【閱讀理解】
數(shù)形結(jié)合是解決數(shù)學(xué)問題的一種重要的思想方法,借助這種方法可將抽象的數(shù)學(xué)知識(shí)變得直觀起來并且具有可操作性,從而可以幫助我們進(jìn)行推理,獲得結(jié)論.初中數(shù)學(xué)里的一些代數(shù)公式,很多都可以借助幾何圖形進(jìn)行直觀推導(dǎo)和解釋.
例如:求1+2+3+4+…+n的值(其中n是正整數(shù)).
如果采用數(shù)形結(jié)合的方法,即用圖形的性質(zhì)來說明數(shù)量關(guān)系的事實(shí),那就非常的直觀.現(xiàn)利用圖形的性質(zhì)來求1+2+3+4+…+n的值,方案如下:如圖1,斜線左邊的三角形圖案是由上到下每層依次分別為1,2,3,…,n個(gè)小圓圈排列組成的.而組成整個(gè)三角形小圓圈的個(gè)數(shù)恰為所求式子1+2+3+4+…+n的值.為求式子的值,現(xiàn)把左邊三角形倒放于斜線右邊,與原三角形組成一個(gè)平行四邊形.此時(shí),組成平行四邊形的小圓圈共有n行,每行有(n+1)個(gè)小圓圈,所以組成平行四邊形小圓圈的總個(gè)數(shù)為n(n+1)個(gè),因此,組成一個(gè)三角形小圓圈的個(gè)數(shù)為n(n+1)2,即1+2+3+4+?+n=n(n+1)2.

【問題提出】
求13+23+33+?+n3的值(其中n是正整數(shù)).
【問題解決】
為解決上述問題,我們借鑒已有的經(jīng)驗(yàn),采用由特殊到一般,歸納的研究方法,利用數(shù)形結(jié)合法,借助圖形進(jìn)行推理獲得結(jié)論.
探究1
如圖2,13可以看成1個(gè)1×1的正方形的面積,即13=1×12=12.
探究2
如圖3,A表示1個(gè)1×1的正方形,其面積為:1×12=13;B表示1個(gè)2×2的正方形,其面積為:1×22;C,D分別表示1個(gè)1×2的長(zhǎng)方形,其面積的和為:2×1×2=1×22;B,C,D的面積和為1×22+1×22=(1+1)×22=23,而A,B,C,D恰好可以拼成一個(gè)(1+2)×(1+2)的大正方形.
由此可得:13+23=(1+2)2=32.
探究3
請(qǐng)你類比上述探究過程,借助圖形探究:13+23+33=(1+2+3)2(1+2+3)2=6262.(要求自己構(gòu)造圖形并寫出推證過程)
【結(jié)論歸納】
將上述探究過程發(fā)現(xiàn)的規(guī)律,推廣到一般情況中去,通過歸納,我們便可以得到:13+23+33+?+n3=(1+2+3+???+n)2(1+2+3+???+n)2=
.(要求直接寫出結(jié)論,不必寫出推證過程)
【結(jié)論應(yīng)用】
圖4是由若干個(gè)棱長(zhǎng)為1的小正方體搭成的大正方體,圖中大小正方體一共有多少個(gè)?
為了準(zhǔn)確數(shù)出大小正方體的總個(gè)數(shù),我們可以分類統(tǒng)計(jì),即數(shù)出棱長(zhǎng)分別是1,2,3,4,5,6的正方體的個(gè)數(shù),再求總和.
例如:棱長(zhǎng)是1的正方體有:6×6×6=63個(gè),
棱長(zhǎng)是2的正方體有:5×5×5=53個(gè),
…
棱長(zhǎng)是6的正方體有:1×1×1=13個(gè);

然后利用上面歸納的結(jié)論,通過計(jì)算,可得圖4中大小正方體的個(gè)數(shù)為 441441.
【逆向應(yīng)用】
如果由若干個(gè)棱長(zhǎng)為1的小正方體搭成的大正方體中,大小正方體一共有36100個(gè),那么棱長(zhǎng)為1的小正方體的個(gè)數(shù)為 68596859.
【拓展探究】
觀察下列各式:13=1;23=3+5;33=7+9+11;43=13+15+17+19;??
若m3(m為正整數(shù))按上面規(guī)律展開后,發(fā)現(xiàn)等式右邊含有“2021”這個(gè)數(shù),則m的值 m≥45m≥45.
n
(
n
+
1
)
2
n
(
n
+
1
)
2


【答案】(1+2+3)2;62;(1+2+3+???+n)2;
;441;6859;m≥45

【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:559引用:1難度:0.3
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