第n个图形共有根火柴棒.
第1个数:;
第2个数:;
第3个数:;
则第个数为:.
婚礼上有116名宾客,地面上水平放置了一个长方体蛋糕,要保证这116名宾客都能分得蛋糕(忽略大小,水平切割的方向只能与地面平行,垂直切割只能与地面垂直),小明说我10刀即可完成任务,你认为小明是怎样切这个蛋糕才能完成任务.
问题探究:
为解决这个问题我们从最简单的长方形分割开始研究.
探究一:用一条直线分一个长方形,最多可以分成几部分?
如图1所示,一条线来分多出1部分,最多分成1+1=2部分;
探究二:用2条直线分一个长方形,最多可以分成几部分?
如图2所示,第2条线与第一条线相交,多出2部分,最多分成1+1+2=4部分;
探究三:用3条直线分一个长方形,最多可以分成几部分?
如图3所示,第3条线与前2条线相交,多出3部分,最多分成1+1+2+3=7部分;
探究四:用4条直线分一个长方形,最多可以分成几部分?
如图4所示,第4条线与原来3条线相交, 多出4部分,最多分1+1+2+3+4=11部分;
我们只需要在探究三的基础上,先在长方体中竖直切割3刀最多分成7块,平行于地面切一刀,此时4刀可切成7×2=14块.
探究八:如何用最少的切割次数,将一个长方体蛋糕切割成44块,请说明切割过程,无需画图;
问题解决:
图2中,由2个相同的平行四边形拼成一排的图形,这图形中可以找到3个平行四边形;
图3中,由3个相同的平行四边形拼成一排的图形,这图形中可以找到6个平行四边形;
由此我们可以提出一个这样的问题:
图4中,由4个相同的平行四边形拼成一排的图形中,可以找到几个平行四边形?
答:10个
请你根据以上事实,将一些相同的平行四边形横向或纵向拼接,由此提出一个数学问题,并写出答案.
(问题)用n个2×1矩形,镶嵌一个2×n矩形,有多少种不同的镶嵌方案?(2×n矩形表示矩形的邻边是2和n)
(探究)不妨假设有an种不同的镶嵌方案.为探究an的变化规律,我们采取一般问题特殊化的策略,先从最简单情形入手,再逐次递进,最后猜想得出结论.
探究一:用1个2×1矩形,镶嵌一个2×1矩形,有多少种不同的镶嵌方案?
如图(1),显然只有1种镶嵌方案.所以,a1=1.
探究二:用2个2×1矩形,镶嵌一个2×2矩形,有多少种不同的镶嵌方案?
如图(2),显然只有2种镶嵌方案.所以,a2=2.
探究三:用3个2×1矩形,镶嵌一个2×3矩形,有多少种不同的镶嵌方案?
一类:在探究一每个镶嵌图的右侧再横着镶嵌2个2×1矩形,有1种镶嵌方案;
二类:在探究二每个镶嵌图的右侧再竖着镶嵌1个2×1矩形,有2种镶嵌方案;
如图(3).所以,a3=1+2=3.
一类:在探究二每个镶嵌图的右侧再横着镶嵌2个2×1矩形,有 种镶嵌方案;
二类:在探究三每个镶嵌图的右侧再竖着镶嵌1个2×1矩形,有 种镶嵌方案;
所以,a4= .
(仿照上述方法,写出探究过程,不用画图)
……
(结论)用n个2×1矩形,镶嵌一个2×n矩形,有多少种不同的镶嵌方案?
(直接写出an与an﹣1 , an﹣2的关系式,不写解答过程).
(应用)用10个2×1矩形,镶嵌一个2×10矩形,有 ▲ 种不同的镶嵌方案.