九章算术(教师版)

余年寄山水
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2021年01月30日 12:26
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2021年1月30日发(作者:独自等待百度影音)
九章算术与高考数学创新题
1

《九章算术》

竹九节
问题:现有一根
9
节的竹子,自上而下各节的容积成等差数列,上面
4
节的
容积共
3
升,下面
3
节的容积共
4
升 ,则第
5
节的容积为
________
升.

1.
【解析】

设自上第一节竹子容量为
a1
,则第九节容 量为
a9
,且数列
{an}
为等差数列.

a1

a2

a3

a4

3

a7< br>+
a8

a9

4
,即
4a5
-< br>10d

3











3a5

9d

4

























联立
①②
解得
a5


67
.
66

2.
《九章算术》是我国古代著名数学经典.其中对勾股定理的论术比 西方早一千多年,
其中有这样一个问题:

今有圆材埋在壁中,
不知大小.< br>以锯锯之,
深一寸,
锯道长一尺.

径几何?

其意 为:今有一圆柱形木材,埋在墙壁中,不知其大小,用锯去锯该材料,锯
口深
1
寸,锯 道长
1
尺.问这块圆柱形木料的直径是多少?长为
1
丈的圆柱形木材部分镶嵌在墙体中,截面图如图所示
(
阴影部分为镶嵌在墙体内的部分
)
.< br>
已知弦
AB

1
尺,弓形高
CD

1
寸,估算该木材镶嵌在墙中的体积约为
(


)
5
(
注:
1
丈=
10
尺=
100
寸,
π≈3.14

sin
22.5°≈
13
)

A

600
立方寸



B

610
立方寸




C

620
立方寸




D

633
立方寸

2. [
解析
] < br>连接
OA

OB

OD
,设

Ο< br>的半径为
R



(R

1)2

52

R2


R

13.
< br>AD
5
sin

AOD

AO

1 3
.



AOD

22.5°
,即


AOB

45°
.

45π×132
1

S
弓形
ACB

S
扇形
OACB

S

OAB

360

2
×10×1 2≈6.33
平方寸.


该木材镶嵌在墙中的体积为
V

S
弓形
ACB×100≈633
立方寸.选
D.

3
.我国古代数学名著《九章算术》有

米谷粒分

题:粮仓开仓 收粮,有人送来米
1534
石,验得米内
夹谷,抽样取米一把,数得
254< br>粒内夹谷
28
粒,则这批米内夹谷约为(





A

134












B

169












C

338













D

1365


3.
【解析】依题意,这批米内 夹谷约为
28

1534

169
石,选
B


考点:用样本估计总体.

254

4
.我 国古代数学名著《九章算术》中,有已知长方形面积求一边的算法,其方法的前两步为:

1< br>1
1
1
第一步:构造数列
1

2

3

4



n
.①

第二步: 将数列

的各项乘以
n
,得数列
(
记为
)a1
a2

a3



an.


a1a2

a2a3



an
-< br>1an
等于
(


)

A

n2

B

(n

1)2








C

n(n

1)

D

n(n

1)
n
n
n
n< br>n
n
1
1
1
4.
【解析】

a1a 2

a2a3



an

1an

1
·

·



·

n2[




]

2
2
3< br>1·
2

3
n

1
n

n

1

n
n

1
1
1
1
1
1

n2[1

2

2
-< br>3




n
]

n2·
n

n(n

1)


n

1
1
/

91

5< br>.中国古代数学名著《九章算术》中记载了公元前
344
年商鞅督造一
种标准量 器
——
商鞅铜方升,其三视图如图所示
(
单位:寸
)

π

3
,其体积为
12.6(
立方寸
),则图中的
x

________


5. [
解析
]
由三视图知,商鞅铜方升由一圆柱和一长方体组合而成:

1
(5.4

x)×3×1

π·(
2
)2x< br>=
12.6
,解得
x

1.6.

6
.中国古代数学名著《九章算术》中的

引葭赴岸

是 一道名题,其
内容为:

今有池方一丈,葭生其中央,出水一尺,引葭赴岸,适与齐. 问水深葭长各几何

意为:今
有边长为
1
丈的正方形水池的中央生长 着芦苇,长出水面的部分为
1
尺,将芦苇牵引向池岸,恰巧与
水岸齐接,问水深芦苇的 长度各是多少?将该问题拓展如图,记正方形水池的剖面图为
ABCD
,芦苇根
O

AB
的中点,顶端为
P(
注芦苇与水面垂直
).在牵引顶端
P
向水岸边中点
D
的过程中,当芦苇经

DF
的中点
E
时,芦苇的顶端离水面的距离约为
________
尺 .
(
注:
1
丈=
10
尺,
601
≈24. 5)


6. [
解析
]

设水深为
x
,则
x2

52

(x

1)2
,解得:
x

12.


水深
12
尺,芦苇长
13
尺,

AB
所在的直线为
x
轴,芦苇所在的直线为
y
轴,建立直角坐标 系,

在牵引过程中,
P
的轨迹是以
O
为圆心,半径为13
的圆,其方程为
x2

y2

169
,< br>
(

5≤x≤5

12≤y≤13)



5
24
E
点的坐标为
(

2

1 2)


OE
所在的直线方程为
y
=-
5
x




①②
联解得
y

16 9×576
13×24
624
601

24.5

49
.

624
36
则此时芦苇的顶端到水面的距离为
49

12

49
.


7

《九章算术》是我国古代数学名著,它在几何学中的研究比西方早
1
千多年.例如堑堵指底面 为直
角三角形,且侧棱垂直于底面的三棱柱,阳马指底面为矩形,一侧棱垂直于底
面的四棱锥, 鳖臑指四个面均为直角三角形的四面体.

如图,在堑堵
ABC-
A1B1C 1
中,
AC

BC.

(1)
求证:四棱锥
B-
A1ACC1
为阳马,并判断四面体
A1CBC1
是否为鳖臑,

若是写出各个面的直角
(
只写出结论
)


( 2)

A1A

AB

2
,当阳马
B-< br>A1ACC1
体积最大时.


求堑堵
ABC-
A1 B1C1
的体积;


C
到平面
A1BC1
的距离 .

7.

[

] (1)
证明:由堑堵
ABC-
A1B1C1
的性质知:四边形
A1ACC1
为矩形.


A1A

底面
ABC

BC

平面
ABC



BC

A1A
,又
BC

AC

A1A∩AC

A.


A1A

AC

平面
A1ACC1.


BC

平面
A1ACC1



四棱锥
B-
A1ACC1
为阳马,

且四面体< br>A1CBC1
为鳖臑,四个面的直角分别是

A1CB

∠< br>A1C1C


BCC1


A1C1B.
(2)

A1A

AB

2.


(1)
知阳马
B-
A1ACC1
的体积

1
1
2
1
1
4
V

3
S
矩形
A1ACC1·
BC

3
×A1A×AC×BC
=< br>3
AC×BC≤
3
(AC2

BC2)

3
×AB2

3
.


2
4
当且仅当
AC

BC

2
时,

Vmax

3
,此时

1

堑堵
ABC-
A1B1C1
的体积
V′

S

ABC·
AA1

2
×

2×2

2.


由题意与题图知,

1
2
V
三棱锥
B-
A1AC

V
三棱锥
B-
A1C1C

2
V
阳马
B-
A1ACC1

3
.


A1C1

2

BC1

BC2
+< br>C1C2

6


1
2

C
到平面
A1BC1
的距离为
d.


3
S

A1BC1·
d

3
.


1
1
2


3
·
2 ×

d

2
3





d

4
2

3
3.


6

8
.我国古代数学名著《九章算术》中

开立圆术


:
置积尺数
,
以十六乘之
,
九而一
,
所得开立方除之
,
即立
圆径
.

开立圆术

相当于给出了已知球的体积
V
,
求其直径
d< br>的一个近似公式
d

些类似的近似公式
.
根据
π
=3.14159
3
16
V
.
人们还用过一
9
判断
,
下列近似公式中最精确的一个是






3
3
21
3
300
16
3
V

V

D

d

V

A

d

B

d

2
V

C

d

9
157
11
8.
【解析】根据球 的体积公式求出直径,然后选项中的常数为
a

b
,表示出
π
,将四个选项逐一代入,
求出最接近真实值的那一个即可.由
V

4

d
3
6
V
a
(
)

d

3

设选项中的常数为

,则可知
3
2

b
6
b
6

9
6
6

157
选项
A
代入得
选项
B
代入得
π=
=3

选项
C
代入可知






3.375




3.14
a
16
2
300
6

11
选项
D代入可知



3.142857
,故
D
的值 接近真实的值,故选
D.
21

9

《九章算术》中,将四个面都为直角三角形的四面体称之为鳖臑,

如图
2
,在鳖臑
PABC
中,
PA

平 面
ABC

AB

BC
,且
AP=AC=1
,过
A
点分别作

AE

PB

E


AF

PC

F< br>,连接
EF


AEF
的面积最大时,
tan

BPC
的值是

A

2






B

3
2






C

3






D

















3
2
9.
【解】显然
BC

平面
PAB< br>,则
BC

AE
,又
PB

AE
, 则
AE

平面
PBC
,故
AE

EF

AE

PC
,结合条件
AF

P C

PC

平面
AEF
,所以

AEF< br>、

PEF
均为直角三角
形,由已知得
AF

2
2
,而
S

AEF

1
1
1
1
AE
EF

(
AE
2

EF< br>2
)

(
AF
)
2

,当且仅当< br>AE

EF
时,
2
4
4
8
1
EF
2
1

“=”
,所以,当
AE

E F

时,

AEF
的面积最大,此时
tan
BPC

,故选
B



2

PF
2
2
2
2
3
/

93

10

《九章算术》之后,人们进 一步用等差数列求和公式来解决更多的问题,
《张丘建算经》卷上第
22
题为:

今有女善织,日益功疾(注:从第
2
天开始,每天比前一天多织相同量的布),第一天织
5

布,现在一月(按
30
天计)
,共织< br>390
尺布

,则从第
2
天起每天比前一天多织(





)尺布.

A

1
8
16
16





B







C






D


2
15
31
29
30

29
16
,故选
D


d
,解得
d

2
2 9
10.
【解析】由题可知每天的织布量构成首项是
5
,公差为
d< br>的等差数列,且前
30
项和为
390
.根据等
差数列前
n
项和公式,有
390

30

5


11
.如图,在杨辉三角形中,斜线
l
的上方,从
1
开始箭 头所示的数组成一个
锯齿形数列:
1,3,3,4,6,5,10,…
,记其前
n
项和为
Sn
,则
S19
等于








A

129










B

172




C

228










D

283
11.
【 解】选
D
.杨辉三角形的生成过程,
n
为偶数时,
a
n
n
为奇数时,
a1=1

a3=3

an+ 2=an+an-1=an+
n

4


2
n

3


2
n
2

4
n

3
n

1

a3-a2= 2

a5-a3=3

…an
-an-2=

an=


8
2

S19=a1+a3+…+a19+

a2+a4+ …a18

=

1+3+6+…55

+

3+4+5+…+11

=220+63=283.


12
.公元前
3
世纪,古希腊欧几里得在《几何原本》里提出:

球的体积(
V
)与它的直径(
D
)的立
方成正比

,此即
V

kD
3
,欧几里得未给出
k
的值.< br>17
世纪日本数学家们对求球的体积的方法还不了
解,他们将体积公式
V

kD
3
中的常数
k
称为

立圆率
”< br>或

玉积率

.类似地,对于等边圆柱(轴截面是
正方形的圆 柱)

正方体也可利用公式
V

kD
3
求体

(在等边圆柱中,
D
表示底面圆的直径;
在正方体中,
D
表示棱长)

假设运用此体积公式求得

(直径为
a
)< br>、
等边圆柱
(底面圆的直径为
a


正方体
(棱长为
a




积率

分别为
k
1

k
2

k
3
,那么
k< br>1
:
k
2
:
k
3






A



1
1
1


:
:





B

:
:
2





C

2:3:
2





D

:
:1

6
4
4
6

6
4
3
4
4

a



12.
【解析】选
D

V
1


R
3





a
3

k
1


3
3

2

6
6



a

V
2


R
2
a




a

a
3

k
1

4
4

2

k
1
:
k
2
:
k
3

2



V
3

a
3

k
3

1






:
:1


考点:类比推理

6
4

4

-


-


-


-


-


-


-


-