3.获得一些研究问题的方法和经验.增进应用数学的自信心. 查看更多

 

题目列表(包括答案和解析)

探究题:
数学问题:各边长都是整数,最大边长为21的三角形有多少个?
为解决上面的数学问题,我们先研究下面的数学模型:
数学模型:在1~21这21个自然数中,每次取两个不同的数,使得所取的两个数之和大于21,有多少种不同取法?
为找到解决问题的方法,我们把上面数学模型简单化.
(1)在1~4这4个自然数中,每次取两个不同的数,使得所取的两个数之和大于4,有多少种取法?
根据题意,有下列取法:1+4,2+3,2+4,3+2,3+4,4+1,4+2,4+3,而1+4与4+1,2+3与3+2,…是同一种取法,所以上述每一种取法都重复过一次,因此共有
1+2+2+3
2
=4=
42
4
种不同的取法.
(2)在1~5这5个自然数中,每次取两个不同的数,使得所取的两个数之和大于5,有多少种取法?
根据题意,有下列取法:1+5,2+4,2+5,3+4,3+5,4+2,4+3,4+5,5+1,5+2,5+3,5+4,而1+5与5+1,2+4与4+2,…是同一种取法,所以上述每一种取法都重复过一次,因此共有
1+2+2+3+4
2
=6=
52-1
4
种不同的取法.
(3)在1~6这6个自然数中,每次取两个不同的数,使得所取的两个数之和大于6,有多少种不同的取法?
根据题意,有下列取法:1+6,2+5,2+6,3+4,3+5,3+6,4+3,4+5,4+6,5+2,5+3,5+4,5+6,6+1,6+2,6+3,6+4,6+5,而1+6与6+1,2+5与5+2,…是同一种取法,所以上述每一种取法都重复过一次,因此共有
1+2+3+3+4+5
2
=9=
62
4
种不同的取法.
(4)在1~7这7个自然数中,每次取两个不同的数,使得所取的两个数之和大于7,有多少种取法?
根据题意,有下列取法:1+7,2+6,2+7,3+5,3+6,3+7,4+5,4+6,4+7,5+3,5+4,5+6,5+7,6+2,6+3,6+4,6+5,6+7,7+1,7+2,7+3,7+4,7+5,7+6,而1+7与7+1,2+6与6+2,…是同一种取法,所以上述每一种取法都重复过一次,因此共有
1+2+3+3+4+5+6
2
=12=
72-1
4
种不同的取法…
问题解决
仿照上述研究问题的方法,解决上述数学模型和提出的问题
(1)在1~21这21个自然数中,每次取两个不同的数,使得所取的两个数之和大于21,共有
 
种不同取法;(只填结果)
(2)在1~n(n为偶数)这n个自然数中,每次取两个数,使得所取的两个数字之和大于n,共有
 
种不同取法;(只填最简算式)
(3)在1~n(n为奇数)这n个自然数中,每次取两个数,使得所取的两个数之和大于n,共有
 
种不同取法;(只填最简算式)
(4)各边长都是整数且不相等,最大边长为21的三角形有多少个?(写出最简算式和结果,不写分析过程)

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探究题:
数学问题:各边长都是整数,最大边长为21的三角形有多少个?
为解决上面的数学问题,我们先研究下面的数学模型:
数学模型:在1~21这21个自然数中,每次取两个不同的数,使得所取的两个数之和大于21,有多少种不同取法?
为找到解决问题的方法,我们把上面数学模型简单化.
(1)在1~4这4个自然数中,每次取两个不同的数,使得所取的两个数之和大于4,有多少种取法?
根据题意,有下列取法:1+4,2+3,2+4,3+2,3+4,4+1,4+2,4+3,而1+4与4+1,2+3与3+2,…是同一种取法,所以上述每一种取法都重复过一次,因此共有数学公式种不同的取法.
(2)在1~5这5个自然数中,每次取两个不同的数,使得所取的两个数之和大于5,有多少种取法?
根据题意,有下列取法:1+5,2+4,2+5,3+4,3+5,4+2,4+3,4+5,5+1,5+2,5+3,5+4,而1+5与5+1,2+4与4+2,…是同一种取法,所以上述每一种取法都重复过一次,因此共有数学公式种不同的取法.
(3)在1~6这6个自然数中,每次取两个不同的数,使得所取的两个数之和大于6,有多少种不同的取法?
根据题意,有下列取法:1+6,2+5,2+6,3+4,3+5,3+6,4+3,4+5,4+6,5+2,5+3,5+4,5+6,6+1,6+2,6+3,6+4,6+5,而1+6与6+1,2+5与5+2,…是同一种取法,所以上述每一种取法都重复过一次,因此共有数学公式种不同的取法.
(4)在1~7这7个自然数中,每次取两个不同的数,使得所取的两个数之和大于7,有多少种取法?
根据题意,有下列取法:1+7,2+6,2+7,3+5,3+6,3+7,4+5,4+6,4+7,5+3,5+4,5+6,5+7,6+2,6+3,6+4,6+5,6+7,7+1,7+2,7+3,7+4,7+5,7+6,而1+7与7+1,2+6与6+2,…是同一种取法,所以上述每一种取法都重复过一次,因此共有数学公式种不同的取法…
问题解决
仿照上述研究问题的方法,解决上述数学模型和提出的问题
(1)在1~21这21个自然数中,每次取两个不同的数,使得所取的两个数之和大于21,共有______种不同取法;(只填结果)
(2)在1~n(n为偶数)这n个自然数中,每次取两个数,使得所取的两个数字之和大于n,共有______种不同取法;(只填最简算式)
(3)在1~n(n为奇数)这n个自然数中,每次取两个数,使得所取的两个数之和大于n,共有______种不同取法;(只填最简算式)
(4)各边长都是整数且不相等,最大边长为21的三角形有多少个?(写出最简算式和结果,不写分析过程)

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探究题:
数学问题:各边长都是整数,最大边长为21的三角形有多少个?
为解决上面的数学问题,我们先研究下面的数学模型:
数学模型:在1~21这21个自然数中,每次取两个不同的数,使得所取的两个数之和大于21,有多少种不同取法?
为找到解决问题的方法,我们把上面数学模型简单化.
(1)在1~4这4个自然数中,每次取两个不同的数,使得所取的两个数之和大于4,有多少种取法?
根据题意,有下列取法:1+4,2+3,2+4,3+2,3+4,4+1,4+2,4+3,而1+4与4+1,2+3与3+2,…是同一种取法,所以上述每一种取法都重复过一次,因此共有种不同的取法.
(2)在1~5这5个自然数中,每次取两个不同的数,使得所取的两个数之和大于5,有多少种取法?
根据题意,有下列取法:1+5,2+4,2+5,3+4,3+5,4+2,4+3,4+5,5+1,5+2,5+3,5+4,而1+5与5+1,2+4与4+2,…是同一种取法,所以上述每一种取法都重复过一次,因此共有种不同的取法.
(3)在1~6这6个自然数中,每次取两个不同的数,使得所取的两个数之和大于6,有多少种不同的取法?
根据题意,有下列取法:1+6,2+5,2+6,3+4,3+5,3+6,4+3,4+5,4+6,5+2,5+3,5+4,5+6,6+1,6+2,6+3,6+4,6+5,而1+6与6+1,2+5与5+2,…是同一种取法,所以上述每一种取法都重复过一次,因此共有种不同的取法.
(4)在1~7这7个自然数中,每次取两个不同的数,使得所取的两个数之和大于7,有多少种取法?
根据题意,有下列取法:1+7,2+6,2+7,3+5,3+6,3+7,4+5,4+6,4+7,5+3,5+4,5+6,5+7,6+2,6+3,6+4,6+5,6+7,7+1,7+2,7+3,7+4,7+5,7+6,而1+7与7+1,2+6与6+2,…是同一种取法,所以上述每一种取法都重复过一次,因此共有种不同的取法…
问题解决
仿照上述研究问题的方法,解决上述数学模型和提出的问题
(1)在1~21这21个自然数中,每次取两个不同的数,使得所取的两个数之和大于21,共有______种不同取法;(只填结果)
(2)在1~n(n为偶数)这n个自然数中,每次取两个数,使得所取的两个数字之和大于n,共有______种不同取法;(只填最简算式)
(3)在1~n(n为奇数)这n个自然数中,每次取两个数,使得所取的两个数之和大于n,共有______种不同取法;(只填最简算式)
(4)各边长都是整数且不相等,最大边长为21的三角形有多少个?(写出最简算式和结果,不写分析过程)

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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
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(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)

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阅读题:我国著名数学家华罗庚说过:“数缺形时少直观,形小数时难入微,数形结合百般好,隔离分家事万休.”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:求1+2+3+4+…+n的值,其中n是正整数;
如果采用数形结合的方法,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个小圆圈的个数恰好为所求式子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为正整数(要求画出图形,写出结果即可)
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,写出结果即可)
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