专题30代数中的新定义问题-挑战2023年中考数学压轴题之学霸秘笈大揭秘(全国通用)(解析版).docx
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1、挑战2023年中考数学压轴题之学霸秘笈大揭秘(全国通用)专题30代数中的新定义问题【例1】(2022重庆)对于一个各数位上的数字均不为0的三位自然数N,若N能被它的各数位上的数字之和m整除,则称N是m的“和倍数”例如:247(2+4+7)2471319,247是13的“和倍数”又如:214(2+1+4)2147304,214不是“和倍数”(1)判断357,441是否是“和倍数”?说明理由;(2)三位数A是12的“和倍数”,a,b,c分别是数A其中一个数位上的数字,且abc在a,b,c中任选两个组成两位数,其中最大的两位数记为F(A),最小的两位数记为G(A),若F(A)+G(A)16为整数,求
2、出满足条件的所有数A【分析】(1)根据“和倍数”的定义依次判断即可;(2)设A=abc(a+b+c12,abc),根据“和倍数”的定义表示F(A)和G(A),代入F(A)+G(A)16中,根据F(A)+G(A)16为整数可解答【解答】解:(1)357(3+5+7)357152312,357不是“和倍数”;441(4+4+1)441949,441是9的“和倍数”;(2)设A=abc(a+b+c12,abc),由题意得:F(A)=ab,G(A)=cb,F(A)+G(A)16=ab+cb16=10a+b+10c+b16=10(a+c)+2b16,a+c12b,F(A)+G(A)16为整数,F(A)+
3、G(A)16=10(12b)+2b16=1208b16=112+88b16=7+12(1b),1b9,b3,5,7,a+c9,7,5,当b3,a+c9时,a=8b=3c=1(舍),a=7b=3c=2,则A732或372;当b5,a+c7时,a=6b=5c=1,则A156或516;当b7,a+c5时,此种情况没有符合的值;综上,满足条件的所有数A为:732或372或156或516【例2】(2022秋西城区校级期中)将n个0或1排列在一起组成了一个数组,记为A(t1,t2,tn),其中,t1,t2,tn都取0或1,称A是一个n元完美数组(n2且n为整数)例如:(0,1),(1,1)都是2元完美数组
4、,(0,0,1,1),(1,0,0,1)都是4元完美数组,但(3,2)不是任何完美数组定义以下两个新运算:新运算1:对于x和y,x*y(x+y)|xy|,新运算2:对于任意两个n元完美数组M(x1,x2,xn)和N(y1,y2,yn),MN=12(x1*y1+x2*y2+xn*yn),例如:对于3元完美数组M(1,1,1)和N(0,0,1),有MN=12(0+0+2)1(1)在(0,0,0),(2,0,1),(1,1,1,1),(1,1,0)中是3元完美数组的有:(0,0,0),(1,1,0);(2)设A(1,0,1),B(1,1,1),则AB2;(3)已知完美数组M(1,1,1,0)求出所有
5、4元完美数组N,使得MN2;(4)现有m个不同的2022元完美数组,m是正整数,且对于其中任意的两个完美数组C,D满足CD0;则m的最大可能值是多少?写出答案,并给出此时这些完美数组的一个构造【分析】(1)根据定义直接判定即可;(2)根据定义直接计算即可;(3)由定义可知当xy时,x*y2x,当xy时,x*y0,当x*y2x时,x*y2或0,再由此求解即可;(4)根据题意可知C、D中对应的元都不相等,m的最大值为2023,当C确定后,D中的对应元与C中的不同即可【解答】解:(1)(0,0,0),(1,1,0)都是由 0或1组成的,并且都是含有3个数,(0,0,0),(1,1,0)是3元完美数组
6、,故答案为:(0,0,0),(1,1,0);(2)A(1,0,1),B(1,1,1),AB=12(1*1+0*1+1*1)=12(2+0+2)2,故答案为:2;(3)x*y(x+y)|xy|,当xy时,x*y2x,当xy时,x*y0,当x*y2x时,x*y2或0,MN2,x1*y1+x2*y2+x3*y3+x4*y44,N(1,1,0,1)或(1,0,1,1)或(0,1,1,1)或(1,1,0,0)或(1,0,1,0)或(0,0,1,0);(4)CD0,C、D中对应的元都不相等或C、D中对应的元都相等且为0,C、D是不同的两个完美数组,C、D中对应的元都不相等,m的最大值为2023,当C确定后
7、,D中的对应元与C中的不同,当C(1,0,1,0,1)则D(0,1,0,1,0)【例3】(2022秋茅箭区校级月考)对x,y定义一种新运算T,规定T(x,y)=ax2+by2x+y(其中a,b是非零常数,且x+y0),这里等式右边是通常的四则运算如:T(3,1)=a32+b123+1=9a+b3+1,T(m,2)=am2+4bm2(1)填空:T(4,1)16a+b3(用含a,b的代数式表示);(2)若T(2,0)2,且T(5,1)6求a与b的值;若T(3m10,3m)T(3m,3m10),求m的值【分析】(1)利用新运算的规定解答即可;(2)利用新运算的规定得到关于a,b的方程,解方程即可求得
8、结论;利用新定义的规定列出关于m的等式,再将解答即可【解答】解:(1)T(4,1)=a42+b(1)24116a+b3,故答案为:16a+b3;(2)T(2,0)2,a(2)2+b022+0=2,a1T(5,1)6,a52+b(1)251=6,25a+b24,b24251,a1,b1T(3m10,3m)T(3m,3m10),1(3m10)2+(1)(3m)23m103m=1(3m)2+(1)(3m10)23m+3m10,9m260m+1009m29m29m2+60m100,120m200,m=53经检验,m=53是原方程的根,m=53【例4】(2022安顺)在平面直角坐标系中,如果点P的横坐标
9、和纵坐标相等,则称点P为和谐点例如:点(1,1),(12,12),(2,2),都是和谐点(1)判断函数y2x+1的图象上是否存在和谐点,若存在,求出其和谐点的坐标;(2)若二次函数yax2+6x+c(a0)的图象上有且只有一个和谐点(52,52)求a,c的值;若1xm时,函数yax2+6x+c+14(a0)的最小值为1,最大值为3,求实数m的取值范围【分析】(1)设函数y2x+1的和谐点为(x,x),可得2x+1x,求解即可;(2)将点(52,52)代入yax2+6x+c,再由ax2+6x+cx有且只有一个根,254ac0,两个方程联立即可求a、c的值;由可知yx2+6x6(x3)2+3,当x
10、1时,y1,当x3时,y3,当x5时,y1,则3m5时满足题意【解答】解:(1)存在和谐点,理由如下,设函数y2x+1的和谐点为(x,x),2x+1x,解得x1,和谐点为(1,1);(2)点(52,52)是二次函数yax2+6x+c(a0)的和谐点,52=254a+15+c,c=254a252,二次函数yax2+6x+c(a0)的图象上有且只有一个和谐点,ax2+6x+cx有且只有一个根,254ac0,a1,c=254;由可知yx2+6x6(x3)2+3,抛物线的对称轴为直线x3,当x1时,y1,当x3时,y3,当x5时,y1,函数的最大值为3,最小值为1;当3m5时,函数的最大值为3,最小值
11、为1【例5】(2022南通)定义:函数图象上到两坐标轴的距离都不大于n(n0)的点叫做这个函数图象的“n阶方点”例如,点(13,13)是函数yx图象的“12阶方点”;点(2,1)是函数y=2x图象的“2阶方点”(1)在(2,12);(1,1);(1,1)三点中,是反比例函数y=1x图象的“1阶方点”的有 (填序号);(2)若y关于x的一次函数yax3a+1图象的“2阶方点”有且只有一个,求a的值;(3)若y关于x的二次函数y(xn)22n+1图象的“n阶方点”一定存在,请直接写出n的取值范围【分析】(1)根据定义进行判断即可;(2)在以O为中心,边长为4的正方形ABCD中,当直线与正方形区域只
12、有唯一交点时,图象的“2阶方点”有且只有一个,结合图象求a的值即可;(3)在以O为中心,边长为2n的正方形ABCD中,当抛物线与正方形区域有公共部分时,二次函数y(xn)22n+1图象的“n阶方点”一定存在,结合函数图象求解即可【解答】解:(1)(2,12)到两坐标轴的距离分别是21,121,(2,12)不是反比例函数y=1x图象的“1阶方点”;(1,1)到两坐标轴的距离分别是11,11,(1,1)是反比例函数y=1x图象的“1阶方点”;(1,1)到两坐标轴的距离分别是11,11,(1,1)是反比例函数y=1x图象的“1阶方点”;故答案为:;(2)yax3a+1a(x3)+1,函数经过定点(3
13、,1),在以O为中心,边长为4的正方形ABCD中,当直线与正方形区域只有唯一交点时,图象的“2阶方点”有且只有一个,由图可知,C(2,2),D(2,2),一次函数yax3a+1图象的“2阶方点”有且只有一个,当直线经过点C时,a3,此时图象的“2阶方点”有且只有一个,当直线经过点D时,a1,此时图象的“2阶方点”有且只有一个,综上所述:a的值为3或a1;(3)在以O为中心,边长为2n的正方形ABCD中,当抛物线与正方形区域有公共部分时,二次函数y(xn)22n+1图象的“n阶方点”一定存在,如图2,当n0时,A(n,n),B(n,n),C(n,n),D(n,n),当抛物线经过点D时,n1(舍)
14、或n=14;当抛物线经过点B时,n1;14n1时,二次函数y(xn)22n+1图象有“n阶方点”;综上所述:14n1时,二次函数y(xn)22n+1图象的“n阶方点”一定存在一解答题(共20题)1(2022渝中区校级模拟)材料1:若一个数各个数位上数字之和能被9整除,则这个数本身也能被9整除;材料2:如果一个各个数位上的数字均不为0的四位正整数m可以被9整除,且m的百位上的数字比十位上的数字大2,则称m为“够二数”;将m的千位数字与个位数字交换,百位数字与十位数字交换,得到的数为m,F(m)=mm+1818999,例如:m8424,8+4+2+41892,422,8424是“够二数”,F(84
15、24)=84244248+1818999=6(1)判断1314,6536是否是“够二数”,请说明理由,如果是“够二数”,请计算F(m)的值;(2)若一个四位正整数n=abcd是“够二数”,且cF(n)为5的倍数,请求出所有的“够二数”n的值【分析】(1)根据新定义“够二数”进行解答便可;(2)根据新定义“够二数”及数学推理解【解答】解:(1)1314是“够二数”,6536不是“够二数”理由如下:1+3+1+4991,312,1314是“够二数”,6+5+3+62092+2,6536不是“够二数”,F(1314)=13144131+1818999=1;(2)一个四位正整数n=abcd是“够二数”
16、,a+b+c+d9x,其中x是正整数,且x0,则bc2,bc+2,则1c7,n=dcba,F(n)=nn+1818999=abcddcba=1818999 =1000a+100b+10c+d1000d100c10ba+1818999 =999a+90b90c999d+1818999 =111a+10b10c111d+202111,将bc+2代入,F(n)=111a111d+222111=ad+2,cF(n)=cad+2=5y,其中y是整数,c5,b7,cad+2=5ya+2c+2+d=9x(ad+2)y1,y是整数,ad+21,即ad1或ad3,当ad1,a=d1a+d+12=9x,其中x0,
17、且是整数,a+d+129x,a,d是整数,x1,当x2时,a=d1a+d+12=18,解得a=52d=72,不符合题意舍去当x3时,a=d=1a+d+12=27,解得a=7d=8,符合题意,此时n7758同理,当ad3,n67592(2022九龙坡区校级模拟)对于任意一个四位数m,若满足千位上的数字与个位上的数字之和是百位上的数字与十位上的数字之和的2倍,则称这个四位数m为“倍和数”、例如:m6132,6+22(1+3),6132是倍和数”;m1374,1+42(3+7),1374不是“倍和数”;(1)判断1047和4657是否为“倍和数”?并说明理由(2)当一个“倍和数”m千位上的数字与个位
18、上的数字不相等,且千位上的数字与个位上的数字之和等于8时,记这个“倍和数”m的千位上的数字与个位上的数字之差的绝对值为T(m),记百位上的数字与十位上的数字之差的绝对值为R(m),令G(m)=T(m)R(m),当G(m)能被3整除时,求出满足条件的所有“倍和数”m【分析】根据新概念判断即可【解答】(1)m1047,1+72(0+4),1047是0”倍和数“ m4657,4+72(6+5),4657不是”倍和数“(2)设“倍和数”m=ab(4b)(8a),(其中1a8,0b4且a,b为整数)F(m)|2a8|,R(m)|2b4|,G(m)=T(m)R(m)=|a4|b2|,m千位数上的数字与个位
19、上的数不相等,a4,G(m)能被3整除,G(m)=|a4|b2|=3k(k为整数),|a4|3=k|b2|,1a8,0|a4|4,|a4|3,a1或7,K|b2|1,|b2|1,b1或3,故满足条件的所有“倍和数”m为:1137,1317,7131,73113(2022两江新区模拟)材料一:若一个两位数恰好等于它的各位数字之和的4倍,则称这个两位数为“巧数”材料二:一个四位数N=abcd满足各个数位数字都不为0,且它的千位数字与百位数字组成的两位数ab,以及十位数字与个位数字组成的两位数cd均为“巧数”,则称这个四位数为“双巧数”若p=acbd,q=adbc,则记F(N)qp(1)请任意写出两
20、个“巧数”,并证明任意一个“巧数”的个位数字是十位数字的2倍;(2)若s,t都是“双巧数”,其中s3010+100x+10y+z,t1100m+400+10n+2r,(1x,z,n9,1y8,1m5,1r4,且x,y,z,m,n,r均为整数),规定K(s,t)=F(s)F(t),当F(s)+F(t)12时,求K(s,t)的最大值【分析】(1)设出两位数,根据这个两位数是“巧数”得出y2x,最后根据这个两位数是完全平方数,即可得出结论;(2)先根据这个两位数是“巧数”得出m2n,进而表示出新的两位数和三位数,再根据这个三位数与这个两位数的差为一个完全平方数得出10(9c+a)是完全平方数,即可得
21、出结论【解答】解:(1)设两位数的个位数字为y,十位数字为x,(1x9,1y9),则这个两位数为(10x+y),这个两位数是“巧数”,4(x+y)10x+y,y2x,即:这个两位数为10x+y10x+2x12x,当x2时,y4,这个两位数是24;当x3时,y6,这个两位数为36;(2)S3010+100x+10y+z3000+100x+10(y+1)+z,p1(30+y+1)(10x+z)31+y10xz,q1(30+z)(10x+y+1)29+z10xy,f(S)q1p1(29+z10xy)(31+y10xz)2+2z2y;t1100m+400+10n+2r1000m+100(4+m)+10
22、n+2r,p2(10m+n)(40+10m+2r)n402r,q2(10m+2r)(40+10m+n)2r40n,f(t)q2p2(2r40n)(n402r)4r2n,K(s,t)=f(s)f(t)=2+2z2y4r2n=zy12rn,f(S)+f(t)12,即2+2z2y+4r2n12,解得2rn7z+y,K(s,t)=f(s)f(t)=zy17z+y,s都是“双巧数”,10(y+1)+z4(y+1+z),解得2y+2z,K(s,t)=f(s)f(t)=zy17z+y=2y+2y172y2+y=y+15y=1+65y,若要使K(s,t)最大,则其分母最小,分子最大1z9,1y3,且y为正整数
23、,y取3,K(s,t)的最大值为24(2022大足区模拟)对任意一个四位正整数m,如果m的百位数字等于个位数字与十位数字之和,m的千位数字等于十位数字的2倍与个位数字之和,那么称这个数m为“和谐数”例如:m7431,满足1+34,23+17,所以7431是“和谐数”例如:m6413,满足1+34,但21+356,所以6413不是“和谐数”(1)判断8624和9582是不是“和谐数”,并说明理由;(2)若m是“和谐数”,且m与22的和能被13整除,求满足条件的所有“和谐数”m【分析】(1)根据“和谐数”的定义直接进行判断即可;(2)设m的个位数为a,十位数为b,根据m是“和谐数”,则m的百位数为
24、a+b,千位数为2b+a,再根据m与22的和能被13整除,即可解答【解答】解:(1)m8624,62+4,822+4,8642是“和谐数”;m9582,58+2,9582不是“和谐数”;(2)设m的个位数为a,0a9,十位数为b,0b9,且a、b为整数,m是“和谐数”,m的百位数为a+b(0a+b9),千位数为2b+a(02b+a9),m1000 (2b+a)+100 (a+b)+10b+a1101a+2110b,m与22的和能被13整除,1101a+2110b+2213(84a+162b)+9a+4b+22能被13整除,9a+4b+22能被13整除,2b+a9,且a、b为整数,a92b2,a
25、只能取0,1,2,3,4,b1时,a0或b2时,a1或b3时,a2或b4,a3或b5,a4或b6,a5(不合题意舍去)或b7,a6(不合题意舍去)或b8,a7(不合题意舍去)或b9,a8(不合题意舍去),a+b1,2b+a2或a+b3,2b+a5或a+b5,2b+a8或a+b7,2b+a11(不合题意舍去)或a+b9,2b+a14(不合题意舍去),m的值为2110或5321或85325(2021北碚区校级模拟)定义一种新运算:对于实数x、y,有L(x,y)ax+by(其中a,b均为非零常数),由这种运算得到的数称之为线性数,记为L(x,y),其中x,y叫做线性数的一个数对,若实数x,y都取正整
26、数,称这样的线性数为正格线性数,这时的x,y叫做正格线性数的正格数对(1)若L(x,y)2x+7y,则L(3,2)8,L(32,12)12;(2)已知L(5,13)=503,L(2,25)8若L(m1,m+2)为正格线性数,求满足66L(m1,m+2)99的正格数对有哪些?若正格线性数L(x,y)55,满足这样的正格数对中,有满足问题的数对吗,若有,请找出;若没有,请说明理由【分析】(1)将所求中的x、y分别代入L(x,y)2x+7y,即可求解;(2)列出二元一次方程组并求出L(x,y)3x+5y,再由所给条件求出738m1112,即可求出满足条件的m,即可确定正格数对;结合分别求出满足条件的
27、x、y的值,再与中的正格数对进行比较即可【解答】解:(1)L(x,y)2x+7y,L(3,2)23+7(2)8,L(32,12)232+7(12)=12,故答案为:8,12;(2)L(5,13)=503,L(2,25)8,5a+13b=5032a+25b=8,a=3b=5,L(x,y)3x+5y,L(m1,m+2)为正格线性数,m1,66L(m1,m+2)99,663(m1)+5(m+2)99,738m1112,m8,9,10,11,满足条件的正格数对有L(7,10),L(8,11),L(9,12),L(10,13)共4对;L(x,y)55,3x+5y55,y1135x,y0的整数,x5或x1
28、0或x15,y8或y5或y2,没有满足问题的数对6(2022秋岳麓区校级期中)对x定义一种新运算E,规定E(x)(ax+2)(2bx3),其中a,b是非零常数如:当a1,b1时,E(x)(x+2)(2x3)2x2+x6(1)当a,b满足(a12)2+|b+6|=0时,计算E(x);(2)已知E(23x)=32x22x163,请求出ab的值;(3)若当a3,b2时,关于x的不等式组E(x)2x(6x+3)2k4E(2+x)E(2x1)228恰好有5个整数解,求k的取值范围【分析】(1)利用非负数的意义求得a,b的值,再利用新定义的规定解答即可;(2)利用新定义的规定计算E(23x),利用对应项的
29、系数相等得到关于a,b的等式,化简后即可得出结论;(3)将原不等式组利用新定义的规定化简,解一元一次不等式组,利用整数解列出不等式组,解不等式组即可得出结论【解答】解:(1)(a12)2+|b+6|=0,(a12)20,|b+6|0,a12=0,b+60,a=12,b=6,E(x)=(12x+2)(12x3)6x232x24x6=6x2512x6;(2)E(23x)a(23x)+22b(23x)318abx23a(4b3)+6b(2+2a)x+(2+2a)(4b3)18abx2(24ab9a+12b)x+(8ab6a+8b6),18ab=32,(24ab9a+12b)2,8ab6a+8b6=1
30、63,ab=112,29a+12b2,9a+12b0,3a4bab=43(3)当a3,b2时,E(x)(3x+2)(4x3)12x2x6,E(x)2x(6x+3)7x6当a3,b2时,4E(2+x)E(2x1)238x+153,原不等式组可化为:7x62k,238x+153228,解得:2k+67x75238,不等式组恰好有5个整数解,52k+674,11k14.57(2022春五华区校级期中)阅读材料:对实数a、b,定义T(a,b)的含义为,当ab时T(a,b)a+b;当ab时,T(a,b)ab例如:T(1,3)1+34,T(2,1)2(1)3;根据以上材料,回答下列问题:(1)若T(m2+
31、1,1)6,则m2或2;(2)已知x+y8,且xy,求T(4,x)T(4,y)的值【分析】(1)由题意可得T(m2+1,1)m2+1+16,求出m的值即可;(2)由题意可得x4,y4,再求T(4,x)T(4,y)4+x(4y)x+y8【解答】解:(1)m2+10,m2+11,T(m2+1,1)m2+1+16,解得m2或m2,故答案为:2或2;(2)xy,x4,y4,T(4,x)T(4,y)4+x(4y)x+y,x+y8,T(4,x)T(4,y)88(2022春巴中期末)定义:如果两个一元一次方程的解之和为1,我们就称这两个方程为“美好方程”例如:方程2x13和x+10为“美好方程”(1)请判断
32、方程4x(x+5)1与方程2yy3是否互为“美好方程”;(2)若关于x的方程x2+m0与方程3x2x+4是“美好方程”,求m的值;(3)若关于x方程12022x10与12022x+13x+k是“美好方程”,求关于y的方程12022(y+2)+13y+k+6的解【分析】(1)分别求得两个方程的解,再利用“美好方程”的定义进行判断即可;(2)分别求得两个方程的解,利用“美好方程”的定义列出关于m 的方程解答即可;(3)求得方程12022x10的解,利用“美好方程”的定义得到方程12022x+13x+k的解,将关于y的方程12022(y+2)+13y+k+6变形,利用同解方程的定义即可得到y+2的值
33、,从而求得方程的解【解答】解:(1)方程4x(x+5)1与方程2yy3是互为“美好方程”,理由:解方程4x(x+5)1得:x2,方程2yy3的解为:y1x+y211,方程4x(x+5)1与方程2yy3是互为“美好方程”;(2)关于x的方程x2+m0的解为:x2m,方程3x2x+4的解为:x3,关于x的方程x2+m0与方程3x2x+4是“美好方程”,2m+31,m1;(3)方程12022x10的解为:x2022,关于x方程12022x10与12022x+13x+k是“美好方程”,方程12022x+13x+k的解为:x2021关于y的方程12022(y+2)+13y+k+6就是:12022(y+2
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