当前位置: 初中数学 / 实践探究题
  • 1. (2022·李沧模拟) 【阅读理解】数形结合是解决数学问题的一种重要的思想方法,借助这种方法可将抽象的数学知识变得直观起来并且具有可操作性,从而可以帮助我们进行推理,获得结论.初中数学里的一些代数公式,很多都可以借助几何图形进行直观推导和解释.例如:求1+2+3+4+…+的值(其中是正整数).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+…+的值,方案如下:如图1,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,…,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+…+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行,每行有个小圆圈,所以组成平行四边形小圆圈的总个数为个,因此,组成一个三角形小圆圈的个数为 , 即

    【问题提出】求的值(其中是正整数).

    【问题解决】为解决上述问题,我们借鉴已有的经验,采用由特殊到一般,归纳的研究方法,利用数形结合法,借助图形进行推理获得结论.

    探究1:如图2,可以看成1个的正方形的面积,即

    探究2:如图3,表示1个的正方形,其面积为:表示1个的正方形,其面积为:分别表示1个的长方形,其面积的和为:的面积和为 , 而恰好可以拼成一个的大正方形.由此可得:

    1. (1) 探究3:请你类比上述探究过程,借助图形探究:      ▲ =      ▲  . (要求自己构造图形并写出推证过程)
    2. (2) 【结论归纳】将上述探究过程发现的规律,推广到一般情况中去,通过归纳,我们便可以得到:=(要求直接写出结论,不必写出推证过程)
    3. (3) 【结论应用】图4是由若干个棱长为1的小正方体搭成的大正方体,图中大小正方体一共有多少个?为了准确数出大小正方体的总个数,我们可以分类统计,即数出棱长分别是1,2,3,4,5,6的正方体的个数,再求总和.

      例如:棱长是1的正方体有:个,

      棱长是2的正方体有:个,

      ……

      棱长是6的正方体有:个;

      然后利用上面归纳的结论,通过计算,可得图4中大小正方体的个数为

    4. (4) 【逆向应用】如果由若干个棱长为1的小正方体搭成的大正方体中,大小正方体一共有36100个,那么棱长为1的小正方体的个数为
    5. (5) 【拓展探究】

      观察下列各式:

      为正整数)按上面规律展开后,发现等式右边含有“2021”这个数,则的值

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