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新课程倡导自主学习、合作学习、探究学习,重视操作实践.要让学生亲自参与丰富生动的思维活动,经历实践和创新的过程,主动构建知识获得经验,提高能力.新棵标及近几年中考题中不断出现探索、研究性题型.现举例说明如何引导学生进行探究学习,从而提高解题能力.
例1图1是由若干个小圆圈堆成的一个形如正三角形的图案,最上面一层有一个圆圈,以下各层均比上一层多一个圆圈,一共堆了n层.将图1倒置后与原图1拼成图2的形状,这样我们可以算出图1中所有圆圈的个数为:1+2+3+…+n=n(n+1)2.
如果图1中的圆圈共有12层,(1)我们自上往下,在每个圆圈中都按图3的方式填上一串连续的正整数1,2,3,4,……,则最底层最右边这个圆圈中的数是;最底层最左边这个圆圈中的数是;(2)我们自上往下,在每个圆圈中都按图4的方式填上一串连续的整数-23,-22,-21,……,求图4中所有圆圈中各数的绝对值之和.
分析(1)由图3容易观察出正三角形图案第n层最右边的数值正好等于前n层所有圆圈个数之和,即:1+2+3+4+…+n=n(n+1)2.将n=12代入可求得最底层最右边这个圆圈中的数是78.
图1图2图3图4
求最底层最左边这个圆圈中的数有两种方法:
方法一可利用题中的结论先求出第11层最右边的数,即n=11时,第11层最右边的数是66,然后加1即可得出结果为67.或者:将n=12代入n(n+1)2-(n-1)=67(即78-11=67).
方法二用a1,a2,a3,…,an分别表示第1层,第2层,第3层,…,第n层最左边这个圆圈中的数.
由图观察易得下表:
则由上表可得:a2-a1=1,a3-a2=2,a4-a3=3,……,猜想:an-an-1=n-1.
将上面各式两边分别相加得:an-a1=1+2+3+…+(n-1)=n(n-1)2,即:第n层最左边这个圆圈中的数是an=n(n-1)2+1.将n=12代入即可求得结果为67.
(2)利用(1)结论可知图4圆圈中共有78个数,这些数按从小到大的顺序排列为:-23,-22,-21,…,-1,0,1,2,…,54,各数的绝对值排成的数列为:23,22,21,…,1,0,1,2,…,54.它们的和=(1+2+3+…+23)+(1+2+3+…+54)=1761.
例2如图,由等圆组成的一组图中,第一个图由1个圆组成,第二个图由7个圆组成,第三个图由19个圆组成,……,按照这样的规律排列下去,则第九个图形由个圓组成.
(1)(2)(3)(4)
方法一猜:根据图中数据规律,猜想通项公式,求出结果.
分析由图形之间的关系可列出下表:
由表很容易猜想出第n个图形共有圆圈:
1+6×1+6×2+6×3+…+6×(n-1)=1+6[1+2+3+…+(n-1)]=1+6×n(n-1)2=1+3n(n-1).
将n=9代入可求得第九个图中共有圆圈217个.
方法二求:根据图形规律,求其通项公式.
分析由图观察易得下表:
图形
序号1234…n圆圈
个数12+3+23+4+5+4+34+5+6+7+6+5+4…n+(n+1)+…+(2n-1)+…+(n+1)+n观察表中数据可知第n个图中共有圆圈:
n+(n+1)+(n+2)+…+(2n-2)+(2n-1)+(2n-2)+…+(n+1)+n=1+3n(n-1).
将n=9代入求值即可求得结果为217.
此题也可直接求第九个图中圆圈的个数为:
9+10+11+12+…+16+17+16+…+10+9=217.
例1图1是由若干个小圆圈堆成的一个形如正三角形的图案,最上面一层有一个圆圈,以下各层均比上一层多一个圆圈,一共堆了n层.将图1倒置后与原图1拼成图2的形状,这样我们可以算出图1中所有圆圈的个数为:1+2+3+…+n=n(n+1)2.
如果图1中的圆圈共有12层,(1)我们自上往下,在每个圆圈中都按图3的方式填上一串连续的正整数1,2,3,4,……,则最底层最右边这个圆圈中的数是;最底层最左边这个圆圈中的数是;(2)我们自上往下,在每个圆圈中都按图4的方式填上一串连续的整数-23,-22,-21,……,求图4中所有圆圈中各数的绝对值之和.
分析(1)由图3容易观察出正三角形图案第n层最右边的数值正好等于前n层所有圆圈个数之和,即:1+2+3+4+…+n=n(n+1)2.将n=12代入可求得最底层最右边这个圆圈中的数是78.
图1图2图3图4
求最底层最左边这个圆圈中的数有两种方法:
方法一可利用题中的结论先求出第11层最右边的数,即n=11时,第11层最右边的数是66,然后加1即可得出结果为67.或者:将n=12代入n(n+1)2-(n-1)=67(即78-11=67).
方法二用a1,a2,a3,…,an分别表示第1层,第2层,第3层,…,第n层最左边这个圆圈中的数.
由图观察易得下表:
则由上表可得:a2-a1=1,a3-a2=2,a4-a3=3,……,猜想:an-an-1=n-1.
将上面各式两边分别相加得:an-a1=1+2+3+…+(n-1)=n(n-1)2,即:第n层最左边这个圆圈中的数是an=n(n-1)2+1.将n=12代入即可求得结果为67.
(2)利用(1)结论可知图4圆圈中共有78个数,这些数按从小到大的顺序排列为:-23,-22,-21,…,-1,0,1,2,…,54,各数的绝对值排成的数列为:23,22,21,…,1,0,1,2,…,54.它们的和=(1+2+3+…+23)+(1+2+3+…+54)=1761.
例2如图,由等圆组成的一组图中,第一个图由1个圆组成,第二个图由7个圆组成,第三个图由19个圆组成,……,按照这样的规律排列下去,则第九个图形由个圓组成.
(1)(2)(3)(4)
方法一猜:根据图中数据规律,猜想通项公式,求出结果.
分析由图形之间的关系可列出下表:
由表很容易猜想出第n个图形共有圆圈:
1+6×1+6×2+6×3+…+6×(n-1)=1+6[1+2+3+…+(n-1)]=1+6×n(n-1)2=1+3n(n-1).
将n=9代入可求得第九个图中共有圆圈217个.
方法二求:根据图形规律,求其通项公式.
分析由图观察易得下表:
图形
序号1234…n圆圈
个数12+3+23+4+5+4+34+5+6+7+6+5+4…n+(n+1)+…+(2n-1)+…+(n+1)+n观察表中数据可知第n个图中共有圆圈:
n+(n+1)+(n+2)+…+(2n-2)+(2n-1)+(2n-2)+…+(n+1)+n=1+3n(n-1).
将n=9代入求值即可求得结果为217.
此题也可直接求第九个图中圆圈的个数为:
9+10+11+12+…+16+17+16+…+10+9=217.