趣味数学041:图中有多少个圆
班主任工作实习计划-国际法试题
图中有多少个圆
前面,在“在趣的图形数”一文中谈到,图形数是数形结合的最好范例,它的优点是既形象直观又内涵丰富。比如下面这道题:
图中有多少个○?
就是一个很好的例子。
要
解决问题就要有解决问题的策略。解决问题是数学学习的一项重
要内容,而解决问题的策略既多样又灵活
,更是数学思想方法的重要体
现,并且,对解题策略的推广和抽象概括,往往可以引申出某种规律性的认识,就更加具有数学思考价值。
以这道题为例:
策略一:自上而下,逐行相加。
(1+3+5+7+9+11)+(9+7+5+3+1)=6
2
+5
2=36+25=61。
抽象概括:问题的实质是求n个连续奇数与n-1个连续奇数的和。
总和是n
2
+(n-1)
2
。
策略二:看成两个正方形数的和。6
2
+5
2
=61。
抽象概括:问题的实
质是求两个连续数n与n-1的平方和。总和是
n
2
+(n-1)2
。
策略三:看成4个三角形数的和加1。(5×6÷2)×4+1=61。
抽象概括:问题的实质是求4个
从1到n的连续自然数的和再加1。
总和是[n(n+1)÷2]×4+1。这里的n显然比前两种方法
中的n小1。
为了便于比较,把总和改写成[(n-1)n÷2]×4+1。于是,[(n-1)
n÷2]×4+1=(n-1)n×2+1=2n
2
-2n+1=n
2
+(
n
2
-2n+1)=n
2
+(n-1)
2
。
策略四:给四个角各补上一个三角形数。11
2
-(5×6÷2)×4=61
抽
象概括:问题的实质是求一个平方数n
2
与4个从1到(n-1)÷2
的连续数之和的
差,所以,总和是n
2
-4×[(n-1)÷2]×[(n-1)÷
2+1]÷2。这
里的n显然比方法一和方法二中n的2倍小1。为了便于
比较,可以把总和改写成(2n-1)
2
-4×[(2n-2)÷2]×[(2n-2)
÷2+1]÷2=(2n-1)
2<
br>-(2n-2)×n=4n
2
-4n+1-2n
2
+2n=2n
2
-
2n+1=n
2
+(n
2
-2n+1)=n
2
+(n-1)
2
。
通过以上4种策略的比较,不仅加深了我们对数形结合
的认识,也
使我们再一次感受到数学外在的形式美与内在的规律美的统一,无怪乎
毕达哥拉斯会给予图形数那么高的赞誉。