题图 A.(1,1) B. (1,1) C. ( 2,0) D. (0, 2) 【答案】
8、B 【解析】菱形 OABC 的顶点 O(0,0),点 B 的坐标是(2,2),BO 与 x 轴的夹角为 45 , 菱形的对角线互相垂直平分,点 D 是线段 OB 的中点,点 D 的坐标是(1,1) ,菱 形绕点 O 逆时针旋转,每秒旋转 45 ,360 45 8,每旋转 8 秒,菱形的对角线交点就 回到原来的位置(1,1),60 874,第 60 秒时是把菱形绕点 O 逆时针旋转了 7 周 回到原来位置后, 又旋转了 4 秒, 即又旋转了 4 45 180 , 点 D 的对应点落在第三象限, 且对应点与点 D 关于原点 O 成中心对称, 第 60 秒时, 菱形的对角线交点 D 的坐标为(1,
9、1) 例 8. 某广场用同一种如下图所示的地砖拼图案,第一次拼成形如图所示的图案,第二次 拼成形如图所示的图案, 第三次拼成形如图所示的图案, 第四次拼成形如图所示的图 案按照这样的规律进行下去,第 n 次拼成的图案共用地砖_块 第 8 题图 地砖图案 【答案】2n22n 【解析】4,42 4,42 42 6,故第 n 个图形共有 42 42 62 2n 44 24 34n4(123n)4 n(n1) 2 2n22n. 例 9.下列图形都是由大小相同的小正方形按一定规律组成的,其中第 1 个图形的周长为 4, 第 2 个图形的周长为 10,第 3 个图形的周长为 18,按此规律排列,第 5 个
10、图形的周长 为_ 第 9 题图 【答案】40 【解析】第一个图形周长 1 21 2;第二个图形周长(21) 22 2;第三个图形周长(32 1) 22 3;第四个图形周长(4321) 22 4;第五个图形周长(54321) 2 2 540. 例 10. 如图,在 ABC 中,BC1,点 P1、M1分别是 AB、AC 边的中点,点 P2、M2分别 是 AP1、AM1的中点,点 P3、M3分别是 AP2、AM2的中点,按这样的规律下去,PnMn的长 为_(n 为正整数) 第 10 题图 【答案】 1 2n 【解析】在 ABC 中,BC1,P1、M1分别是 AB、ACnnnn 的中点,P1M11 2
11、BC 1 2, 按照题设给定的规律,列表如下: 图形序号 PnMn PnMn的长 度 P1M1 1 2 P2M2 1 4 1 22 P3M3 1 8 1 23 n PnMn 1 2n 例 11. 正方形 A1B1C1O,A2B2C2C1,A3B3C3C2按如图所示放置,点 A1、A2、A3在直线 yx1 上,点 C1、C2、C3在 x 轴上,则 An的坐标是_ 第 11 题图 【答案】(2n 11,2n1) 【解析】点 A1、A2、A3在直线 yx1 上,A1的坐标是(0,1),即 OA11,四边 形 A1B1C1O 为正方形,OC11,即点 A2的横坐标为 1,A2的坐标是(1,2),A2C
12、12, 四边形 A2B2C2C1为正方形, C1C2 2, OC2 123, 即点 A3的横坐标为 3, A3 的坐标是(3,4),观察可以发现:A1的横坐标是:0201,A1的纵坐标是:120; A2的横坐标是:1211,A2的纵坐标是:221;A3的横坐标是:3221,A3的纵坐标 是:422;据此可以得到 An的横坐标是:2n 11,纵坐标是:2n1.所以点 A n的坐标是 (2n 11,2n1) 例 12. 如图,在平面直角坐标系中,函数 y2x 和 yx 的图象分别为直线 l1,l2,过点(1, 0)作 x 轴的垂线交 l1于点 A1,过点 A1作 y 轴的垂线交 l2于点 A2,过
13、点 A2作 x 轴的垂线交 l1于点 A3,过点 A3作 y 轴的垂线交 l2于点 A4,依次进行下去,则点 A2017的坐标为 _ 第 12 题图 第 13 题图 【答案】(21008,21009) 【解析】观察,发现规律:A1(1,2),A2(2,2),A3(2,4),A4(4,4),A5(4,8), A2n1(2)n, 2(2)n), A2n2(2)n 1, 2(2)n, (n 为自然数), 20171008 21, A 2017 的坐标为(2)1008,2(2)1008)(21008,21009) 例13. 如图,MON60 ,作边长为 1 的正六边形 A1B1C1D1E1F1,边 A
14、1B1、F1E1分别在射 线 OM、ON 上,边 C1D1所在的直线分别交 OM、ON 于点 A2、F2,以 A2F2为边作正六边 形 A2B2C2D2E2F2,边 C2D2所在的直线分别交 OM、ON 于点 A3、F3,再以 A3F3为边作正六 边形 A3B3C3D3E3F3,依此规律,经第 n 次作图后,点 Bn到 ON 的距离是_ 【答案】3n 1 3 【解析】 由题可知, MON60 , 不妨设 Bn到 ON 的距离为 hn, 正六边形 A1B1C1D1E1F1 的边长为 1,则 A1B11,易知 A1OF1为等边三角形,A1B1OA11,OB12,则 h12 3 2 3,又 OA2A
15、2F2A2B23,OB26,则 h26 3 2 3 3,同理可求:OB3 18,则 h318 3 2 9 3,依此可求:OBn2 3n 1,则 h n2 3 n1 3 2 3n 1 3,Bn 到 ON 的距离 hn3n 1 3. 例 14. 如图,Rt OA0A1在平面直角坐标系内,OA0A190 ,A0OA130 ,以 OA1为 直角边向外作 Rt OA1A2,使OA1A290,A1OA230 ,以 OA2为直角边向外作 Rt OA2A3,使OA2A390 ,A2OA330 ,按此方法进行下去,得到 Rt OA3A4, Rt OA4A5,Rt OA2016A2017,若点 A0(1,0),则
16、点 A2017的横坐标为_ 第 14 题图 【答案】(4 3) 1008 【解析】由题意可知,经过 12 次变换后,点 A13落在射线 OA1上,2017 121681, 点 A2017落在射线 OA1上,其横坐标与点 A2016相同,OA01,经过 12 次变换后,OA12 (2 3 3 )12,再经过 12 次变换后,OA24(2 3 3 )24,综上可猜想,OA2016(2 3 3 )2016(4 3) 1008, 点 A2017的横坐标为(4 3) 1008. 例 15. 如图, 直线 y 3 3 x 上有点 A1, A2, A3, , An1, 且 OA11, A1A22, A2A3
17、4, , AnAn12n,分别过点 A1,A2,A3,An1作直线 y 3 3 x 的垂线,交 y 轴于点 B1,B2, B3, , Bn1, 依次连接 A1B2, A2B3, A3B4, , AnBn1, 得到 A1B1B2, A2B2B3, A3B3B4, , AnBnBn1,则 AnBnBn1的面积为_(用含正整数 n 的式子表示) 第 15 题图 【答案】 3 2 22n 3 2 2n 【解析】如解图,作 A1C1x 轴于 C1,A2C2x 轴于 C2,AnCnx 轴于 Cn,点 An在直线 上 y 3 3 x,A1C1 OC1 A2C2 OC2 AnCn OCn 3 3 ,AnOCn
18、30 ,OCn 3 2 OAn 3 2 (1222 2n 1),A nOBn60 ,BnAnOAn,OBn2OAn, BnBn12OAn12OAn2AnAn12 2n2n 1. 第 15 题解图 S AnBnBn11 2BnBn1 OCn 1 2 2 n13 2 (12222n 1),设 S1242n1,则 2S242n 12n,S2SS(242n12n)(1242n1)2n 1 ,综上可知 S AnBnBn11 2 2 n1 3 2 (2n1) 3 2 22n 3 2 2n. 例16. 如图, AOB60 , 点O1是AOB平分线上一点, OO12, 作O1A1OA, O1B1OB, 垂足分
19、别为 A1,B1,以 A1B1为边作等边三角形 A1B1O2;作 O2A2OA,O2B2OB,垂足 分别为 A2,B2,以 A2B2为边作等边三角形 A2B2O3;作 O3A3OA,O3B3OB,垂足分别 为 A3,B3,以 A3B3为边作等边三角形 A3B3O4;,按这样的方法继续下去,则 AnBnOn 的面积为_(用含正整数 n 的代数式表示) 【答案】3 2n2 4n 3 【解析】 AOB60 , OOn平分AOB, AOOn30 , A1O1AO, OO12, A1O1 1 , OA13 .O1A1OA , O1B1OB , O1A1 O1B1, O1O O1O , Rt O1A1OR
20、t O1B1O(HL),OA1OB1,A1OB160 ,A1OB1是等边三角 形,A1B1OA1 3,A1O2B1是等边三角形,A1O2A1B1 3,在 Rt A1O2A2 中, O2A1A260 , A1O2 3, A2O2 3 2 A1O23 2O1A1, 同理 A3O3 3 2 A2O3(3 2) 2A 1O1, AnOn(3 2) n1A 1O1. 又 S O1A1B12S O1A1OS A1B1O2 1 2 1 3 3 4 ( 3)2 3 4 . 易 得 AnOnBn A1O1B1 120, AnOn BnOn, AnOn A1O1 BnOn B1O1 , A1O1B1AnOnBn, SAnBnOn SA1B1O1 (AnOn A1O1) 2(3 2) 2n2.S A nBnOn3 2n2 4n 3.