數列規律的探索是中考命題的熱點,其探索目标就是尋找答案數an與序号n之間的關系,當這種關系一時難于發現時,隻需要将已知的答案數an加、減、乘、除一個适當的數,所尋找的規律便可躍然紙上,自然出現.
一、加上一個數
例1(2021·黑龍江綏化)下面各圖形是由大小相同的三角形擺放而成的,圖①中有1個三角形,圖②中有5個三角形,圖③中有11個三角形,圖④中有19個三角形…,依此規律,則第n個圖形中三角形個數是_______.
【解析】前四個圖形的答案數分别是:1,5,11,19,
把它們都加上1,得:
2,6,12,20,
這些數都是連續兩個整數的積,容易發現第n個數是n(n 1),
再把結果減去1即可得:第n個圖形中三角形個數是n(n 1)-1.
例2(2021·廣西玉林)觀察下列樹枝分杈的規律圖,若第n個圖樹枝數用Yn表示,則Y9-Y4=( )
A.15×24 B.31×24
C.33×24 D.63×24
【解析】觀察前幾個圖形中的樹枝數:1,3,7,15,…,
先把它們加上1,得:2,4,8,16,…
容易發現這些數都是2為底的幂,
即:2=21,4=22,8=23,16=24,…
所以第n個數是2n,
因此,Yn=2n-1,
所以Y9-Y4=(29-1)-(24-1)
=29-24=(25-1)×24=31×24,
故選B.
例3(2021·湖北)根據圖中數字的規律,若第n個圖中的q=143,則p的值為( )
A.100 B.121
C.144 D.169
【解析】觀察圖中p,q,n之間的關系,容易發現:p=n2,接下來觀察q與n的關系,即觀察3,8,15,…這些數的規律,
先把每個數加上1,得:4,9,16,…,
容易發現這些數都是完全平方數,即:
4=(1 1)2,9=(2 1)2,16=(3 1)2,…,
所以第n個數是(n 1)2,再減去1就是圖中q的結果,
即圖中q=(n 1)2-1,
經探索容易發現:當n=11時,
q=(n 1)2-1=143,
所以p=n2=112=121,故選B.
二、減去一個數
例4(2021·内蒙古鄂爾多斯)将一些相同的“〇”按如圖所示的規律依次擺放,觀察每個“龜圖”的“〇”的個數,則第30個“龜圖”中有___________個“〇”.
【解析】前4個圖形中“〇”的個數分别是:5,7,11,17,
把它們都減去5,得:0,2,6,12,
容易發現這些都是連續兩個整數的積,第n個數是:n(n-1),
再把結果加上5,即可得第n個“龜圖”中有“〇”的個數為
n(n-1) 5,.
當n=30時,
n(n-1) 5=30×29 5=875,
即第30個“龜圖”中有875個“〇”.
例5 已知一列數:6,7,10,15,22,31,42,…,問:2022在這列數中嗎?如果在,請指出是第幾個數?如果不存在,請指出在這列數中與2022最接近的數是第幾個?它是多少?
【解析】先把每個數減去6,得:
0,1,4,9,16,25,36,…
容易發現這些數都是完全平方數,第n個數是(n-1)2,
所以這列數的第n個數是(n-1)2 6,
當n=45時,(n-1)2 6=1942<2022,
當n=46時,(n-1)2 6=2031>2022,
所以2022不在這列數中,在這列數中與2022最接近的是第46個數,它是2031..
三、乘以一個數
例6(2021·湖北荊門)如圖,将正整數按此規律排列成數表,則2021是表中第____行第________列.
【
解析】先觀察第n行第n列的數,前幾個是:
1,3,6,10,15,
把它們乘以2,得:
2,6,12,20,30,
容易發現這些數是兩個連續整數的積,
第n個數是:n(n 1),
再把結果除以2,
即可得數表中第n行第n列的數是(n 1)n/2,
當n=63時,
n(n 1)=2016,所以第63行第63列的數是2016,
所以第64行第1列的數是2017,第2列的數是2018,…第5列的數是2021,
所以2021在第64行第5列.
例7(2021·湖南湘西土家族苗族自治州)古希臘數學家把1,3,6,10,15,21,…這樣的數叫做三角形數,因為它的規律性可以用如圖表示.根據圖形,若把第一個圖形表示的三角形數記為a1=1,第二個圖形表示的三角形數記為a2=3,…,則第n個圖形表示的三角形數an=___________.(用含n的式子表達)
【解析】觀察a1,a2,a3,a4這列數:1,3,6,10,
把它們乘以2,得:2,6,12,20,
容易發現:第n個數是:n(n 1),
再把結果除以2即可得:an=(n 1)n/2.
例8 觀察數列:2,8,20,40,70,112…,按此規律,第10個數是______.
【解析】2=1×2,8=2×4,20=4×5,40=4×5×2,112=5×2×7,112=2×7×8,…
可以發現,這些數如果再都乘以3,每個數都可以化為三個連續整數的積,
因此,把這些數乘以3,得:
1×2×3,2×3×4,3×4×5,4×5×6,5×6×7,…
第n個數是n(n 1)(n 2),
所以原數列的第n個數是n(n 1)(n 2)/3,
當n=10時,第10個數是440.
四、除以一個數
例9(2021·湖南常德)如圖中的三個圖形都是邊長為1的小正方形組成的網格,其中第一個圖形有1×1個正方形,所有線段的和為4,第二個圖形有2×2個小正方形,所有線段的和為12,第三個圖形有3×3個小正方形,所有線段的和為24,按此規律,則第n個網格所有線段的和為____________.(用含n的代數式表示)
【解析】觀察前三個圖形的答案數:4,12,24,
把它們除以2,得:2,6,12,
容易發現:第n個數是n(n 1),
再把結果乘以2即可得:第n個網格所有線段的和為2n(n 1).
五、先加減一個數,再乘除一個數
例10(2021·湖北)将從1開始的連續奇數按如圖所示的規律排列,例如,位于第4行第3列的數為27,則位于第32行第13列的數是( )
A.2025 B.2023 C.2021 D.2019
【解析】通過觀察可以發現第1行各列中的數或第1列各行中的數,這些數一會兒增加的多,一會兒增加的少,毫無規律可循,觀察第n行第n列的數:1,5,13,25,…,
先減去1,得:0,4,12,24,…,再除以2,得:
0,2,6,12,…,
至此容易發現:第n個數是n(n-1),
所以數表中第n行第n列的數是2n(n-1) 1,
經探索,第32行第32列的數為:
2×32×(32-1) 1=1985,
根據數表的排列規律,第偶數行從右往左的數據每退1就增加2,
所以第32行第13列的數據為:
1985 2×(32-13)=2023,故選:B.
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