试题

题目:
如图,按一定的规律用牙签搭图形:
青果学院
(1)按如图所示的规律填表:
图形标号   ①  ④
 牙签根数        
(2)搭第10个图形需要
155
155
根牙签.
(3)搭第n个图形需要
3n2+n
2
3n2+n
2
根牙签.
(4)如果现有2011颗牙签,那么他按照这种规律从①个图案摆放下去,是否可以摆放成完整的图案后刚好2011颗牙签一颗不剩?如果可以,那么刚好摆放完成几个完整的图案?如果不行,那么最多可以摆放多少个完整图案,还剩余几颗牙签?(只答结果,不说明理由)
答案
155

3n2+n
2

解:(1)如表,
图形标号   ①  ④
 牙签根数  2  7  15  26
(2)第10个图形需
3n2+n
2
=
102+10
2
=155个;
(3)第n个图形需要(1+2+3+…+n)×3-n=
n(3n+1)
2

(4)由题意得
1
2
n(n+1)2=2011,
可知n3<n(n+1)2=4022<(n+1)3
15≤n<16,
当n=15时,得
1
2
n(n+1)2=1920,
2011-1920=91(颗),
由以上可知,不可以摆放成完整的图案后刚好2011颗牙签一颗不剩,
当摆放完成15个完整图案,还剩下91颗牙签.
考点梳理
规律型:图形的变化类.
(1)第一个图形是围成1个三角形的根数减1,第二个图形是围成(1+2)个三角形的根数减2,第三个图形是围成(1+2+3)个三角形的根数减3,…由此找出搭第n个图形需要(1+2+3+…+n)×3-n=
3n2+n
2
根牙签;
(2)(3)由(1)得出的规律解答即可;
(4)由前n项的和的计算公式An=
1
2
n(n+1)2代入估算判定解答即可.
解决此题的关键是数形结合,找出规律,进一步利用通项解决问题.
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