12. 如图,直线$ l_1 ⊥ x $轴,垂足为点$(1, 0)$,直线$ l_2 ⊥ x $轴,垂足为点$(2, 0)$,直线$ l_3 ⊥ x $轴,垂足为点$(3, 0)$,…,直线$ l_n ⊥ x $轴,垂足为点$(n, 0)$(其中$ n $为正整数)。函数$ y=x $的图象与直线$ l_1, l_2, l_3, \dots, l_n $分别交于点$ A_1, A_2, A_3, \dots, A_n $;函数$ y=2x $的图象与直线$ l_1, l_2, l_3, \dots, l_n $分别交于点$ B_1, B_2, B_3, \dots, B_n $,如果$ △ OA_1B_1 $的面积记作$ S_1 $,四边形$ A_1A_2B_2B_1 $的面积记作$ S_2 $,四边形$ A_2A_3B_3B_2 $的面积记作$ S_3 $,…,四边形$ A_{n-1}A_nB_nB_{n-1} $的面积记作$ S_n $,求$ S_{2024} $。

答案:12. 根据题意,得$A_nB_n=n$,$A_{n-1}B_{n-1}=n-1$,$\because$ 直线$l_n ⊥ x$轴,垂足为点$(n,0)$,直线$l_{n-1}⊥ x$轴,垂足为点$(n-1,0)$,$\therefore A_nB_n// A_{n-1}B_{n-1}$,且$l_n$与$l_{n-1}$间的距离为1,$\therefore$ 四边形$A_{n-1}A_nB_nB_{n-1}$是梯形,$\therefore S_n=\dfrac{1}{2}(n+n-1)× 1=n-\dfrac{1}{2}$,当$n=2024$时,$S_{2024}=2024-\dfrac{1}{2}=2023.5$
解析:
【分析】
首先确定各交点坐标:直线$l_n$的横坐标恒为$n$,分别代入两个一次函数表达式,即可得到点$A_n$、$B_n$的坐标,进而求出线段$A_nB_n$的长度。其次判断四边形形状:因为$l_{n-1}$和$l_n$都垂直于x轴,所以$A_{n-1}B_{n-1}$和$A_nB_n$互相平行,两条直线的间距为1,因此该四边形是梯形,上下底为$A_{n-1}B_{n-1}$、$A_nB_n$,高为1。最后用梯形面积公式推导$S_n$的通用表达式,代入$n=2024$即可得到结果。
【解析】
解:根据题意,直线$l_n$上所有点的横坐标均为$n$,
将$x=n$代入$y=x$,可得点$A_n$的坐标为$(n,n)$;
将$x=n$代入$y=2x$,可得点$B_n$的坐标为$(n,2n)$;
∴$A_nB_n=2n-n=n$,同理可得$A_{n-1}B_{n-1}=n-1$。
∵$l_n$、$l_{n-1}$均垂直于x轴,
∴$A_nB_n// A_{n-1}B_{n-1}$,且$l_n$与$l_{n-1}$的距离为1,即四边形$A_{n-1}A_nB_nB_{n-1}$的高为1,该四边形为梯形。
根据梯形面积公式:
$S_n=\frac{1}{2}×(A_{n-1}B_{n-1}+A_nB_n)×高=\frac{1}{2}(n-1+n)×1=n-\frac{1}{2}$
当$n=2024$时:
$S_{2024}=2024-\frac{1}{2}=2023.5$
【答案】
$2023.5$(或$\frac{4047}{2}$)
【知识点】
一次函数的图象性质,梯形面积计算,规律探究
【点评】
本题结合一次函数图象考查图形规律的归纳能力,解题核心是先判断所求图形的形状,再推导面积的通用表达式,对基础公式的应用能力有一定要求。
【难度系数】
0.7