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wanlufei 的试卷20 道题满分 100 分

七年级上数学第8周周末练习

全部题目及各小问的标准答案、推理过程、同步配音与可操作动画。

解析阅读约 87 分钟

每题保留原题,解析可独立展开。

第 1 题3 分 · 二维图解 · 倒数:用乘积1核对负九

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−9的倒数是( )。

A. −1/9  B. −0.9  C. 1/9  D. 9

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答案:A,−1/9。 倒数的判定条件是两数相乘等于1。

正在准备演示…

先把整数写成分数

−9=−9/1。交换分子与分母,得到1/(−9)=−1/9。

为什么这样交换?乘起来以后,分子与分母相同,便得到1:

(−9)×(−19)=1(-9)\times\left(-\frac19\right)=1

9是−9的相反数,因为相加为0;1/9与−9相乘为−1;−0.9与−9相乘为8.1。只有A满足倒数定义。

换一个数检查定义

0有没有倒数?

展开答案与理由没有。0乘任何数都是0,无法得到1。倒数只对非零数存在。

第 2 题3 分 · 二维图解 · 射线命名:端点A写在前面

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手电筒发射出来的光线,若发光点标识为点A,光线上任意一点标识为点B,则光线可表示为( )。

A. 线段AB  B. 射线BA  C. 直线AB  D. 射线AB

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答案:D,射线AB。 先认端点,再认延伸方向。

正在准备演示…

A是发光点,也是唯一的端点。光线从A出发,经过B后继续向前。因此用射线表示,并把端点A写在前面。

线段AB在A、B两处都停止;直线AB向两边延伸;射线BA以B为端点,经过A向另一侧延伸。它们都与题意不同。

换条件再试

若C也在这束光线上,且C不与A重合,射线AC与射线AB是否相同?

展开答案与理由相同。两者端点都是A,延伸方向也相同。射线的第二个字母用来指明方向,不是另一个端点。

第 3 题3 分 · 二维图解 · 科学记数法:小数点移动与十的幂

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2025年全国普通高校毕业生规模预计达12220000。其中“12220000”用科学记数法表示为( )。

A. 1.222×10⁸  B. 12.22×10⁶  C. 1.222×10⁷  D. 0.1222×10⁸

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答案:C,1.222×10⁷。 前面的数须满足1≤a<10。

正在准备演示…

数清小数点移动几位

把12220000的小数点从末尾移到第一个1后面,共向左移动7位,得到1.222。

前面的数缩小了10⁷倍,乘上10⁷才能保持原数不变,所以:

12220000=1.222×10712220000=1.222\times10^7

B和D虽然数值也等于12220000,但12.22≥10、0.1222<1,都不符合科学记数法的形式要求。A则把原数扩大了10倍。

换条件再试

1.222×10⁸与本题的数相比怎样变化?

展开答案与理由扩大为原来的10倍。前面的1.222不变,十的幂从7次变成8次,多乘了一个10。

第 4 题3 分 · 二维图解 · 系数、次数与同类项逐项核对

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下列说法正确的是( )。

A. πx²y/3的系数是1/3。

B. −5²a²b的次数是5。

C. −3a²b⁴c与(1/2)b⁴ca²是同类项。

D. 3²x²y+2xy−7是五次三项式。

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答案:C。 同类项要逐个比较字母及其指数。

正在准备演示…

选项 核对办法 正确结论
A π是一个数,和1/3一起属于系数 系数是π/3
B 次数只加字母的指数:a²中的2与b中的1 次数是3;−5²=−25属于系数
C 两项都含a²、b⁴、c,指数分别为2、4、1 是同类项,系数和字母排列顺序可以不同
D 三项的次数分别为3、2、0,取最高值 三次三项式;3²只影响系数

字母没有写指数,表示一次。常数项−7属于多项式中的一项,但不会提高这里的最高次数。

换条件再试

把C中第二项的a²改成a³,还是同类项吗?

展开答案与理由不是。a的指数从2变成3,两项的字母指数不再分别相同。只看字母种类相同还不够。

第 5 题3 分 · 三维实验 · 无盖正方体:追踪五个面的折叠

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下列四个图形中,经过折叠可以围成一个无盖正方体盒子的是( )。

A
B
C
D
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答案:A。 一个底面配四个不重叠的侧面,正好留下一个开口。

正在准备演示…

从中间的底面开始折

A中间一格作为底面。与它共边的四格,分别沿这四条边折起90°,成为四个侧面。五格大小不变,连接边也不变,彼此没有重叠。

检查另三幅的冲突

B的五格排成一条直线,沿边折起后,两端会占据同一个面。

C包含一个完整的2×2方格,四格共有一个顶点。正方体每个顶点只有三个面相交;不剪开这块纸就无法形成所需的角。

D的两条三格长臂共用角格,把它作为底面折起时,两条臂的末端会重叠。

所以只有A可行。不能只数“都是5格”,还要检查折好后每格的位置。

换条件再试

把A整体旋转90°,还能折成无盖盒子吗?

展开答案与理由能。旋转整张展开图没有改变各格的共边连接关系,原来的折叠方法仍成立。

第 6 题3 分 · 二维图解 · 由a、b的区间判断和与积的符号

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有理数a、b在数轴上的对应点的位置如图所示,下列结论中正确的是( )。

-2-1012ab

A. a>−1  B. ab>0  C. a−b>0  D. a+b<0

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答案:D,a+b<0。 由图可读出−2<a<−1,0<b<1。

正在准备演示…

先读范围,不猜具体数

a<−1,因此A不成立。a是负数,b是正数,异号相乘为负,所以ab<0。

a本来就小于0,再减去正数b会更小,因此a−b<0。

为什么a+b一定小于0

a<−1,b<1⟹a+b<−1+1=0a<-1,\quad b<1\quad\Longrightarrow\quad a+b<-1+1=0

也可想:a离0超过1个单位,而b不足1个单位。正的b不足以抵消负的a。动画中选a=−1.5、b=0.6帮助观察;结论由整个区间保证。

换条件再试

只知道a<0、b>0,还能确定a+b的符号吗?

展开答案与理由不能。例如−2+1<0,而−1+2>0;−1+1还可以等于0。本题之所以能判断,是另外给出了a<−1、b<1。

第 7 题3 分 · 二维图解 · 四站车票:起点与终点组成有序配对

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如图,在一条公路上有四个车站,依次为A、M、C、N,车站要准备车票,一共要准备( )种车票。

AMCN

A. 6  B. 8  C. 10  D. 12

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答案:D,12种。 去程与回程的起点、终点不同,要分别计数。

正在准备演示…

先固定起点,再列终点

出发站 可以到达的站 车票种数
A M、C、N 3
M A、C、N 3
C A、M、N 3
N A、M、C 3

每张票恰有一个起点,所以四行之间不会重复;每个不同的终点都列到了,所以不会遗漏。总数为4×3=12。

A到M与M到A是两种车票。两站间的无方向线段只有一条,因此“6条线段”和“12种车票”数的对象不同。

换条件再试

若只允许从左向右乘车,需要几种?

展开答案与理由3+2+1=6种。A可到右侧3站,M可到2站,C可到1站,N不能继续向右。不能再给每个起点都配3个终点。

第 8 题3 分 · 二维图解 · 按排计数:第八幅的三角点阵与固定五点

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用大小相同的圆点摆成如图所示的图案,按照这样的规律摆放,则第8个图案中共有圆点的个数是( )。

n=1
n=2
n=3
n=4

A. 34  B. 40  C. 49  D. 59

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答案:C,49个。 按图中摆法,上方各排从2点增加到n+1点,底下另有固定5点。

正在准备演示…

先按排标记,再看哪部分变化

前四幅分别是:

  • 第1幅:2+5=7。
  • 第2幅:3+2+5=10。
  • 第3幅:4+3+2+5=14。
  • 第4幅:5+4+3+2+5=19。

上方每次多一排,新排比原来最长的一排多1点。底下5点没有随图号改变。

第8幅:上方8排,从2点到9点

需要算2+3+4+5+6+7+8+9,再加底下5点。

为什么配对?两端的数一小一大,它们的和相同:2+9=3+8=4+7=5+6=11。8排能配成4组,因此上方有4×11=44点。

总数44+5=49。

写出同一摆法的一般关系

第n幅上方共有n排,从2到n+1;倒序再写一份,每列和为n+3。两份共有n(n+3)点,一份为n(n+3)/2;加上底下5点。

Nn=n(n+3)2+5N_n=\frac{n(n+3)}2+5

这里的理由来自图中继续添排的摆法,不能仅凭7、10、14、19四个数就断言唯一的规律。

换条件再试

若底下改成6点,上方摆法不变,第8幅变成多少点?

展开答案与理由50点。上方仍是44点,只有固定部分从5增加到6。上方各排的计算方法不变。

第 9 题3 分 · 二维图解 · 同类项:逐字母匹配m与n的指数

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如果(1/3)xᵐy与2x³yⁿ⁺⁵是同类项,则m+n=______。

13xmy与2x3yn+5\frac13x^my\quad\text{与}\quad 2x^3y^{n+5}
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答案:−1。 x的指数分别相等,y的指数也分别相等。

正在准备演示…

把相同字母对齐

字母 第一项指数 第二项指数 相等条件
x m 3 m=3
y 1 n+5 n+5=1

y没有写指数,表示y¹,所以n=1−5=−4。于是m+n=3+(−4)=−1。

代回原式,两项分别是(1/3)x³y和2x³y,字母部分完全相同。n是−4,但y的实际指数是n+5=1,不能把这两个量混在一起。

换条件再试

若第一项的y改成y²,而其他条件不变,n会怎样变?

展开答案与理由n+5=2,所以n=−3;m仍是3。只改变y的指数,x的匹配条件不变。

第 10 题3 分 · 二维图解 · 整体代入:不先求x也能求值

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已知x²+x−1=0,则3x²+3x−5=______。

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答案:−2。 所求式中的3x²+3x,是已知整体x²+x的3倍。

正在准备演示…

从已知中取出相同的一块

由x²+x−1=0,两边加1,得x²+x=1。

所求式的前两项都有因数3,因此逆用分配律:

3x2+3x−5=3(x2+x)−5=3×1−5=−23x^2+3x-5=3(x^2+x)-5=3\times1-5=-2

先找“所求式里有没有已知的整块”是本题可执行的第一步。这里不要求求出x,求x会增加不必要的计算。

换条件再试

若只把已知改成x²+x−2=0,所求式仍然相同,结果是什么?

展开答案与理由x²+x=2,所以原式=3×2−5=1。仍然代入同一块,只是整块的值改变了。

第 11 题3 分 · 三维实验 · 折正方体找相对面,再用相反数求值

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如图是一个正方体的表面展开图,若正方体相对的面上的数互为相反数,则2x−y的值为______。

5y2x−3−22x
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答案:−3。 折叠确定相对面,再把“互为相反数”写成和为0。

正在准备演示…

先折叠确认三组相对面

一面 相对面 数的关系
5 2x−3 5+(2x−3)=0
y x y+x=0
−2 2 −2+2=0

平面图中“看着远”不等于相对。动画沿实际共用边折叠,六个标记始终跟随原来的面。

由5+2x−3=0,得2x+2=0,所以x=−1。再由y+x=0,得y=1。

2x−y=2×(−1)−1=−32x-y=2\times(-1)-1=-3

代回检查:三对数是5与−5、1与−1、−2与2,都互为相反数。

换条件再试

只把图上的5改成7,其余规则不变,x、y如何变化?

展开答案与理由7+2x−3=0,得到x=−2,再得到y=2。相对面配对不变;数字改变后,方程和结果随之改变。

第 12 题3 分 · 二维图解 · 三次三项式:次数与非零项数要同时成立

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若下面的多项式是关于x的三次三项式,那么m的值为______。

x∣m∣+(m−3)x+2022x^{|m|}+(m-3)x+2022
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答案:m=−3。 “三次”与“三项”是两个必须同时满足的条件。

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先用最高次数找候选

(m−3)x的次数至多是1,2022是常数。要达到三次,只能让x的指数|m|等于3,所以m=3或m=−3。

再看是否保留三项

当m=3时,一次项的系数m−3=0,原式变成x³+2022,只有两项。

当m=−3时,一次项的系数为−6,原式是x³−6x+2022,三项都不为0,最高次数是3。

因此只有m=−3符合全部要求。系数为0的项不计入多项式的项数。

换条件再试

若把(m−3)x改成(m+3)x,答案会变成什么?

展开答案与理由m=3。|m|=3仍有正负两个候选;这次m=−3会使一次项系数为0,必须排除。

第 13 题3 分 · 三维实验 · 三个可见面:总方块减去隐藏角块

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如图,观察由棱长为1的小立方体摆成的图形,寻找规律:如图①中,共有1个小立方体,其中1个看得见,0个看不见;如图②中,共有8个小立方体,其中7个看得见,1个看不见;如图③中,共有27个小立方体,其中19个看得见,8个看不见;……,则第⑥个图中,看得见的小立方体有______个。

①
②
③
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答案:91个。 保持原图观看方向,用总数减去被挡住的角块。

正在准备演示…

先说明这里的“看得见”

原图同时看见上、前、右三个外表面。一个小立方体只要露出一个面,就算看得见;同时露出两面或三面,也只算一块。

因此不能直接算3×6²,那样会重复计算棱上和角上的小方块。转动后看遍整个物体,也不是题目的固定方向计数。

找出全部看不见的块

第n幅是n×n×n的正方体。去掉靠近观看者的三层外表面,余下的块在三个方向都各少一层,组成(n−1)×(n−1)×(n−1)的角块。

它们全被前面的层挡住;外面三层中的每一块至少露出一面。因此“总数减隐藏数”没有重复,也没有遗漏。

n3−(n−1)3n^3-(n-1)^3

第6幅为6³−5³=216−125=91。代回n=1、2、3,分别得到1、7、19,与原图一致。

换条件再试

如果只从正前方看,只见到一个面,第6幅能看见多少块?

展开答案与理由36块。前面只有6×6个位置,后方都被挡住。原题的91适用于同时看见三个面的方向。

第 14 题6 分 · 二维图解 · 有理数计算:乘方、绝对值与带分数

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计算:

(1)−42×∣12−1∣−(−5)+2-4^2\times\left|\frac12-1\right|-(-5)+2;

(2)(−56)×(−1516)÷(−134)×47(-56)\times\left(-1\frac5{16}\right)\div\left(-1\frac34\right)\times\frac47。

查看答案与解析

答案:(1)−1;(2)−24。 先确定运算次序,再处理符号。

正在准备演示…

(1)乘方与绝对值先算

−4²=−16,因为平方只作用在4上;|1/2−1|=|−1/2|=1/2。

−16×12+5+2=−8+5+2=−1-16\times\frac12+5+2=-8+5+2=-1

减去负五等于加五。最后从左到右算加减。

(2)先把带分数与除法换写

−1又5/16=−21/16,−1又3/4=−7/4。除以−7/4,等于乘它的倒数−4/7。

(−56)×(−2116)×(−47)×47(-56)\times\left(-\frac{21}{16}\right)\times\left(-\frac47\right)\times\frac47

三个负因数相乘为负。只算绝对值并约分:

56×21×4×416×7×7=24\frac{56\times21\times4\times4}{16\times7\times7}=24

所以结果是−24。乘除同级,从左到右;不能把末尾的×4/7并进前面的除数。

换条件再试

把(1)开头改成(−4)²,其余不变,结果是多少?

展开答案与理由(−4)²=16,结果为16×1/2+5+2=15。括号改变了平方的底数,不能沿用−16。

第 15 题16 分 · 二维图解 · 四个整式计算:逐项分配与同类项合并

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计算(保留原卷小问编号):

(3)3x²+2xy−4y²−(3xy−4y²+3x²);

(4)4(x²−5x)−5(2x²+3x);

(5)3a²+2a−4a²−7a;

(6)5x2−[2x−3(13x+2)+4x2]5x^2-\left[2x-3\left(\frac13x+2\right)+4x^2\right]。

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答案:(3)−xy;(4)−6x²−35x;(5)−a²−5a;(6)x²−x+6。 每次去一层括号,逐项乘上括号外的数。

正在准备演示…

(3)先展开,再分三组

3x2+2xy−4y2−3xy+4y2−3x23x^2+2xy-4y^2-3xy+4y^2-3x^2

x²项的系数3−3=0,y²项的系数−4+4=0,xy项的系数2−3=−1,所以只剩−xy。

(4)−5也要乘到两项

4x2−20x−10x2−15x=(4−10)x2+(−20−15)x=−6x2−35x4x^2-20x-10x^2-15x=(4-10)x^2+(-20-15)x=-6x^2-35x

后一个括号里是+3x,乘−5后得到−15x。

(5)a²与a不能混成一组

(3−4)a2+(2−7)a=−a2−5a(3-4)a^2+(2-7)a=-a^2-5a

合并同类项只改变系数,各字母的指数保留。

(6)从内层到外层

先算−3(1/3 x+2)=−x−6。方括号内变成2x−x−6+4x²=4x²+x−6。

5x2−(4x2+x−6)=5x2−4x2−x+6=x2−x+65x^2-(4x^2+x-6)=5x^2-4x^2-x+6=x^2-x+6

外层减号表示把整个方括号乘−1,因此−6变成+6。

换条件再试

(3)中如果把括号前的减号改成加号,平方项还会抵消吗?

展开答案与理由不会。得到6x²+5xy−8y²。各项原来的符号保留,x²项变成相加,y²项也是相加。判断能否抵消要看带符号的系数之和。

第 16 题7 分 · 二维图解 · 先化简再求值:两层括号逐层处理

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先化简,再求值:

4x2y−[6xy−3(4xy−2)−x2y]+14x^2y-[6xy-3(4xy-2)-x^2y]+1

其中x=2,y=−1/2。

查看答案与解析

答案:化简为5x²y+6xy−5,代入后为−21。 先减少重复项,再代入,计算更短。

正在准备演示…

从最里面的括号开始

−3(4xy−2)=−12xy+6,所以方括号内为:

6xy−12xy+6−x2y=−6xy+6−x2y6xy-12xy+6-x^2y=-6xy+6-x^2y

再处理整个方括号前的减号

4x2y+6xy−6+x2y+1=5x2y+6xy−54x^2y+6xy-6+x^2y+1=5x^2y+6xy-5

5x²y与6xy不是同类项:x的指数分别是2与1,因此到这里已经合并完毕。

最后代入两个字母

x²y=2²×(−1/2)=−2,xy=2×(−1/2)=−1。

5×(−2)+6×(−1)−5=−10−6−5=−215\times(-2)+6\times(-1)-5=-10-6-5=-21

独立核对:直接代入原式,方括号内是−6−3×(−6)−(−2)=14;外面是−8−14+1=−21,与化简后结果相同。

换条件再试

若y=0,x保持任意数,化简式的值是多少?

展开答案与理由−5。含y的两项都变为0。直接代入原式也得到0−[0−3(−2)−0]+1=−5。

第 17 题7 分 · 二维图解 · 樱桃称重与定价:偏差、损耗和利润

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远刚超市以每箱200元的价格从水果批发市场购进20箱樱桃。若以每箱净重10千克为标准,超过的千克数记为正数,不足的千克数记为负数,称重的记录如表:

与标准质量的差值(单位:千克) −0.5 −0.25 0 +0.25 +0.8 +0.5
箱数 1 4 3 4 5 3

(1)这20箱樱桃质量相差最大是多少千克?

(2)这20箱樱桃的总质量是多少千克?

(3)远刚超市要把这些樱桃全部以零售的形式卖掉,在实际销售过程中,超市预计樱桃最终会有20%的损耗,还要有100元的运输费,若超市仍想获利20%,那么在销售过程中樱桃的单价应定为每千克多少元?

(成本=樱桃的进价+运输费)

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答案:(1)1.3千克;(2)205千克;(3)30元/千克。 标准质量、可售质量和成本分别计算。

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(1)最重减最轻

最重一箱为10+0.8=10.8千克,最轻一箱为10−0.5=9.5千克,相差10.8−9.5=1.3千克。

因为标准都是10千克,也可直接用偏差相减:0.8−(−0.5)=1.3。

(2)每种偏差要乘对应箱数

先核对箱数:1+4+3+4+5+3=20。标准总质量为20×10=200千克。

偏差总量为:

(−0.5)×1+(−0.25)×4+0×3+0.25×4+0.8×5+0.5×3=5(-0.5)\times1+(-0.25)\times4+0\times3+0.25\times4+0.8\times5+0.5\times3=5

实际总质量200+5=205千克。不能只把表头的六个偏差相加,因为各类箱数不同。

(3)损耗改变可售质量,利润以成本为基准

可售质量=205×(1−20%)=164千克。

成本=20×200+100=4100元。要在成本上获利20%,所需收入=4100×(1+20%)=4920元。

单价=收入÷可售质量=4920÷164=30元/千克。

回算:164×30−4100=820元;820÷4100=20%。

换条件再试

若没有损耗,仍按同一成本获利20%,所需总收入会改变吗?

展开答案与理由不会,仍需4920元;但可售质量增为205千克,单价降为4920÷205=24元/千克。利润要求决定收入,损耗决定用多少质量分摊这笔收入。

第 18 题7 分 · 二维图解 · 买赠与九折:先列总款,再比较

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某服装厂生产一种西装和领带,西装每套定价300元,领带每条定价40元。厂方在开展促销活动期间,向客户提供两种优惠方案:

①买一套西装送一条领带;②西装和领带的定价打9折付款。现有某客户要到该服装厂购买西装50套,领带x条(x>50)。

(1)若该客户按方案一购买,需付款______元(用含x的代数式表示);若该客户按方案二购买,需付款______元(用含x的代数式表示)。

(2)若该客户购买西装50套,领带200条,请通过计算说明按照哪种方案购买较为合算。

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答案:(1)40x+13000元;36x+13500元。(2)方案二合算,少付300元。 每种方案都要算完成同一购买目标的总款。

正在准备演示…

方案一:领带先扣除赠送数量

50套西装需50×300=15000元,赠送50条领带。题目要x条,还需付费买x−50条。

15000+40(x−50)=40x+1300015000+40(x-50)=40x+13000

这里的x>50保证剩余需购买数量为正。

方案二:两种商品合价后打九折

0.9(15000+40x)=13500+36x0.9(15000+40x)=13500+36x

九折是付定价的90%,两种商品都参与。

代入200条再作比较

方案一:40×200+13000=21000元。

方案二:36×200+13500=20700元。

21000−20700=300元,所以这次方案二更合算。没有把两种方案混用,比较的是题目给出的两种完整方案。

换条件再试

是否领带买多少,方案二都更合算?

展开答案与理由不是。两笔总款相差4x−500;x=125时相同。50<x<125时方案一便宜,x>125时方案二便宜。优惠的好坏与购买数量有关。

第 19 题8 分 · 二维图解 · 平方差规律:添三排三列,再配对求和

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观察以下等式:

第1个等式:(4²−1²)/6=2+1/2;

第2个等式:(5²−2²)/6=3+1/2;

第3个等式:(6²−3²)/6=4+1/2;

第4个等式:(7²−4²)/6=5+1/2;……

请根据上述规律完成下列问题:

(1)第6个等式为______,第n个等式为______;

(2)利用上述规律,计算:

42−12−36+52−22−36+62−32−36+72−42−36+⋯+1002−972−36\frac{4^2-1^2-3}{6}+\frac{5^2-2^2-3}{6}+\frac{6^2-3^2-3}{6}+\frac{7^2-4^2-3}{6}+\cdots+\frac{100^2-97^2-3}{6}
查看答案与解析

答案:(1)(9²−6²)/6=7+1/2;[(n+3)²−n²]/6=n+1+1/2。(2)4850。 先把图号与底数对应,再解释为什么能一直这样算。

正在准备演示…

(1)第几个等式,小底数就是几

第n个小底数是n,大底数总比它大3,因此是n+3。第6个是(9²−6²)/6=45/6=7+1/2。

为什么一般式成立?在(n+3)×(n+3)的大方阵中,去掉n×n的小方阵。余下可分成上面3排、每排n+3格,以及右面3列、每列n格;两部分没有重叠。

(n+3)2−n2=3(n+3)+3n=6n+9(n+3)^2-n^2=3(n+3)+3n=6n+9

再除以6,得到n+3/2,也就是n+1+1/2。这里用格子拆分说明理由,不需要预先背平方差公式。

(2)分子多减3,整项少1/2

(n+3)2−n2−36=n+32−12=n+1\frac{(n+3)^2-n^2-3}{6}=n+\frac32-\frac12=n+1

所以原和是2+3+4+…+98。小底数从1到97,一共97项;末项的100是大底数,不能据此当成100项。

一份正写,一份倒写

每列分别为2+98、3+97、…、98+2,每列都是100。97列相加是9700,这是原和的两倍。

S=97×1002=4850S=\frac{97\times100}{2}=4850

换条件再试

如果第二问每个分子不减3,总和会增加多少?

展开答案与理由每项增加3/6=1/2,共97项,总和增加97/2=48.5。项数与每项的改变量都要分别确认。

第 20 题10 分 · 二维图解 · 数轴三点:距离和的两解与中点速度

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材料一:数轴上,点M、N表示的数分别为m、n,则M、N两点之间的距离表示为MN=|m−n|。

材料二:数轴上,点M、N表示的数分别为m、n,若点P是线段MN的中点,则此时点P所对应的数为(m+n)/2。

根据上面的材料解决下面问题:如图,数轴上A、B、C三点对应的数分别为a、b、c,且a、c满足|a−8|+(c+3)²=0,点B是线段AO的中点(其中O是原点)。

COBA

(1)填空:a=,b=,c=______;

(2)点P是数轴上一动点,若点P到点A、B、C的距离之和为13,求点P对应的数是多少?

(3)点M从点B出发,以每秒v₁个单位长度的速度匀速向左运动;点N从点A出发,以每秒v₂个单位长度的速度匀速向左运动;点Q是线段CN的中点,若点M、N运动过程中,点Q到点M的距离始终是定值,请求出v₁/v₂的值。

查看答案与解析

答案:(1)a=8,b=4,c=−3;(2)P表示2或6;(3)v₁/v₂=1/2。 分别使用非负数、线段距离相加和中点关系。

正在准备演示…

(1)两个非负数怎样相加为0

|a−8|≥0、(c+3)²≥0。只要其中一项大于0,它们的和就大于0。因此必须a−8=0、c+3=0,得到a=8、c=−3。

B是A与O的中点,所以b=(8+0)/2=4。数轴从左到右为C(−3)、O(0)、B(4)、A(8)。

(2)先看P在线段CA内的情况

为什么先看两端C、A?P在它们之间时,PC+PA恰好等于CA=8−(−3)=11;P移动时一段增加,另一段减少。

总和要求13,所以还缺的PB=13−11=2。B表示4,向左2得到P=2,向右2得到P=6,两者都位于CA内。

代回:P=2时,PA+PB+PC=6+2+5=13;P=6时,PA+PB+PC=2+2+9=13。

检查CA外,确认没有遗漏

P在C处的总距离为11+7+0=18;再向左走,三段距离都变长,所以左侧无法得到13。

P在A处的总距离为0+4+11=15;再向右走,三段距离也都变长,所以右侧无法得到13。

因此全部答案就是2与6。这个检查覆盖了整条数轴。

(3)先求Q的起点和速度

这问从原来的A、B重新出发。M从4出发,N从8出发,C固定在−3。Q的起点为(−3+8)/2=2.5,因此初始MQ=1.5。

N向左移动d个单位后,Q的位置从(C+N)/2变成(C+N−d)/2,只向左移动d/2。因此Q的速度是v₂/2。

要让M与Q的距离始终不变,两者必须同向同速,即v₁=v₂/2,所以v₁/v₂=1/2。

也可以写出t秒时的位置核对:

M:4−v1t,N:8−v2t,Q:52−v22tM:4-v_1t,\quad N:8-v_2t,\quad Q:\frac52-\frac{v_2}2t MQ=∣32+(v22−v1)t∣MQ=\left|\frac32+\left(\frac{v_2}2-v_1\right)t\right|

t从0开始连续变化。若t的系数不为0,最初的一小段时间里距离就会改变,因而不可能始终是定值。系数为0时,距离对所有t都等于3/2,这也证明条件足够。

换条件再试

把N的出发点改变,而C仍固定、中点关系不变,要保持MQ恒定,速度比还一定是1/2吗?

展开答案与理由仍是1/2。起点会改变初始间距,但N移动d时,中点Q始终只移动d/2,因此保持间距仍要求M与Q同速。这里两点都按题意向左匀速运动。