13. 如图,一个盛有水的圆柱形玻璃容器的内底面半径为 20 cm,容器内的水的高度为15 cm,如果把一根半径为 10 cm 的玻璃棒垂直插入水中,那么容器内的水升高(水不会溢出)

5
cm.答案
解:$A$点的坐标为$\boldsymbol{(3,2)}$,
$B$点的坐标为$\boldsymbol{(-3,4)}$,
$C$点的坐标为$\boldsymbol{(-4,-3)}$,
$D$点的坐标为$\boldsymbol{(3,-3)}$。
$B$点的坐标为$\boldsymbol{(-3,4)}$,
$C$点的坐标为$\boldsymbol{(-4,-3)}$,
$D$点的坐标为$\boldsymbol{(3,-3)}$。
解析
【分析】
要解决这个问题,首先需明确题中的等量关系:容器中原有水的体积 + 插入后玻璃棒浸入水中部分的体积 = 插入玻璃棒后容器内水面以下的总体积。我们可以设水面升高的高度为未知数,结合圆柱体积公式(圆柱体积=π×底面半径²×高)分别表示出三个部分的体积,代入等量关系列方程求解即可。
【解析】
设容器内的水升高$ x $ cm。
根据圆柱体积公式:原有水的体积为$ π × 20^2 × 15 $;玻璃棒浸入水中部分的高度为$ (15+x) $ cm,这部分体积为$ π × 10^2 × (15+x) $;插入玻璃棒后水面总高度为$ (15+x) $ cm,对应容器内水面以下的总体积为$ π × 20^2 × (15+x) $。
根据等量关系列方程:
$ π · 20^2 × 15 + π · 10^2 (15+x) = π · 20^2 (15+x) $
两边同时除以$ π $消去$ π $,得:
$ 400 × 15 + 100(15+x) = 400(15+x) $
化简计算:
$ 6000 + 1500 + 100x = 6000 + 400x $
移项合并同类项得:
$ 300x = 1500 $
解得$ x=5 $。
【答案】
5
【知识点】
一元一次方程的应用,圆柱体积计算,等积变形
【点评】
本题属于几何类的方程应用问题,解题核心是准确找到体积间的等量关系,需注意玻璃棒浸入水中的高度为升高后的总水面高度,不要误代入原水面高度,明确各部分体积的计算对象是解题的关键。
【难度系数】
0.6
要解决这个问题,首先需明确题中的等量关系:容器中原有水的体积 + 插入后玻璃棒浸入水中部分的体积 = 插入玻璃棒后容器内水面以下的总体积。我们可以设水面升高的高度为未知数,结合圆柱体积公式(圆柱体积=π×底面半径²×高)分别表示出三个部分的体积,代入等量关系列方程求解即可。
【解析】
设容器内的水升高$ x $ cm。
根据圆柱体积公式:原有水的体积为$ π × 20^2 × 15 $;玻璃棒浸入水中部分的高度为$ (15+x) $ cm,这部分体积为$ π × 10^2 × (15+x) $;插入玻璃棒后水面总高度为$ (15+x) $ cm,对应容器内水面以下的总体积为$ π × 20^2 × (15+x) $。
根据等量关系列方程:
$ π · 20^2 × 15 + π · 10^2 (15+x) = π · 20^2 (15+x) $
两边同时除以$ π $消去$ π $,得:
$ 400 × 15 + 100(15+x) = 400(15+x) $
化简计算:
$ 6000 + 1500 + 100x = 6000 + 400x $
移项合并同类项得:
$ 300x = 1500 $
解得$ x=5 $。
【答案】
5
【知识点】
一元一次方程的应用,圆柱体积计算,等积变形
【点评】
本题属于几何类的方程应用问题,解题核心是准确找到体积间的等量关系,需注意玻璃棒浸入水中的高度为升高后的总水面高度,不要误代入原水面高度,明确各部分体积的计算对象是解题的关键。
【难度系数】
0.6
14. 改编题 设一列数$a_1,a_2,a_3,\dots,a_{2026}$中任意三个相邻数之和都是28,已知$a_6=4x-1$,$a_{20}=10$,$a_{66}=5-2x$,那么$a_{2026}=$
15
。答案
15 解析:因为任意三个相邻数之和都是28,所以 $a_1+a_2+ a_3=a_2+a_3+a_4=28,a_2+a_3+a_4=a_3+a_4+a_5=28,a_3+a_4+a_5= a_4+a_5+a_6=28$,所以 $a_1=a_4,a_2=a_5,a_3=a_6$,所以 $a_1= a_{3n+1},a_2=a_{3n+2},a_3=a_{3n}$.因为 $20=3×6+2,a_{20}=10$,所以 $a_{20}= a_2=10$.因为 $6=3×2,66=3×22$,所以 $a_{66}=a_6$.因为 $a_6=4x- 1,a_{66}=5-2x$,所以 $4x-1=5-2x$,所以 $x=1$,所以 $a_3=a_6=3$. 因为 $2\ 026÷ 3=675······ 1$,所以 $a_{2\ 026}=a_1$.因为 $a_1+a_2+ a_3=28$,所以 $a_1=15$,所以 $a_{2\ 026}=15$.
解析
【分析】
首先根据“任意三个相邻数之和都是28”的条件,对比相邻两组三个数的和,消去重复项可推出数列周期为3,即每3个数为一组循环出现;接下来将已知项的下标除以3,根据余数判断其对应周期内的位置:其中a₆和a₆₆除以3均无余数,对应周期第3项,二者相等,据此列一元一次方程求出x,可得a₃的数值;a₂₀除以3余2,对应周期第2项,可得a₂的数值;再根据三个相邻数和为28求出a₁的数值;最后计算2026除以3的余数,对应到周期内的项即可求出结果。
【解析】
∵ 任意三个相邻数之和都是28
∴ $a_1+a_2+a_3=a_2+a_3+a_4=28$,$a_2+a_3+a_4=a_3+a_4+a_5=28$,$a_3+a_4+a_5=a_4+a_5+a_6=28$
依次消去等式两边相同的项,可得:$a_1=a_4$,$a_2=a_5$,$a_3=a_6$
即数列周期为3,规律为:$a_{3n+1}=a_1$,$a_{3n+2}=a_2$,$a_{3n}=a_3$(n为非负整数)
∵ $20=3×6+2$,$a_{20}=10$
∴ $a_{20}=a_2=10$
∵ $6=3×2$,$66=3×22$
∴ $a_6=a_3$,$a_{66}=a_3$,即$a_6=a_{66}$
代入$a_6=4x-1$,$a_{66}=5-2x$得:
$4x-1=5-2x$
解得:$x=1$
∴ $a_3=a_6=4×1-1=3$
∵ $a_1+a_2+a_3=28$
∴ $a_1=28-a_2-a_3=28-10-3=15$
∵ $2026÷3=675······1$,即$2026=3×675+1$
∴ $a_{2026}=a_1=15$
【答案】
15
【知识点】
数列规律探究,一元一次方程求解,周期规律应用
【点评】
本题是规律探究类的典型题型,核心是通过相邻项的和的关系推导数列的周期性,解题时需准确计算各项下标除以周期的余数,对应到周期内的位置,再结合方程求解未知量,整体逻辑清晰,侧重考查学生的归纳推理能力和运算能力。
【难度系数】
0.6
首先根据“任意三个相邻数之和都是28”的条件,对比相邻两组三个数的和,消去重复项可推出数列周期为3,即每3个数为一组循环出现;接下来将已知项的下标除以3,根据余数判断其对应周期内的位置:其中a₆和a₆₆除以3均无余数,对应周期第3项,二者相等,据此列一元一次方程求出x,可得a₃的数值;a₂₀除以3余2,对应周期第2项,可得a₂的数值;再根据三个相邻数和为28求出a₁的数值;最后计算2026除以3的余数,对应到周期内的项即可求出结果。
【解析】
∵ 任意三个相邻数之和都是28
∴ $a_1+a_2+a_3=a_2+a_3+a_4=28$,$a_2+a_3+a_4=a_3+a_4+a_5=28$,$a_3+a_4+a_5=a_4+a_5+a_6=28$
依次消去等式两边相同的项,可得:$a_1=a_4$,$a_2=a_5$,$a_3=a_6$
即数列周期为3,规律为:$a_{3n+1}=a_1$,$a_{3n+2}=a_2$,$a_{3n}=a_3$(n为非负整数)
∵ $20=3×6+2$,$a_{20}=10$
∴ $a_{20}=a_2=10$
∵ $6=3×2$,$66=3×22$
∴ $a_6=a_3$,$a_{66}=a_3$,即$a_6=a_{66}$
代入$a_6=4x-1$,$a_{66}=5-2x$得:
$4x-1=5-2x$
解得:$x=1$
∴ $a_3=a_6=4×1-1=3$
∵ $a_1+a_2+a_3=28$
∴ $a_1=28-a_2-a_3=28-10-3=15$
∵ $2026÷3=675······1$,即$2026=3×675+1$
∴ $a_{2026}=a_1=15$
【答案】
15
【知识点】
数列规律探究,一元一次方程求解,周期规律应用
【点评】
本题是规律探究类的典型题型,核心是通过相邻项的和的关系推导数列的周期性,解题时需准确计算各项下标除以周期的余数,对应到周期内的位置,再结合方程求解未知量,整体逻辑清晰,侧重考查学生的归纳推理能力和运算能力。
【难度系数】
0.6
三、解答题(共58分)
15. (12分)解下列方程:
(1) $3(3x+1)=4(1-x)-3(x+3)$;
(2) $\frac{x+5}{3}-\frac{x-3}{4}=6$;
(3) $\frac{0.4x+0.9}{0.5}-\frac{0.03+0.02x}{0.03}=\frac{x-5}{2}$。
15. (12分)解下列方程:
(1) $3(3x+1)=4(1-x)-3(x+3)$;
(2) $\frac{x+5}{3}-\frac{x-3}{4}=6$;
(3) $\frac{0.4x+0.9}{0.5}-\frac{0.03+0.02x}{0.03}=\frac{x-5}{2}$。
答案
解:
1. 描点:
点$A(-3,1)$:在x轴上找到表示$-3$的刻度,作x轴的垂线,在y轴上找到表示$1$的刻度,作y轴的垂线,两垂线的交点即为点$A$;
点$B(2,-2)$:在x轴上找到表示$2$的刻度,作x轴的垂线,在y轴上找到表示$-2$的刻度,作y轴的垂线,两垂线的交点即为点$B$;
点$C(2,3)$:在x轴上找到表示$2$的刻度,作x轴的垂线,在y轴上找到表示$3$的刻度,作y轴的垂线,两垂线的交点即为点$C$;
点$D(0,1)$:该点横坐标为0,在y轴上找到纵坐标为$1$的位置,该点即为点$D$。
2. 连线:
用线段依次连接$AD$、$BD$、$AC$、$BC$,最终得到的图形即为题目要求绘制的图形。
1. 描点:
点$A(-3,1)$:在x轴上找到表示$-3$的刻度,作x轴的垂线,在y轴上找到表示$1$的刻度,作y轴的垂线,两垂线的交点即为点$A$;
点$B(2,-2)$:在x轴上找到表示$2$的刻度,作x轴的垂线,在y轴上找到表示$-2$的刻度,作y轴的垂线,两垂线的交点即为点$B$;
点$C(2,3)$:在x轴上找到表示$2$的刻度,作x轴的垂线,在y轴上找到表示$3$的刻度,作y轴的垂线,两垂线的交点即为点$C$;
点$D(0,1)$:该点横坐标为0,在y轴上找到纵坐标为$1$的位置,该点即为点$D$。
2. 连线:
用线段依次连接$AD$、$BD$、$AC$、$BC$,最终得到的图形即为题目要求绘制的图形。
解析
【分析】
三道题均为一元一次方程求解,通用解题步骤为:去分母、去括号、移项、合并同类项、系数化为1。其中第(3)题需先利用分数的基本性质将分母中的小数转化为整数,再按常规步骤计算。计算时注意:去分母不要漏乘不含分母的项,去括号时要根据括号前的符号判断是否变号。
【解析】
(1) 去括号,得:
$9x+3=4-4x-3x-9$
移项,将含$x$的项移到等号左边,常数项移到等号右边,得:
$9x+4x+3x=4-9-3$
合并同类项,得:
$16x=-8$
系数化为1,得:
$x=-\frac{1}{2}$
(2) 去分母,两边同乘分母的最小公倍数12,得:
$4(x+5)-3(x-3)=72$
去括号,得:
$4x+20-3x+9=72$
合并同类项,得:
$x+29=72$
移项计算,得:
$x=72-29=43$
(3) 先利用分数的基本性质将小数分母化为整数:
第一个分数分子分母同乘10,得$\frac{4x+9}{5}$;第二个分数分子分母同乘100,得$\frac{3+2x}{3}$,原方程转化为:
$\frac{4x+9}{5}-\frac{3+2x}{3}=\frac{x-5}{2}$
去分母,两边同乘分母的最小公倍数30,得:
$6(4x+9)-10(3+2x)=15(x-5)$
去括号,得:
$24x+54-30-20x=15x-75$
合并同类项,得:
$4x+24=15x-75$
移项,得:
$4x-15x=-75-24$
合并同类项,得:
$-11x=-99$
系数化为1,得:
$x=9$
【答案】
(1)$x=-\frac{1}{2}$;(2)$x=43$;(3)$x=9$
【知识点】
一元一次方程的解法,分数的基本性质,去括号法则
【点评】
本题属于一元一次方程的基础计算题型,覆盖了一元一次方程常见的考查形式,计算时注意细节可以有效降低错误率,熟练掌握解题步骤是解这类题的核心。
【难度系数】
0.7
三道题均为一元一次方程求解,通用解题步骤为:去分母、去括号、移项、合并同类项、系数化为1。其中第(3)题需先利用分数的基本性质将分母中的小数转化为整数,再按常规步骤计算。计算时注意:去分母不要漏乘不含分母的项,去括号时要根据括号前的符号判断是否变号。
【解析】
(1) 去括号,得:
$9x+3=4-4x-3x-9$
移项,将含$x$的项移到等号左边,常数项移到等号右边,得:
$9x+4x+3x=4-9-3$
合并同类项,得:
$16x=-8$
系数化为1,得:
$x=-\frac{1}{2}$
(2) 去分母,两边同乘分母的最小公倍数12,得:
$4(x+5)-3(x-3)=72$
去括号,得:
$4x+20-3x+9=72$
合并同类项,得:
$x+29=72$
移项计算,得:
$x=72-29=43$
(3) 先利用分数的基本性质将小数分母化为整数:
第一个分数分子分母同乘10,得$\frac{4x+9}{5}$;第二个分数分子分母同乘100,得$\frac{3+2x}{3}$,原方程转化为:
$\frac{4x+9}{5}-\frac{3+2x}{3}=\frac{x-5}{2}$
去分母,两边同乘分母的最小公倍数30,得:
$6(4x+9)-10(3+2x)=15(x-5)$
去括号,得:
$24x+54-30-20x=15x-75$
合并同类项,得:
$4x+24=15x-75$
移项,得:
$4x-15x=-75-24$
合并同类项,得:
$-11x=-99$
系数化为1,得:
$x=9$
【答案】
(1)$x=-\frac{1}{2}$;(2)$x=43$;(3)$x=9$
【知识点】
一元一次方程的解法,分数的基本性质,去括号法则
【点评】
本题属于一元一次方程的基础计算题型,覆盖了一元一次方程常见的考查形式,计算时注意细节可以有效降低错误率,熟练掌握解题步骤是解这类题的核心。
【难度系数】
0.7
16. (8分)小明在对关于$x$的方程$\frac{x+3}{3}-\frac{mx-1}{6}=-1$去分母时,得到了方程$2(x+3)-(mx-1)=-1$,因而求得的解是$x=8$,你认为他的答案正确吗?如果不正确,请求出原方程的正确解.
答案
不正确.求解如下:把 $x=8$ 代入 $2(x+3)-(mx-1)=-1$,得 $2×(8+3)-(8m-1)=-1$,解得 $m=3$,所以原方程为$\frac{x+3}{3}- \frac{3x-1}{6}=-1$,去分母,得 $2(x+3)-(3x-1)=-6$,解得 $x=13$.
解析
【分析】
小明去分母时漏乘了方程右侧不含分母的常数项-1,因此得到的整式方程是错误的,他求出的解不是原方程的解。不过x=8是小明得到的错误整式方程的解,我们可以先将x=8代入错误方程求出参数m的值,再把m代入原方程,按照解一元一次方程的正确步骤计算,就能得到原方程的正确解。
【解析】
小明的答案不正确,求解过程如下:
1. 求参数m的值
已知x=8是错误方程$2(x+3)-(mx-1)=-1$的解,将x=8代入该方程:
$2×(8+3)-(8m-1)=-1$
计算得:$22 -8m +1 = -1$
整理得:$23 -8m = -1$
移项解得:$m=3$
2. 解原方程
将$m=3$代入原方程,得:
$\frac{x+3}{3}-\frac{3x-1}{6}=-1$
两边同时乘6去分母,得:
$2(x+3)-(3x-1)=-6$
去括号:$2x +6 -3x +1 = -6$
合并同类项:$-x +7 = -6$
移项、系数化为1得:$x=13$
【答案】
不正确,原方程的正确解为$\boldsymbol{x=13}$
【知识点】
一元一次方程的解、解一元一次方程
【点评】
本题重点考察解一元一次方程中去分母的易错点,去分母时要注意所有项都要乘公分母,尤其是不含分母的常数项不能漏乘;利用错误方程的解求未知参数是解决这类问题的常用思路,计算时要注意去括号的符号变化,避免计算错误。
【难度系数】
0.7
小明去分母时漏乘了方程右侧不含分母的常数项-1,因此得到的整式方程是错误的,他求出的解不是原方程的解。不过x=8是小明得到的错误整式方程的解,我们可以先将x=8代入错误方程求出参数m的值,再把m代入原方程,按照解一元一次方程的正确步骤计算,就能得到原方程的正确解。
【解析】
小明的答案不正确,求解过程如下:
1. 求参数m的值
已知x=8是错误方程$2(x+3)-(mx-1)=-1$的解,将x=8代入该方程:
$2×(8+3)-(8m-1)=-1$
计算得:$22 -8m +1 = -1$
整理得:$23 -8m = -1$
移项解得:$m=3$
2. 解原方程
将$m=3$代入原方程,得:
$\frac{x+3}{3}-\frac{3x-1}{6}=-1$
两边同时乘6去分母,得:
$2(x+3)-(3x-1)=-6$
去括号:$2x +6 -3x +1 = -6$
合并同类项:$-x +7 = -6$
移项、系数化为1得:$x=13$
【答案】
不正确,原方程的正确解为$\boldsymbol{x=13}$
【知识点】
一元一次方程的解、解一元一次方程
【点评】
本题重点考察解一元一次方程中去分母的易错点,去分母时要注意所有项都要乘公分母,尤其是不含分母的常数项不能漏乘;利用错误方程的解求未知参数是解决这类问题的常用思路,计算时要注意去括号的符号变化,避免计算错误。
【难度系数】
0.7
17. (12分)抗震救灾,重建家园,为了修建在地震中受损的一条公路,若由甲工程队单独修建需3个月完成,每月耗资12万元;若由乙工程队单独修建需6个月完成,每月耗资5万元.
(1)请问甲、乙两工程队合修需几个月完成?共耗资多少万元?
(2)若要求最迟4个月完成修建任务,请你设计一种方案,既保证按时完成任务,又最大限度地节省资金(时间按整月计算).
(1)请问甲、乙两工程队合修需几个月完成?共耗资多少万元?
(2)若要求最迟4个月完成修建任务,请你设计一种方案,既保证按时完成任务,又最大限度地节省资金(时间按整月计算).
答案
(1)设甲、乙两工程队合修需 $x$ 个月完成,由题意,得 $(\frac{1}{3}+ \frac{1}{6})x=1$,解得 $x=2$.则 $(12+5)×2=34$(万元). 即甲、乙两工程队合修需2个月完成,共耗资34万元.
(2)由于要最大限度地节省资金,故应尽可能多地由乙工程队完成.设甲、乙两工程队合修 $y$ 个月,剩下的由乙工程队来完成. 由题意,得 $(\frac{1}{3}+\frac{1}{6})y+\frac{4-y}{6}=1$,解得 $y=1$.故甲、乙两工程队合修1个月,剩下的由乙工程队来修3个月.
(2)由于要最大限度地节省资金,故应尽可能多地由乙工程队完成.设甲、乙两工程队合修 $y$ 个月,剩下的由乙工程队来完成. 由题意,得 $(\frac{1}{3}+\frac{1}{6})y+\frac{4-y}{6}=1$,解得 $y=1$.故甲、乙两工程队合修1个月,剩下的由乙工程队来修3个月.
解析
【分析】
本题属于工程类应用题,核心思路是把总工作量看作单位“1”,工作效率=1÷单独完成总时长。(1)问先求出甲、乙各自的工作效率,合作的工作效率为两队效率之和,根据“工作效率×工作时间=工作总量”列方程求解合作时长,再结合两队每月耗资计算总耗资即可。(2)问由于乙队每月耗资更低,要最大限度节省资金,应尽可能让乙队多做,已知最迟4个月完成,可设两队合作y个月,剩余部分由乙队在(4-y)个月内完成,根据总工作量为1列方程求解,即可得到最优方案。
【解析】
(1) 设甲、乙两工程队合修需$x$个月完成。
把总工作量看作单位1,甲的工作效率为$\frac{1}{3}$每月,乙的工作效率为$\frac{1}{6}$每月,根据题意列方程:
$(\frac{1}{3}+\frac{1}{6})x=1$
化简得$\frac{1}{2}x=1$,解得$x=2$。
总耗资为两队每月耗资之和乘以合作时长:$(12+5)×2=34$(万元)。
(2) 要最大限度节省资金,因乙队每月耗资更少,应尽可能安排乙队多施工。设甲、乙两工程队合修$y$个月,剩余工程由乙队单独做$(4-y)$个月完成,根据总工作量为1列方程:
$(\frac{1}{3}+\frac{1}{6})y + \frac{4-y}{6}=1$
化简得$\frac{1}{2}y + \frac{4-y}{6}=1$,两边同乘6得$3y + 4 - y =6$,解得$y=1$。
则乙队单独施工的时长为$4-1=3$个月。
【答案】
(1) 甲、乙两工程队合修需2个月完成,共耗资34万元;
(2) 甲、乙两工程队合修1个月,剩下的由乙工程队单独修3个月。
【知识点】
1. 一元一次方程的应用
2. 工程问题
3. 最优方案设计
【点评】
本题结合实际场景出题,既考察了工程问题的基本公式和一元一次方程的解法,又需要学生结合成本最优的逻辑设计合理方案,能够有效提升学生用数学知识解决实际问题的能力。
【难度系数】
0.7
本题属于工程类应用题,核心思路是把总工作量看作单位“1”,工作效率=1÷单独完成总时长。(1)问先求出甲、乙各自的工作效率,合作的工作效率为两队效率之和,根据“工作效率×工作时间=工作总量”列方程求解合作时长,再结合两队每月耗资计算总耗资即可。(2)问由于乙队每月耗资更低,要最大限度节省资金,应尽可能让乙队多做,已知最迟4个月完成,可设两队合作y个月,剩余部分由乙队在(4-y)个月内完成,根据总工作量为1列方程求解,即可得到最优方案。
【解析】
(1) 设甲、乙两工程队合修需$x$个月完成。
把总工作量看作单位1,甲的工作效率为$\frac{1}{3}$每月,乙的工作效率为$\frac{1}{6}$每月,根据题意列方程:
$(\frac{1}{3}+\frac{1}{6})x=1$
化简得$\frac{1}{2}x=1$,解得$x=2$。
总耗资为两队每月耗资之和乘以合作时长:$(12+5)×2=34$(万元)。
(2) 要最大限度节省资金,因乙队每月耗资更少,应尽可能安排乙队多施工。设甲、乙两工程队合修$y$个月,剩余工程由乙队单独做$(4-y)$个月完成,根据总工作量为1列方程:
$(\frac{1}{3}+\frac{1}{6})y + \frac{4-y}{6}=1$
化简得$\frac{1}{2}y + \frac{4-y}{6}=1$,两边同乘6得$3y + 4 - y =6$,解得$y=1$。
则乙队单独施工的时长为$4-1=3$个月。
【答案】
(1) 甲、乙两工程队合修需2个月完成,共耗资34万元;
(2) 甲、乙两工程队合修1个月,剩下的由乙工程队单独修3个月。
【知识点】
1. 一元一次方程的应用
2. 工程问题
3. 最优方案设计
【点评】
本题结合实际场景出题,既考察了工程问题的基本公式和一元一次方程的解法,又需要学生结合成本最优的逻辑设计合理方案,能够有效提升学生用数学知识解决实际问题的能力。
【难度系数】
0.7
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