内容正文:
归纳法在“数”方面的应用
(江苏镇江期末)在数学的学习过程中,通过对简单情形的观察、分析,从特殊到一般地探索这类现象的规律、提出猜想的思想方法称为归纳.
【数学问题】数轴上分别表示数a和数b的两个点A,B之间的距离该如何表示?
【问题探究】
(1)观察分析(特殊):
①当a=2,b=5时,A,B之间的距离AB=3;
②当a=-2,b=5时,A,B之间的距离AB=7;
③当a=-2,b=-5时,A,B之间的距离AB=3;
(2)一般结论:数轴上分别表示有理数a,b的两点A,B之间的距离表示为AB=|a-b|;
【问题解决】
(3)应用:数轴上,表示x和3的两点A和B之间的距离是5,试求x的值;
【问题拓展】
(4)拓展:
①若|x-2|=|x-6|,则x=4;
②若|x-1|+|x-7|=8,则x=8或0.
解:(1)②7 ③3
[解析]②AB=|-2-5|=7.故答案为7.③AB=|-2-(-5)|=3.故答案为3.
(2)|a-b|
(3)因为|x-3|=5,
所以x-3=±5,
所以x=-2或x=8.
(4)①4 ②8或0
[解析]①|x-2|=|x-6|,即x-2=±(x-6),所以x=4.故答案为4.
②若|x-1|+|x-7|=8,
当x≥7时,(x-1)+(x-7)=8,所以x=8;
当1<x<7时,(x-1)+(7-x)=8,方程无解;
当x≤1时,(1-x)+(7-x)=8,所以x=0.
故答案为8或0.
归纳法在“形”方面的应用
【问题提出】以n边形的n个顶点和它内部的m个点,共(m+n)个点为顶点,可把原n边形分割成多少个互不重叠的小三角形?
【问题探究】为了解决上面的问题,我们将采取一般问题特殊化的策略,先从简单和具体的情形入手,通过观察、分析,最后归纳出结论.
探究一:以三角形ABC的三个顶点和它内部的一个点P,共4个点为顶点,可把三角形ABC分割成多少个互不重叠的小三角形?如图①,显然,此时可把三角形ABC分割成3个互不重叠的小三角形.
探究二:以三角形ABC的三个顶点和它内部的2个点P,Q,共5个点为顶点,可把三角形ABC分割成多少个互不重叠的小三角形?
2题图① 2题图② 2题图③
在探究一的基础上,我们可看作在图①三角形ABC的内部,再添加1个点Q,那么点Q的位置会有两种情况:一种情况,点Q在图①分割成的某个小三角形内部,不妨假设点Q在三角形PAC内部,如图②;另一种情况,点Q在图①分割成的小三角形的某条公共边上,不妨假设点Q在AP上,如图③;显然,不管哪种情况,都可把三角形ABC分割成5个互不重叠的小三角形.
探究三:以三角形ABC的三个顶点和它内部的m个点,共(m+3)个点为顶点,可把三角形ABC分割成(2m+1)个互不重叠的小三角形.
【探究拓展】以四边形的4个顶点和它内部的m个点,共(m+4)个点为顶点,可把四边形分割成(2m+2)个互不重叠的小三角形.
【问题解决】以n边形的n个顶点和它内部的m个点,共(m+n)个点为顶点,可把三角形ABC分割成(2m+n-2)个互不重叠的小三角形.
【实际应用】以八边形的8个顶点和它内部的2 012个点,共2 020个顶点,可把八边形分割成多少个互不重叠的小三角形?(要求列式计算)
解:探究三:(2m+1)
[解析]三角形内部1个点时,共分割成3部分,3=3+2(1-1);三角形内部2个点时,共分割成5部分,5=3+2(2-1);三角形内部3个点时,共分割成7部分,7=3+2(3-1);…所以,三角形内部有m个点时,3+2(m-1)=2m+1.
【探究拓展】(2m+2)
[解析]四边形的4个顶点和它内部的m个点,则分割成的不重叠的三角形的个数为4+2(m-1)=2m+2.
【问题解决】(2m+n-2)
【实际应用】把n=8,m=2 012代入上述代数式,得
2m+n-2=2×2 012+8-2=4 024+8-2=4 030.
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