找规律大有讲究

找出某一列数的排列规律的常用方法是,观察数列中相邻数的差或商,通过差或商的规律推导数的排列规律。有些数列中相邻两数的差的规律非常明显。如果我们仅仅满足于轻而易举就获得的规律,而不作深入细致的思考,有时这种规律反而会变成解题的障碍。

100条直线,能将一个圆面最多分成几块?

解决这样一个问题,要通过画图直接去找答案,确实很难办到。人们通常会采取“化难为易”的解题策略,先从最简单的情况入手,通过尝试,摸索规律,然后依据规律推出答案。

在一个圆面上画一条直线,最多可以把这个圆面分成两块(如图1)。

画两条直线,最多可以把这个圆面分成4块(如图2)。

画三条直线,最多可以把这个圆面分成7块(如图3)。

画四条直线,最多可以把这个圆面分成11块(如图4)。

如果把上面几个答案排列起来,就可以列成下表:

仔细观察表格中的数,我们可以发现一个十分奇妙的规律:在分成的块数中,相邻两数的差正好是按顺序排列的自然数,即

按照这个规律,我们可以很容易地算出以下条数的直线最多把圆面分成的块数。即

5条直线最多把圆面分成(11+5)=16(块),

6条直线最多把圆面分成(16+6)=22(块),

7条直线最多把圆面分成(22+7)=29(块),

8条直线最多把圆面分成(29+8)=37(块),

……

有些同学认准这个规律一直算下去,企图求出最终答案,但由于数目太大,因而算得精疲力竭,无果而终。

其实,当同学们循着一种思路往下想,越想越复杂的时候,不妨停一停,冷静思考一下。你可以反问自己:这是不是解决问题的唯一办法?除了这一规律还有没有其他规律?

事实上,这道题我们完全可以换一个角度去思考:要将圆面分成最多的部分,每条新画的直线必须穿过尽可能多的其它部分。

圆面本身是一个部分。

第一条直线只能穿过一个部分(圆面本身),画第一条直线时圆面加一个部分,圆面最多分成(1+1)=2(块);

第二条直线只能穿过两个部分,画第二条直线时圆面加两个部分,圆面最多分成(1+1+2)=4(块);

第三条直线只能穿过三个部分,画第三条直线时圆面加三个部分,圆面最多分(1+1+2+3)=7(块);

第四条直线能穿过四个部分,画第四条直线时圆面力四个部分,圆面最多分(1+1+2+3+4)=11(块);

依次类推可得,n条直线最多能将圆面分成(1+(1+2+3+4+…+n))

按照这个规律,求100条直线能将圆面最多分成多少部分就相当简单了。

从这里我们可以看出,有些数列,仅仅找出相邻两数的差的规律还不能算找到了最普遍适用的规律,只有找到了每一个数与序数的关系才可以说找到了最本质的规律。