一道课本习题的变式和引申

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  纵观近几年来的高考数学试题,源于课本的题型占据了一定的分量.因此对于数学课本上具有代表性和典型性的习题,教师应挖掘题目的广度和深度,扩大题目的辐射面,这对提高学生的解题能力,发展学生的创新思维能力具有重要的意义.
  【例】(北师大版高中《数学》(必修5),复习题一,第38页第7题)观察下列的数阵
  问第20行最左边的数是几?第20行所有数的和是多少?
  解析:本题属于寻找规律、数列求项和求和题,由数阵可以发现第20行最右边的数是an=202=400.
  第20行的数成等差数列,d=1,n=20×2-1=39,有400=a1 (39-1)×1,
  解得a1=362,S39=na1 n(n 1)d2=14859.
  【变式1】等腰三角形数表问题
  将全体正整数排成一个三角形数表:
  按照以上排列的规律,第n行(n≥3)从左向右的第2个数为.
  解析:通过列举、归纳、猜想,前n-1行共有1 2 3 … (n-1)个数,即共有n2-n2个,因此第n行第2个数是全体正整数中第n2-n2 2个数,即n2-n2 2.也可以观察每行第二个数的特点,归纳出第n 1行的数比第n行的数多n,进而求得结果.
  本题属于数列求通项题,通过此题可复习等差数列有关公式,培养学生归纳、分析的能力.
  【变式2】回形数表问题(根据2008江苏高考零距离突破二轮复习题改编)
  将正整数排成如下的螺旋状:
  第一个拐弯处的数是2,第二个拐弯处的数是3,第24个及第29个拐弯处的数分别是,
  解析1:由图可知,前n个拐弯处的数依次是2,3,5,7,10,13,17,21,26,…①
  这是一个数列题目,要求找出它的第24项和第29项各是多少,因此要找出这个数列的规律,经观察,该数列的后一项减去前一项,得一新数列1,2,2,3,3,4,4,5,5,…②
  把数列①的第一项添在数列②的前面得2,1,2,2,3,3,4,4,5,5,…③
  观察数列①③发现原数列①的第n项an就等于数列③的前n项和,即a1=2,a2=2 1=3,a3=2 1 2 2=7,…,故第24个拐弯处的数a24=2 1 2 2 … 12 12=157,a29=2 1 2 2 … 14 14 15=226.
  解析2:设第i个拐弯处的数为ai,显然a1=2,a2i=a2i-1 i,a2i 1=a2i (i 1),
  ∴a24=a23 12=a22 12 12=…=a1 1 2(2 … 12)=157,
  a29=a1 1 2(2 … 14) 15=226.
  两种解法由具体到抽象,体现出思维不断优化的过程.
  解决数表问题,需细心研究其元素排列的规律,即构成数列的元素,或数列的项是按照何种规则排列而成的,有时即使找到排列的规则,但如果不能对所发现的规律所蕴含的信息进行整理再加工,解题同样会误入歧途.
  总之,为了适应新课程的需要,高考命题会出现一些新情况、新定义、新背景的问题.教学中通过设计一题多变的训练,不仅可以复习知识与方法,而且会使学生的思维活动逐步展开,使学生经历探索发现新知识的过程,从而培养学生的创新意识和发散思维能力.
  (责任编辑金铃)
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