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114學年鷺江國中第1次段考數學 第18題 詳解

吸管排正方形規律求圖形數 · 填充 · 題目出處:114 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
用等長的吸管,依下圖1~下圖4的規律排出相連的正方形。如果排出圖n需要100根吸管,則n=_____。(課P15)
由左至右四組排列:圖1為1個正方形;圖2為2個正方形相連(共用一邊排成一列);圖3為3個正方形相連排成一列;圖4為4個正方形相連排成一列;每組之間以箭頭連接,最後以刪節號表示規律持續。

答案3333看逐步解析 ↓

逐步解析

  1. 1

    照著圖數出前四項

    一根一根數:圖 11 只有一個正方形,四個邊各一根,共 44 根;圖 22 是兩個正方形並排、中間那一根共用,所以是 4+3=74+3=7 根;圖 33 是三個並排,7+3=107+3=10 根;圖 44 是四個並排,10+3=1310+3=13 根。得到數列 4, 7, 10, 13, 4,\ 7,\ 10,\ 13,\ \ldots
  2. 2

    看出這是等差數列

    為什麼每次只多 33 根?因為每多畫一個正方形,左邊那一根和前一個正方形共用,只需要再添上面、下面、右邊三根。相鄰兩項相減都是 33,所以這是首項 44、公差 33 的等差數列。
  3. 3

    寫出圖 n 的吸管數

    從圖 11 走到圖 nn,中間經過 n1n-1 個間隔,每個間隔加一次公差,所以圖 nn 需要 4+3(n1)=4+3n3=3n+14+3(n-1)=4+3n-3=3n+1 根。回頭檢查:n=4n=43×4+1=133\times4+1=13,和剛才數出來的一樣。
  4. 4

    解出 n

    3n+1=1003n+1=100,得 3n=993n=99,所以 n=33n=33。也就是排到圖 3333 時,剛好用掉 100100 根吸管(此時有 3333 個正方形相連)。所以 n=33n=33
答案
3333

關鍵觀念:#數列規律 #圖形規律

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常見卡點
這種排火柴棒的規律題,最常見的錯誤是忘了相鄰正方形會共用一根吸管,以為每個正方形都要 44 根,列成 4n=1004n=100 而答 n=25n=25;但圖 44 明明只用了 1313 根而不是 1616 根,一比對就知道不對。正確做法是先老老實實數出前三、四項 4,7,10,134,7,10,13,確認公差是 33,再用「首項加上 n1n-1 個公差」寫通式。另一個小坑是把通式寫成 3n3n,漏掉最左邊那一根。

還是卡住嗎?

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