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109學年鷺江國中第1次段考數學 第21題 詳解

地磚排列規律求三角形地磚數 · 填充 · 題目出處:109 學年度第 2 學期第 1 次定期評量 數學科(新北市立鷺江國民中學)

題目
永平公園內有一矩形步道,其地面使用相同的灰色正方形地磚與相同的白色等腰直角三角形地磚排列而成。下圖表示此步道的地磚排列方式,其中正方形地磚為連續排列且總共有50個。求步道上總共使用____個三角形地磚?
一段矩形步道的地磚排列圖,左右兩截、中間以「……」表示持續延伸。矩形只畫出外框(上緣、下緣與左右兩個短邊),裡面沒有任何縱向分隔線。框內是一排灰色正方形,每一個都旋轉 45 度立起來(看起來像菱形):上下兩個頂點分別頂到矩形的上緣與下緣,左右兩個頂點與相鄰的灰色正方形相接。灰色正方形與矩形上緣之間、以及與下緣之間,留下的空隙各是一排白色等腰直角三角形(上緣那排尖端朝下、下緣那排尖端朝上)。最左端與最右端另各有一個白色等腰直角三角形,由矩形的短邊與最外側那塊灰色正方形的兩條邊圍成,尖端朝向矩形內側。

答案104看逐步解析 ↓

逐步解析

  1. 1

    看清楚圖形的構造

    步道是一個長條矩形。灰色正方形斜放成菱形,一個接一個排在矩形的中線上,彼此在左右頂點相接。每一個相接的頂點正上方有一個尖端朝下的白色三角形、正下方有一個尖端朝上的白色三角形;此外矩形的最左端與最右端各還有一個尖端朝內的白色三角形。
  2. 2

    數出相接的頂點有幾個

    正方形有 5050 個。這些頂點依序是:第 11 個的左頂點、第 11 與第 22 個之間、第 22 與第 33 個之間……一直到第 5050 個的右頂點,所以共有 50+1=5150+1=51 個。
  3. 3

    算上下兩排的三角形

    每一個頂點的正上方和正下方各有 11 個三角形,所以上下兩排合計 51×2=10251\times2=102 個。
  4. 4

    補上兩端

    矩形最左端由左邊界和兩條斜線圍出一個尖端朝右的三角形,最右端同樣有一個尖端朝左的三角形。這 22 個不屬於上下兩排,要另外加上去。
  5. 5

    加總

    三角形總共 102+2=104102+2=104 個。答案是 104104
  6. 6

    用小圖檢查規律

    若只放 11 個正方形:頂點有 22 個、上下三角形 44 個、兩端 22 個,共 66 個。用通式 2n+42n+4 代入 n=1n=1 也得 66,規律吻合;代入 n=50n=502×50+4=1042\times50+4=104
答案
104

關鍵觀念:#圖形規律 #計數 #應用問題

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常見卡點
最常見的失誤是只數上下兩排,算出 51×2=10251\times2=102 就交卷,漏掉步道最左端與最右端那兩個尖端朝內的三角形。更早一步的錯是把頂點數成 5050 個:5050 個正方形排成一列,相接的頂點要連同最左與最右兩個端點一起算,共 5151 個。先畫出只有一、兩個正方形的小圖實際數一次,這兩個坑都會立刻現形。

還是卡住嗎?

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