本题导读
本题考查归纳推理,以及多边形数。
📌【题干】
Question
(2013年湖北卷(理)) 古希腊毕达哥拉斯的数学家研究过各种多边形数,如三角形数 ,第 个三角形数为 .记第 个 边形数为 (),以下列出了部分 边形数中第 个数的表达式:
- 三角形数:
- 正方形数:
- 五边形数:
- 六边形数:
可以推测 的表达式,由此计算 .
🔍【思路分析】
破题导航
- 观察 项系数的规律:
- 当 时,系数为 ;
- 当 时,系数为 ;
- 当 时,系数为 ;
- 当 时,系数为 。 系数构成的数列为:,发现分子比 少 。 推测 的系数为 。
- 观察 项系数的规律:
- 当 时,系数为 ;
- 当 时,系数为 ;
- 当 时,系数为 ;
- 当 时,系数为 。 系数构成的数列为:,这是一个等差数列。 推测 的系数为 (或者写成 )。
- 构造一般通项公式: 。
- 代入计算:将 代入公式求值。
✅【答案】
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1000
✍【详细解析】
Abstract
第一步:归纳系数关系 设 。 观察表格:
( 系数) ( 系数) 3 4 5 6 由此发现:
- 是首项为 ,公差为 的等差数列(关于 的变量),即 。
- 是首项为 ,公差为 的等差数列,即 。
第二步:写出一般表达式
第三步:求 代入 :
故答案为:1000。
💡【考点归纳与避坑指南】
Danger
核心考点:等差数列通项公式的应用及归纳推理。 2. 核心技巧:“分项对齐观察”。将复杂的公式拆解为 与 两部分分别寻找关于 的规律。
核心方法:见详细解析
避坑指南:计算 时容易弄错公差方向,一定要代入 或 进行验算。
📖【试题探源与推广】
Tip
试题探源:费马多边形数定理(任何正整数都可以表示为至多 个 边形数之和)。
结论推广:任意正 边形数的递归定义为 。
方法推广:见详细解析
🔗【关联脉络】
Multi column