學(xué)生基礎(chǔ)性作業(yè)九年級數(shù)學(xué)人教版
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(1)發(fā)現(xiàn)問題
在探究的過程中,容易發(fā)現(xiàn)10是三角形前4行的點數(shù)和,但是遇到較大的點數(shù)時,不推薦“逐個”行數(shù).
(2)提出問題
小明提出問題:300是前多少行的點數(shù)和?
(3)分析問題
同學(xué)們分別從數(shù)和形兩個角度探究前n行的點數(shù)和
從數(shù)的角度看
通過具體的數(shù)字,想到了一種計算方法——倒序相加法.
例:求前10行的點數(shù).
$S = 1 + 2 + 3 + \cdots + 10$①,
將①式倒排序:
$S = 10 + 9 + \cdots + 2 + 1$②,
①+②,即
$2S=(10 + 1)+(9 + 2)+\cdots+(10 + 1)$
$= 11×10 = 110$,
$\therefore S = 55$,
$\therefore$前10行點數(shù)和為55.
從形的角度看
利用圖形的特征進行計算.如圖(2),將一個正立的三角形點陣倒立,再與正立的原圖形的三角形點陣拼成一個平行四邊形點陣,原三角形陣點數(shù)和為平行四邊形陣點數(shù)和的一半.
(4)解決問題
根據(jù)以上材料,類比“從數(shù)的角度看”的推理方法,請推導(dǎo)出前n行的點數(shù)和(用含n的代數(shù)式表示),并解決小明提出的問題.
(5)應(yīng)用延伸
如果把三角形點陣的點數(shù)依次換為1,3,5,7,…,$2n - 1$,…(如圖(3)),這個新的三角形點陣前n行的點數(shù)和能是600嗎?請說明理由.
答案:(4)設(shè)前n行的點數(shù)和為$S$,則$S = 1 + 2 + 3 + \cdots + n$①,
倒序得$S = n + (n - 1) + \cdots + 2 + 1$②,
①+②,得$2S = (n + 1) + (n + 1) + \cdots + (n + 1) = n(n + 1)$,
$\therefore S = \frac{n(n + 1)}{2}$。
令$\frac{n(n + 1)}{2} = 300$,
$n^2 + n - 600 = 0$,
解得$n = \frac{-1 \pm \sqrt{1 + 2400}}{2} = \frac{-1 \pm \sqrt{2401}}{2} = \frac{-1 \pm 49}{2}$,
$n_1 = 24$,$n_2 = -25$(舍去)。
答:300是前24行的點數(shù)和。
(5)新的三角形點陣前n行的點數(shù)和為$1 + 3 + 5 + \cdots + (2n - 1)$,
設(shè)其和為$T$,則$T = 1 + 3 + 5 + \cdots + (2n - 1)$①,
倒序得$T = (2n - 1) + \cdots + 5 + 3 + 1$②,
①+②,得$2T = 2n + 2n + \cdots + 2n = 2n \cdot n$,
$\therefore T = n^2$。
令$n^2 = 600$,$n = \sqrt{600} = 10\sqrt{6} \approx 24.49$,不是整數(shù),
$\therefore$不能是600。