11. 符号意识 材料一:一个大于1的自然数,若被N除余1,被$(N-1)$除余1,被$(N-2)$除余1,…,被3除余1,被2除余1,那么称这个自然数为“明N礼数”。
材料二:设N,$(N-1)$,$(N-2)$,…,3,2的最小公倍数为k,那么“明N礼数”可以表示为$kn+1$(n为自然数)。
(1)下列各数是“明六礼数”的是(
A.120 B.121 C.122 D.123
(2)用只含n的式子表示“明十二礼数”为(
(3)最小的四位“明四礼数”是多少?
材料二:设N,$(N-1)$,$(N-2)$,…,3,2的最小公倍数为k,那么“明N礼数”可以表示为$kn+1$(n为自然数)。
(1)下列各数是“明六礼数”的是(
B
)。A.120 B.121 C.122 D.123
(2)用只含n的式子表示“明十二礼数”为(
$27720n + 1$($n$为自然数)
)。(3)最小的四位“明四礼数”是多少?
答案:11. (1)B
提示:根据材料,“明六礼数”需满足被6、5、4、3、2除都余1。因为2、3、4、5、6的最小公倍数为60,所以“明六礼数”可表示为$60n + 1$($n$为自然数)。选项中只有121满足,答案选B。
(2)$27720n + 1$($n$为自然数)
提示:求2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12的最小公倍数。分解质因数:$4 = 2×2$,$6 = 2×3$,$8 = 2×2×2$,$9 = 3×3$,$10 = 2×5$,$12 = 2×2×3$。最小公倍数为$2×2×2×3×3×5×7×11 = 27720$,所以“明十二礼数”可以表示为$27720n + 1$($n$为自然数)。
(3)2、3和4的最小公倍数是12,故“明四礼数”可以表示为$12n + 1$($n$为自然数),最小的四位数为1000,则$12n + 1 = 1000$,解得$n = 83.25$,因为$n$为自然数,所以$n$最小可以取84,最小的四位“明四礼数”是$12×84 + 1 = 1009$。
提示:根据“明四礼数”的表示方法可求出。
提示:根据材料,“明六礼数”需满足被6、5、4、3、2除都余1。因为2、3、4、5、6的最小公倍数为60,所以“明六礼数”可表示为$60n + 1$($n$为自然数)。选项中只有121满足,答案选B。
(2)$27720n + 1$($n$为自然数)
提示:求2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12的最小公倍数。分解质因数:$4 = 2×2$,$6 = 2×3$,$8 = 2×2×2$,$9 = 3×3$,$10 = 2×5$,$12 = 2×2×3$。最小公倍数为$2×2×2×3×3×5×7×11 = 27720$,所以“明十二礼数”可以表示为$27720n + 1$($n$为自然数)。
(3)2、3和4的最小公倍数是12,故“明四礼数”可以表示为$12n + 1$($n$为自然数),最小的四位数为1000,则$12n + 1 = 1000$,解得$n = 83.25$,因为$n$为自然数,所以$n$最小可以取84,最小的四位“明四礼数”是$12×84 + 1 = 1009$。
提示:根据“明四礼数”的表示方法可求出。
12. 推理意识 黑板上写着乘积$a_1·a_2·…·a_{2015}$,其中$a_1$,$a_2$,…,$a_{2015}$都是大于0的整数,如果将其中的一个乘号改为加号(保持其余乘号),我们发现在所得的2014个和数中有301个是偶数,则在$a_1$,$a_2$,…,$a_{2015}$中至多有(
302
)个偶数。答案:12. 302
提示:将第一个乘号改为加号,得到$a_{1} + a_{2}··· a_{2015}$,将第二个乘号改为加号,得到$a_{1}· a_{2} + a_{3}··· a_{2015}$,依次可以得到2014个算式和,由题意,其中301个为偶数。若$a_{1},a_{2},···,a_{2015}$都是奇数,则所得的2014个和数都是偶数;若$a_{1},a_{2},···,a_{2015}$中只有一个是偶数,则所得的2014个和数都是奇数,因此$a_{1},a_{2},···,a_{2015}$中至少有2个偶数。设$a_{1},a_{2},···,a_{2015}$中,从前往后,第一个偶数为$a_{m}$,最后一个偶数为$a_{n}$,$a_{m}∼ a_{n}$中任何一个乘号改为加号,得到的和数为偶数;$a_{1}∼ a_{m}$中任何一个乘号改为加号,得到的和数为奇数;$a_{n}∼ a_{2015}$中任何一个乘号改为加号,得到的和数为奇数。因为所得的2014个和数中有301个是偶数,所以$a_{m}∼ a_{n}$中有301个乘号,$a_{m}∼ a_{n}$共有$301 + 1 = 302$(个)数,在$a_{1},a_{2},···,a_{2015}$中至多有302个偶数。
提示:将第一个乘号改为加号,得到$a_{1} + a_{2}··· a_{2015}$,将第二个乘号改为加号,得到$a_{1}· a_{2} + a_{3}··· a_{2015}$,依次可以得到2014个算式和,由题意,其中301个为偶数。若$a_{1},a_{2},···,a_{2015}$都是奇数,则所得的2014个和数都是偶数;若$a_{1},a_{2},···,a_{2015}$中只有一个是偶数,则所得的2014个和数都是奇数,因此$a_{1},a_{2},···,a_{2015}$中至少有2个偶数。设$a_{1},a_{2},···,a_{2015}$中,从前往后,第一个偶数为$a_{m}$,最后一个偶数为$a_{n}$,$a_{m}∼ a_{n}$中任何一个乘号改为加号,得到的和数为偶数;$a_{1}∼ a_{m}$中任何一个乘号改为加号,得到的和数为奇数;$a_{n}∼ a_{2015}$中任何一个乘号改为加号,得到的和数为奇数。因为所得的2014个和数中有301个是偶数,所以$a_{m}∼ a_{n}$中有301个乘号,$a_{m}∼ a_{n}$共有$301 + 1 = 302$(个)数,在$a_{1},a_{2},···,a_{2015}$中至多有302个偶数。
13. 几何直观 先做一个边长为2厘米的等边三角形,再以三个顶点为圆心,2厘米为半径作弧,形成曲边三角形(如图①),再准备两个这样的图形,把一个固定住(如图②中的阴影部分),另一个围绕着它滚动,从顶点相接的状态下开始滚动,请问此图形滚动一周时经过的面积是多少平方厘米?(π取3.14)

答案:
13. $3×(π×2²×60÷360) + 3×(π×4²×60÷360 - π×2²×60÷360) = 8π = 25.12$(平方厘米)
提示:在数学中,本题所作出的这个曲边三角形叫“莱洛三角形”。如图①,为了求出“莱洛三角形”滚动一周时经过的面积,我们可以分2步来思考:
第1步:如图②所示,当“莱洛三角形”从顶点$A$的上方滚动到顶点$A$的左边时,它滚动的这部分面积是以点$A$为圆心、2厘米为半径、圆心角为$60^{\circ}$的扇形,在顶点$A$、$B$、$C$处各有这样的一个扇形;第2步:如图③所示,当“莱洛三角形”在边$AB$上滚动时,它滚动的这部分面积是以点$C$为圆心、4厘米为半径、圆心角为$60^{\circ}$的扇形面积减去半径为2厘米、圆心角为$60^{\circ}$的扇形面积。综上所述,去掉图④中间的“莱洛三角形”后所形成的组合图形的面积就是我们要求的面积。
13. $3×(π×2²×60÷360) + 3×(π×4²×60÷360 - π×2²×60÷360) = 8π = 25.12$(平方厘米)
提示:在数学中,本题所作出的这个曲边三角形叫“莱洛三角形”。如图①,为了求出“莱洛三角形”滚动一周时经过的面积,我们可以分2步来思考:
第1步:如图②所示,当“莱洛三角形”从顶点$A$的上方滚动到顶点$A$的左边时,它滚动的这部分面积是以点$A$为圆心、2厘米为半径、圆心角为$60^{\circ}$的扇形,在顶点$A$、$B$、$C$处各有这样的一个扇形;第2步:如图③所示,当“莱洛三角形”在边$AB$上滚动时,它滚动的这部分面积是以点$C$为圆心、4厘米为半径、圆心角为$60^{\circ}$的扇形面积减去半径为2厘米、圆心角为$60^{\circ}$的扇形面积。综上所述,去掉图④中间的“莱洛三角形”后所形成的组合图形的面积就是我们要求的面积。
14. 模型意识 如图,两个圆只有一个公共点C,大圆直径AC为36厘米,小圆直径BC为27厘米。甲、乙两只蚂蚁同时从C点出发,甲蚂蚁以每秒$0.6π$厘米的速度沿着大圆圆周顺时针爬行,乙蚂蚁以同样的速度沿着小圆圆周顺时针爬行。

(1)(
① BC上方 ② BC下方 ③ B点
(2)当乙蚂蚁第一次回到C点时,甲蚂蚁是否已经经过A点?距A点的圆上距离是多少厘米?(计算结果保留π)
(3)$t_1$秒后,甲、乙两只蚂蚁第n次相距最远,用含n的式子表示$t_1$。
(1)(
60
)秒后,甲蚂蚁第一次回到C点,此时乙蚂蚁在(②
)(填序号)。① BC上方 ② BC下方 ③ B点
(2)当乙蚂蚁第一次回到C点时,甲蚂蚁是否已经经过A点?距A点的圆上距离是多少厘米?(计算结果保留π)
(3)$t_1$秒后,甲、乙两只蚂蚁第n次相距最远,用含n的式子表示$t_1$。
答案:14. (1)60,②
提示:根据圆的周长公式$C = π d$,求出大圆的周长,再根据时间 = 路程÷速度,用大圆的周长除以甲蚂蚁的速度,即$36π÷(0.6π) = 60$(秒)。60秒时,乙蚂蚁爬的路程也是$36π$厘米,小圆的周长是$27π$,$36π÷(27π) = \dfrac{4}{3}$(圈),即乙蚂蚁在$BC$下方。
(2)$36π÷2 = 18π$(厘米),$27π>18π$,$27π - 18π = 9π$(厘米)
甲蚂蚁已经经过$A$点,距$A$点的圆上距离是$9π$厘米。
提示:从$C$点到$A$点,是大圆周长的一半,大圆周长的一半是$36π÷2 = 18π$(厘米),小圆的周长是$27π$厘米。因为$27π>18π$,所以甲蚂蚁已经经过$A$点,距$A$点的圆上距离为已爬行的距离减去大圆周长的一半,即$27π - 18π = 9π$(厘米)。
(3)当甲蚂蚁爬到$A$点,乙蚂蚁爬到$C$点时,两只蚂蚁相距最远。$36π÷2 = 18π$(厘米)
18和27的最小公倍数是54,且54正好是18的奇数倍,从出发到第一次相距最远所用时间为$54π÷(0.6π) = 90$(秒),第一次相距最远到第二次相距最远所用时间为$54π×2÷(0.6π) = 180$(秒),$t_{1} = 90 + 180×(n - 1) = (180n - 90)$秒。
提示:当两只蚂蚁分别在直径的两端,即甲蚂蚁爬到$A$点,乙蚂蚁爬到$C$点时,两只蚂蚁相距最远。甲蚂蚁爬奇数个$36π÷2 = 18π$(厘米)时,在$A$点,乙蚂蚁从$C$点出发,则每爬完$27π$厘米都在$C$点。由于18和27的最小公倍数是54,$54÷18 = 3$,正好是18的奇数倍,所以从出发到第一次相距最远所需的时间为$54π÷(0.6π) = 90$(秒),进而可知第一次相距最远到第二次相距最远所用时间为$54π×2÷(0.6π) = 180$(秒),甲、乙两只蚂蚁第$n$次相距最远时,$t_{1} = 90 + 180×(n - 1) = (180n - 90)$秒。
提示:根据圆的周长公式$C = π d$,求出大圆的周长,再根据时间 = 路程÷速度,用大圆的周长除以甲蚂蚁的速度,即$36π÷(0.6π) = 60$(秒)。60秒时,乙蚂蚁爬的路程也是$36π$厘米,小圆的周长是$27π$,$36π÷(27π) = \dfrac{4}{3}$(圈),即乙蚂蚁在$BC$下方。
(2)$36π÷2 = 18π$(厘米),$27π>18π$,$27π - 18π = 9π$(厘米)
甲蚂蚁已经经过$A$点,距$A$点的圆上距离是$9π$厘米。
提示:从$C$点到$A$点,是大圆周长的一半,大圆周长的一半是$36π÷2 = 18π$(厘米),小圆的周长是$27π$厘米。因为$27π>18π$,所以甲蚂蚁已经经过$A$点,距$A$点的圆上距离为已爬行的距离减去大圆周长的一半,即$27π - 18π = 9π$(厘米)。
(3)当甲蚂蚁爬到$A$点,乙蚂蚁爬到$C$点时,两只蚂蚁相距最远。$36π÷2 = 18π$(厘米)
18和27的最小公倍数是54,且54正好是18的奇数倍,从出发到第一次相距最远所用时间为$54π÷(0.6π) = 90$(秒),第一次相距最远到第二次相距最远所用时间为$54π×2÷(0.6π) = 180$(秒),$t_{1} = 90 + 180×(n - 1) = (180n - 90)$秒。
提示:当两只蚂蚁分别在直径的两端,即甲蚂蚁爬到$A$点,乙蚂蚁爬到$C$点时,两只蚂蚁相距最远。甲蚂蚁爬奇数个$36π÷2 = 18π$(厘米)时,在$A$点,乙蚂蚁从$C$点出发,则每爬完$27π$厘米都在$C$点。由于18和27的最小公倍数是54,$54÷18 = 3$,正好是18的奇数倍,所以从出发到第一次相距最远所需的时间为$54π÷(0.6π) = 90$(秒),进而可知第一次相距最远到第二次相距最远所用时间为$54π×2÷(0.6π) = 180$(秒),甲、乙两只蚂蚁第$n$次相距最远时,$t_{1} = 90 + 180×(n - 1) = (180n - 90)$秒。