10. 如图,点M在线段AN的延长线上,且线段$MN=20$,第一次操作:
分别取线段AM和AN的中点$M_1,N_1$.第二次操作:分别取线段$AM_1$和$AN_1$的中点$M_2,N_2$.第三次操作:分别取线段$AM_2$和$AN_2$的中点$M_3,N_3$……连续这样操作10次,则$M_{10}N_{10}=$ (
C
)

A.2
B.$\frac{20}{2^9}$
C.$\frac{20}{2^{10}}$
D.$\frac{20}{2^{11}}$
解析:
【分析】
解题时先利用线段中点的性质,明确中点会将对应线段分成相等的两部分,长度为原线段的$\frac{1}{2}$。观察可得任意一次操作后$M_nN_n=AM_n-AN_n$,我们可以先推导前2次操作后$M_nN_n$的长度,总结出通用规律,再代入$n=10$计算最终结果即可。
【解析】
已知$MN=20$,
第一次操作:
∵ $M_1$是$AM$的中点,$N_1$是$AN$的中点,
∴ $AM_1=\frac{1}{2}AM$,$AN_1=\frac{1}{2}AN$,
∴ $M_1N_1=AM_1-AN_1=\frac{1}{2}(AM-AN)=\frac{1}{2}MN=\frac{20}{2}$;
第二次操作:
∵ $M_2$是$AM_1$的中点,$N_2$是$AN_1$的中点,
∴ $AM_2=\frac{1}{2}AM_1$,$AN_2=\frac{1}{2}AN_1$,
∴ $M_2N_2=AM_2-AN_2=\frac{1}{2}(AM_1-AN_1)=\frac{1}{2}M_1N_1=\frac{20}{2^2}$;
依此类推,可得第$n$次操作后,$M_nN_n=\frac{20}{2^n}$;
当$n=10$时,$M_{10}N_{10}=\frac{20}{2^{10}}$。
【答案】
C
【知识点】
线段中点的定义、线段的和差计算、规律探究
【点评】
本题是线段性质和规律探究的结合题型,解题核心是通过线段中点的性质推导出每次操作后线段$M_nN_n$和原线段$MN$的数量关系,掌握基础的线段中点性质就能顺利推导规律求解。
【难度系数】
0.7