题目内容

【题目】(问题)用n个2×1矩形,镶嵌一个2×n矩形,有多少种不同的镶嵌方案?(2×n矩形表示矩形的邻边是2和n)

(探究)不妨假设有an种不同的镶嵌方案.为探究an的变化规律,我们采取一般问题特殊化的策略,先从最简单情形入手,再逐次递进,最后猜想得出结论.

探究一:用1个2×1矩形,镶嵌一个2×1矩形,有多少种不同的镶嵌方案?

如图(1),显然只有1种镶嵌方案.所以,a1=1.

探究二:用2个2×1矩形,镶嵌一个2×2矩形,有多少种不同的镶嵌方案?

如图(2),显然只有2种镶嵌方案.所以,a2=2.

探究三:用3个2×1矩形,镶嵌一个2×3矩形,有多少种不同的镶嵌方案?

一类:在探究一每个镶嵌图的右侧再横着镶嵌2个2×1矩形,有1种镶嵌方案;

二类:在探究二每个镶嵌图的右侧再竖着镶嵌1个2×1矩形,有2种镶嵌方案;

如图(3).所以,a3=1+2=3.

探究四:用4个2×1矩形,镶嵌一个2×4矩形,有多少种不同的镶嵌方案?

一类:在探究二每个镶嵌图的右侧再横着镶嵌2个2×1矩形,有   种镶嵌方案;

二类:在探究三每个镶嵌图的右侧再竖着镶嵌1个2×1矩形,有   种镶嵌方案;

所以,a4=   .

探究五:用5个2×1矩形,镶嵌一个2×5矩形,有多少种不同的镶嵌方案?

(仿照上述方法,写出探究过程,不用画图)

……

(结论)用n个2×1矩形,镶嵌一个2×n矩形,有多少种不同的镶嵌方案?

(直接写出an与an﹣1,an﹣2的关系式,不写解答过程).

(应用)用10个2×1矩形,镶嵌一个2×10矩形,有   种不同的镶嵌方案.

【答案】(1)2,3,5;(2)an=an﹣1+an﹣2;(3)89.

【解析】

探究四:画图进行说明:a4=2+3=5;

探究五:同理在探究三每个镶嵌图的右侧再横着镶嵌2个2×1矩形和探究四每个镶嵌图的右侧再竖着镶嵌个1个2×1矩形,相加可得结论;

结论:根据探究四和五可得规律:an=an-1+an-2;

应用:利用结论依次化简,将右下小标志变为5和4,并将探究四和五的值代入可得结论.

解:探究四:

如图4所示:

一类:在探究二每个镶嵌图的右侧再横着镶嵌2个2×1矩形,有2种镶嵌方案;

二类:在探究三每个镶嵌图的右侧再竖着镶嵌1个2×1矩形,有3种镶嵌方案;

所以,a4=2+3=5.

故答案为2,3,5;

探究五:

一类:在探究三每个镶嵌图的右侧再横着镶嵌2个2×1矩形,有3种镶嵌方案;

二类:在探究四每个镶嵌图的右侧再竖着镶嵌1个2×1矩形,有5种镶嵌方案;

所以,a5=3+5=8.

……

结论:an=an﹣1+an﹣2;

应用:a10=a9+a8=a7+a8+a8=2a8+a7=2(a7+a6)+a7=3a7+2a6=3(a6+a5)+2a6=5a6+3a5=5(a5+a4)+3a5=8a5+5a4=8×8+5×5=89.

故答案为89.

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