数学
如图(1)是一个三角形,分别连接这个三角形的中点得到图(2);再分别连接图(2)中间的小三角形的中点,得到图(3),按此方法继续下去,请你根据每个图中三角形个数的规律,完成下列问题:
(1)将下表填写完整:
图形编号
1
2
3
4
5
…
三角形个数
1
5
9
…
(2)在第n个图形中有
(4n-3)
(4n-3)
个三角形(用含n的式子表示).
(3)求当n=20时,图形中三角形的个数.
如着,将一张正方形纸片,剪成四个大小形状一样的小正方形,然后将其中的一个小正方
形再按同样的方法剪成四个小正方形,再将其中的一个小正方形剪成四个小正方形,如此循环进行下去;
(1)填表:
剪的次数
1
2
3
4
5
正方形个数
4
7
(2)如果剪了144次,共剪出多少个小正方形?
(3)如果剪n次,共剪出多少个小正方形?
(4)能否经过若干次分割后共得到2449片纸片?若能,请直接写出相应的次数,若不能,请说明理由.
如图,用同样规格的黑白两色正方形瓷砖铺设长方形地面.观察下列图形,探究并解答问题.
(1)在第4个图中,共有白色瓷砖
24
24
块;在第n个图中,共有白色瓷砖
n
2
+2n
n
2
+2n
块;
(2)在第4个图中,共有瓷砖
48
48
块;在第n个图中,共有瓷砖
(n+2)(n+4).
(n+2)(n+4).
块;
(3)如果每块黑瓷砖25元,每块白瓷砖30元,当n=10时,铺设长方形地面共需花多少钱购买瓷砖?
图(1)是一个水平摆放的小正方体木块,图(2)、(3)是由这样的小正方体木块叠放而成,按照这样的规律继续叠放下去,至第五个叠放的图形中,小正方体木块总数应是
41
41
个.第n个叠放的图形中,小正方体木块总数应是
2n
2
-n
2n
2
-n
个.
研究下列图形的个数:
图(1)中有1个小正方形;
图(2)中有3个小正方形;
图(3)中有6个小正方形;
图(4)中有
210
210
个小正方形;
图(5)中有
n(n+1)
2
n(n+1)
2
个小正方形.
用长度相等的小棒按下面方式搭图形.
(1)图(1),图(2),图(3)的小棒根数分别是多少根?
(2)第n个图形需要多少根小棒?
数形结合的基本思想,就是在研究问题的过程中,注意把数和形结合起来考察,斟酌问题的具体情形,把图形性质的问题转化为数量关系的问题,或者把数量关系的问题转化为图形性质的问题,使复杂问题简单化,抽象问题具体化,化难为易,获得简便易行的成功方案.
例如,求1+2+3+4+…+n的值,其中n是正整数.
对于这个求和问题,如果采用纯代数的方法(首尾两头加),问题虽然可以解决,但在求和过程中,需对n的奇偶性进行讨论.
如果采用数形结合的方法,即用图形的性质来说明数量关系的事实,那就非常的直观.现利用图形的性质来求1+2+3+4+…+n的值,方案如下:如图,斜线左边的三角形图案是由上到下每层依次分别为1,2,3,…,n个小圆圈排列组成的.而组成整个三角形小圆圈的个数恰为所求式子1+2+3+4+…+n的值.为求式子的值,现把左边三角形倒放于斜线右边,与原三角形组成一个平行四边形.此时,组成平行四边形的小圆圈共有n行,每行有(n+1)个小圆圈,所以组成平行四边形小圆圈的总个数为n(n+1)个,因此,组成一个三角形小圆圈的个数为
n(n+1)
2
,即1+2+3+4+…+n=
n(n+1)
2
.
(1)仿照上述数形结合的思想方法,设计相关图形,求1+3+5+7+…+(2n-1)的值,其中n是正整数.(要求:画出图形,并利用图形做必要的推理说明)
(2)试设计另外一种图形,求1+3+5+7+…+(2n-1)的值,其中n是正整数.(要求:画出图形,并利用图形做必要的推理说明)
如下图,用火柴棒按以下方式搭小鱼,搭1条小鱼用6根火柴棒,搭2条小鱼用14根火柴棒…
(1)搭90条小鱼需要用多少根火柴棒?你是怎样得出的?
(2)搭3条小鱼需要用多少根火柴棒?
(2012·南宁)有若干张边长都是2的四边形纸片和三角形纸片,从中取一些纸片按如图所示的顺序拼接起来(排在第一位的是四边形),可以组成一个大的平行四边形或一个大的梯形.如果所取的四边形与三角形纸片数的和是5时,那么组成的大平行四边形或梯形的周长是
20
20
;如果所取的四边形与三角形纸片数的和是n,那么组成的大平行四边形或梯形的周长是
3n+5或3n+4
3n+5或3n+4
.
(2012·娄底)如图,如图所示的图案是按一定规律排列的,照此规律,在第1至第2012个图案中“·”,共
503
503
个.
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