题目内容
【题目】问题提出:用n根相同的木棒搭一个三角形(木棒无剩余),能搭成多少种不同的等腰三角形?
问题探究:不妨假设能搭成m种不同的等腰三角形,为探究m与n之间的关系,我们可以从特殊入手,通过试验、观察、类比,最后归纳、猜测得出结论.
探究一:
(1)用3根相同的木棒搭成一个三角形,能搭成多少种不同的三角形?此时,显然能搭成一种等腰三角形.所以,当n=3时,m=1
(2)用4根相同的木棒搭成一个三角形,能搭成多少种不同的三角形?只可分成1根木棒、1根木棒和2根木棒这一种情况,不能搭成三角形,所以,当n=4时,m=0
(3)用5根相同的木棒搭成一个三角形,能搭成多少种不同的三角形?若分成1根木棒、1根木棒和3根木棒,则不能搭成三角形?若分为2根木棒、2根木棒和1根木棒,则能搭成一种等腰三角形,所以,当n=5时,m=1
(4)用6根相同的木棒搭成一个三角形,能搭成多少种不同的三角形?若分成1根木棒、1根木棒和4根木棒,则不能搭成三角形?若分为2根木棒、2根木棒和2根木棒,则能搭成一种等腰三角形,所以,当n=6时,m=1
综上所述,可得表①
n | 3 | 4 | 5 | 6 |
m | 1 | 0 | 1 | 1 |
探究二:
(1)用7根相同的木棒搭成一个三角形,能搭成多少种不同的等腰三角形?(仿照上述探究方法,写出解答过程,并把结果填在表②中)
(2)分别用8根、9根、10根相同的木棒搭成一个三角形,能搭成多少种不同的等腰三角形?(只需把结果填在表②中)
n | 7 | 8 | 9 | 10 |
m |
你不妨分别用11根、12根、13根、14根相同的木棒继续进行探究,…
解决问题:用n根相同的木棒搭一个三角形(木棒无剩余),能搭成多少种不同的等腰三角形?
(设n分别等于4k﹣1、4k、4k+1、4k+2,其中k是整数,把结果填在表 ③中)
n | 4k﹣1 | 4k | 4k+1 | 4k+2 |
m |
问题应用:用2016根相同的木棒搭一个三角形(木棒无剩余),能搭成多少种不同的等腰三角形?(要求写出解答过程)其中面积最大的等腰三角形每个腰用了 根木棒.(只填结果)
【答案】(1)见解析;(2)见解析;解决问题:见解析;问题应用:503个不同的等腰三角形,672
【解析】
探究二:
(1)周长为7,让腰长从1开始逐个验证即可;
(2)周长为8、9、10,方法同上;
解决问题:
问题的本质是,给定三角形的周长n,且n=2a+b,求满足要求的a的整数解的个数m.因此,根据三角形三边关系,我们将a的取值范围用n表示出来,从而就可以确定n在取任意值时,a的整数解个数m;
任意一个整数,均可以表示成4k-1,4k,4k+1,4k+2四种形式当中的一种,让n取这四种值,得出m的值填表;
问题应用:
根据上面探究得出的一般结论,只需看2016符号哪种情况即可.n=2016=504×4,m=504-1=503;
周长相同的情况下,等边三角形面积最大;
探究二:
(1)7=1+1+5(舍去);
7=2+2+3(符合要求);
7=3+3+1(符合要求);
(2)8=1+1+6(舍去);
8=2+2+4(舍去);
8=3+3+2(符合要求);
9=1+1+7(舍去);
9=2+2+5(舍去);
9=3+3+3(符合要求);
9=4+4+1(符合要求);
10=1+1+8(舍去);
10=2+2+6(舍去);
10=3+3+4(符合要求);
10=4+4+2(符合要求);
填表如下:
n | 7 | 8 | 9 | 10 |
m | 2 | 1 | 2 | 2 |
解决问题:
令n=a+a+b=2a+b,
则:b=n﹣2a,
根据三角形三边关系定理可知:
2a>b且b>0,
∴,
解得:,
若n=4k﹣1,则,a的整数解有k个;
若n=4k,则k<a<2k,a的整数解有k﹣1个;
若n=4k+1,则,a的整数解有k个;
若n=4k+2,则,a的整数解有k个;
填表如下:
n | 4k﹣1 | 4k | 4k+1 | 4k+2 |
m | k | k﹣1 | k | k |
问题应用:
∵2016=4×504,
∴k=504,
则可以搭成k﹣1=503个不同的等腰三角形;
当等腰三角形是等边三角形时,面积最大,
∴2016÷3=672.