第8讲数学广角-数与形运用数学结合发现规律数与形极限思想知识点一：数与形1. 从1开始的连续奇数的和正好是这串数个数的平方。
2. 有些计算问题或较为复杂的题目可以通过画图，把数字、算式转化成图形，使复杂的问题简单化、抽象的问题直观化，解决起来会更直观、更简单。
考点一：数与形【例1】仔细观察如图，你知道第七幅图有多少个圆形吗？请你画一画、写一写．【思路分析】根据图示，第一幅圆形个数：1个；第二幅圆形个数：1+2＝3（个）；第三幅圆形个数：1+2+3＝6（个）；……：第7幅圆形个数：1+2+3+……+7＝28（个）．【规范解答】解：如图：1+2+3+4+……+7＝（1+7）×7÷2＝4×7＝28（个）答：第七幅图有28个圆形．【名师点评】本题考查了图形的变化类问题，主要培养学生的观察能力和总结能力．1．如图所示，用火柴搭1条“金鱼”需要8根火柴，搭2条“金鱼”需要14根火柴．（1）按上面的图示规律填写下表．“金鱼”条数1……所需火柴根数8……（2）搭7条“金鱼”需要几根火柴？有56根火柴，可以搭多少条“金鱼”？【思路分析】根据图示，搭1条“金鱼”需要8根火柴；搭2条“金鱼”需要8+6＝14（根）火柴；搭3条“金鱼”需要8+6+6＝20（根）火柴；……；搭n条“金鱼”需要8+6（n﹣1）＝（6n+2）根火柴．（1）根据规律完成填表．（2）根据规律计算搭7条“金鱼”需要的火柴根数及56根火柴可以搭“金鱼”的条数【规范解答】解：（1）填表如下：“金鱼”条数1234……所需火柴根数8142026……（2）8+（7﹣1）×6＝8+6×6＝8+36＝44（根）6n+2＝566n＝54n＝9答：搭7条“金鱼”需要44根火柴；有56根火柴，可以搭9条“金鱼”．【名师点评】本题考查了图形的变化类问题，主要培养学生的观察能力和总结能力．2．（2020•雄县）二进制时钟是一种“特殊的时钟”，它用4行6列24盏灯来表示时间（图1）竖着看，从左到右每两列为一组，每列依次表示时、分、秒的十位数字和个位数字；每列从下往上的灯依次表示1、2、4、8（●表示灯亮，〇表示灯熄灭，灯灭代表0），同一列中多盏灯同时亮，要把它们各自表示的数加起来得到对应的数．例如，图1中最右侧一列，从下往上第一、二、三盏灯是，分别表示数字1、2、4，1+2+4＝7，此时这列灯表示数字7，按照这样的表示方法，请在图2的括号里写出此时时钟表示的时刻．图3是雯雯同学上午进入校门的时刻，请涂出二进制时钟上的显示．【思路分析】根据所给图示，发现每行与每列的变换规律：竖着看，从左到右每两列为一组，每列依次表示时、分、秒的十位数字和个位数字；每列从下往上的灯依次表示1、2、4、8（●表示灯亮，〇表示灯熄灭，灯灭代表0），同一列中多盏灯同时亮，要把它们各自表示的数加起来得到对应的数．然后利用规律做题即可．【规范解答】解：．【名师点评】本题主要考查数与形结合的规律，关键是根据图示发现规律，并运用规律做题．3．（2020春•上街区期末）根据前三个算式的规律，写出其他算式的得数，并说明理由．在完成第①题时，我是这样想的：被除数不变，除数乘几（0除外），商就除以相同的数．在完成第②题时，我是这样想的：除数不变，被除数乘几（0除外），商就乘相同的数．【思路分析】①根据所给算式发现：被除数不变，除数乘2、3、……6，商就除以2、3、……6．据此完成题目，并总结规律．②根据所给算式发现：除数不变，被除数乘2、3、……8，商也乘2、3、……8．据此完成题目，并总结规律．【规范解答】解：如图：在完成第①题时，我是这样想的：被除数不变，除数乘几（0除外），商就除以相同的数．在完成第②题时，我是这样想的：除数不变，被除数乘几（0除外），商就乘相同的数．故答案为：被除数不变，除数乘几，商就除以相同的数．除数不变，被除数乘几，商就乘相同的数．【名师点评】解答此题的关键是观察所给出的算式，找出算式之间数与数的关系，得出规律，再根据规律解决问题．一．选择题（共6小题）1．（2019秋•大田县期末）根据1÷11＝0.，2÷11＝0.，3÷11＝0.，可以推出9÷11＝（）A．0.B．0.C．0.D．0.【思路分析】根据1÷11＝0.，2÷11＝0.，3÷11＝0.，可以看出循环节都是两个数字，循环节的两个数字是9与被除数的乘积；由此规律，可知9÷11的循环节是81，据此解答．【规范解答】根据题意与分析可得：根据1÷11＝0.，2÷11＝0.，3÷11＝0.，可以推出9÷11＝0.．故选：D．【名师点评】注意式子的运算结果中数字之间的联系，发现规律，进一步解决问题．2．（2020•顺德区）如图是用棋子摆成的图形，摆第一个图形需要3枚棋子，摆第二个图形需要6枚棋子，摆第三个图形需要9枚棋子……照这样的规律摆第11个图形需要（）枚棋子．A．27B．30C．33D．36【思路分析】观察图形可知，摆第一个图形需要3＝3×1枚棋子，摆第二个图形需要3×2＝6枚棋子，摆第三个图形需要3×3＝9枚棋子，摆第四个图形需要3×4＝12枚棋子……，据此可得摆第n个图形需要3n枚棋子，据此即可解答问题．【规范解答】解：根据题干分析可得：摆第一个图形需要3＝3×1枚棋子，摆第二个图形需要3×2＝6枚棋子，摆第三个图形需要3×3＝9枚棋子，摆第四个图形需要3×4＝12枚棋子…，据此可得摆第n个图形需要3n枚棋子，当n＝11时，11×3＝33（枚）答：照这样的规律摆第11个图形需要33枚棋子．故选：C．【名师点评】主要考查了学生通过特例分析从而归纳总结出一般结论的能力．对于找规律的题目首先应找出哪些部分发生了变化，是按照什么规律变化的，通过分析找到各部分的变化规律后直接利用规律求解．3．（2019•北京）寒假的时候，同学们去莲花山滑雪场滑雪，有些同学用雪杖摆成了如图：像上面那样摆10个三角形，至少需要（）根滑雪杖．A．21B．20C．9D．30【思路分析】根据图示，摆1个三角形，需要滑雪杖：3根；摆2个三角形，需要滑雪杖：3+2＝5（根）；摆3个三角形，需要滑雪杖：3+2+2＝7（根）……摆n个三角形，需要滑雪杖：3+2（n﹣1）＝（2n+1）根．据此解答．【规范解答】解：摆1个三角形，需要滑雪杖：3根摆2个三角形，需要滑雪杖：3+2＝5（根）摆3个三角形，需要滑雪杖：3+2+2＝7（根）……摆n个三角形，需要滑雪杖：3+2（n﹣1）＝（2n+1）根……摆10个三角形需要滑雪杖：2×10+1＝20+1＝21（根）答：摆10个三角形，至少需要21根滑滑雪杖．故选：A．【名师点评】本题考查了图形的变化类问题，主要培养学生的观察能力和总结能力．4．（2018秋•福州期末）用小棒摆正六边形，（如图所示），按照这样的方法摆下去，摆n个正六边形需要（）小棒．A．6n B．5n C．5n+1D．6n+1【思路分析】根据图示，摆1个正六边形需要小棒根数：6根；摆2个正六边形需要小棒根数：6+5＝11（根）；摆3个正六边形需要小棒根数：6+5+5＝16（根）；……摆n个正六边形需要小棒根数：6+5（n ﹣1）＝（5n+1）根．据此解答．【规范解答】解：摆1个正六边形需要小棒根数：6根；摆2个正六边形需要小棒根数：6+5＝11（根）；摆3个正六边形需要小棒根数：6+5+5＝16（根）；……摆n个正六边形需要小棒根数：6+5（n﹣1）＝（5n+1）根．答：摆n个正六边形需要（5n+1）根小棒．故选：C．【名师点评】本题主要考查数与形结合的规律，关键根据图示发现规律．5．如图的每个正方形中的四个数之间都有相同的规律，请根据此规律，计算出m的值是（）A．86B．74C．52【思路分析】分析前三个正方形可知，规律为右上和左下两个数的积加左上的数等于右下的数，且左上，左下，右上三个数是相邻的偶数．因此，图中阴影部分的两个数分别是左下是8，右上是10；然后求出m的值即可．【规范解答】解：第四图左下角的数是：6+2＝8右上角的数是：8+2＝10那么右下角的数m就是：10×8+6＝86故选：A．【名师点评】通过观察，分析、归纳并发现其中的规律，并应用发现的规律解决问题是应该具备的基本能力．6．（2019春•凤凰县月考）填在下面各正方形中的四个数之间都有相同的规律，根据此规律，n等于（）A．52B．74C．86【思路分析】观察前三个图可得：左上角、右上角、左下角同一位置的数都是连续的递增双数；0+4×2＝8，2+6×4＝26，4+8×6＝52，右下角的数的规律是：左上角的数+右上角的数×左下角的数＝右下角的数；据此解答即可．【规范解答】解：右上角的数：8+2＝10左下角的数：6+2＝8所以n＝6+10×8＝6+80＝86故选：C．【名师点评】主要考查了学生通过特例分析从而归纳总结出一般结论的能力．对于找规律的题目首先应找出哪些部分发生了变化，是按照什么规律变化的．二．填空题（共6小题）7．（2020春•磐石市期末）按规律填数：（1）2，4，6，8，10，12，14．（2）56，46，36，26，16．【思路分析】（1）2，4，6，8，这四个数连续的双数，依次增加2即可；（2）56，46，36，26，这四个数个位都是6，十位是5、4、3、2，依次减少1个十；据此解答即可．【规范解答】解：（1）8+2＝1012+2＝14所以，2，4，6，8，10，12，14．（2）这些数个位都是6，十位是5、4、3、2、1；所以，56，46，36，26，16．故答案为：10，14；16．【名师点评】通过观察，分析、归纳并发现其中的规律，并应用发现的规律解决问题是应该具备的基本能力．8．认真观察如图，看从中受到什么启发，然后再计算出后面算式的结果．＝＝＝【思路分析】根据图示，观察算式可知：分子是1，分母分别是2的1次方，2的2次方，2的3次方，……求这些分数的和为最后一个分数的分母做分母，分子是分母减1．据此解答．【规范解答】解：＝；＝；＝1﹣（）＝1﹣＝故答案为：；；．【名师点评】本题考查了图形的变化类问题，主要培养学生的观察能力和总结能力．9．（2020•无锡）探索实践：如图，用“十字形”分割正方形．分割一次，可以分成4个正方形；分割二次，可以分成7个正方形……用这样的“十字形”连续分割3次，可以分成10个正方形；连续分割拟n次，可以分成（3n+1）个正方形；要分成100个正方形需要分割33次．【思路分析】根据图示，分割一次，可以分成4个正方形；分割二次，可以分成4+3＝7（个）正方形；分割3次，可以分成4+3+3＝10（个）正方形；……连续分割n次，可以分成4+3（n﹣1）＝（3n+1）个正方形；据此解答．【规范解答】解：分割1次，正方形个数：4个分割2次，正方形个数：4+3＝7（个）分割3次，正方形个数：4+3+3＝10（个）……分割n次，正方形个数：4+3（n﹣1）＝（3n+1）个……3n+1＝1003n＝99n＝33答：连续分割3次，可以分成10个正方形；连续分割拟n次，可以分成（3n+1）个正方形；要分成100个正方形需要分割33次．故答案为：10；（3n+1）；33．【名师点评】本题考查了图形的变化类问题，主要培养学生的观察能力和总结能力．10．（2020•唐县）观察如图的点阵图，找规律．第五个点阵图有18点，第n个图形共有3（n+1）个点．【思路分析】根据图示可知，第一个点阵图点数：1+2+3＝2×3＝6（个）；第二个点阵图点数：2+3+4＝3×3＝9（个）；第三个点阵图点数：3+4+5＝4×3＝12（个）；……；第n个点阵图点数：3（n+1）个．据此解答．【规范解答】解：第一个点阵图点数：1+2+3＝2×3＝6（个）第二个点阵图点数：2+3+4＝3×3＝9（个）第三个点阵图点数：3+4+5＝4×3＝12（个）……第五个点阵图点数：（5+1）×3＝6×3＝18（个）……第n个点阵图点数：3（n+1）个答：第五个点阵图有18点，第n个图形共有3（n+1）个点．故答案为：18；3（n+1）．。
