活动一探索常见图形的规律用火柴棒按下图的方式搭三角形摘要:“找规律”是根据课程标准改革理念新增加的内容,主要对学生进行数学思维方法的教学这部分内容重点:能发现图形和数字排列的规律,会根据规律指出下一个图形和数字,然后由特殊到一般,从而总结出一般规律关键字:找规律,正方形,思维方法新课程改革后,找规律的题目在各种试卷中出现,可见其地位的重要性这种题型一般是给出几个具体的、特殊的数、式或图形,要求找出其中的变化规律,从而猜想出一般性的结论解题的思路是实施特殊向一般的简化;具体方法和步骤是:(1)通过对几个特例的分析,寻找规律并且归纳(2)猜想符合规律的一般性结论;(3)验证或证明结论是否正确下面的举例都是用火柴棒搭起的规律,是我在七年级上册第四章的教学中遇到的一些问题例1.用火柴棒按如图方式搭正方形,然后思考下列三个小题:(1)(2)(3)搭1个正方形需要4根火柴棒,(1)按图(1)方式,搭2个正方形需要 根火柴棒,搭3个正方形需要 根火柴棒;(2)搭10个这样的正方形需要 根火柴棒;(3)如果用表示所搭正方形的个数,那么搭个这样的正方形需要多少根火柴棒?拿到题目后,学生很快就能想到答案,于是我引导学生能想到几种不同的思考方法来解决这个问题的第(3)小题。
学生展开了热烈的讨论,总结他们的答案,主要是以下几种:方法1:第一个正方形用4根,每增加一个正方形增加3根那么搭个正方形就需要火柴棒根;方法2:上面的一排和下面的一排各用了根火柴棒,数值方向用了根火柴棒,公用了根火柴棒;方法3:把每一个正方形都看成是用4根火柴棒搭成的然后再减去多算的根数,共用了根火柴棒;方法4:第一个正方形可以看成是3根火柴棒加1根火柴棒搭成的,此后每增加一个正方形就增加3根,根正方形共需根解决这类问题,应遵循从特殊到一般的原则,先观察搭1个、2个、3个正方形各需火柴棒的根数,分析正方形个数与火柴棒根数之间的关系,然后找出规律例2.用火柴棒按如图的方式搭一行三角形,搭一个三角形需要3根火柴棒,搭2个三角形需5根火柴棒,搭3个三角形需7根火柴棒,照这样的规律搭下去,设搭n个三角形时需要几根火柴棒?分析:在解决问题时,我们还可以用列竖式(或表格)的方法来分析解:根据题意,可列表如下:三角形的个数火柴棒的支数1325=3+2×137=3+2×2……n3+2(n-1)因此搭n个三角形时需要3+2(n-1)根火柴棒.此题的规律是每增加一个三角形,火柴棒数增加2学生在做这个题目的时候,还有下面的思考方法:上下边火柴棒的总和就是三角形的个数n,而中间一个三角形的时候是2根火柴棒,以后每增加一个三角形就多一根火柴棒,所以中间需要(n+1)根火柴棒,所以搭n个三角形共需根火柴棒。
例3.下图是用火柴棒搭成的一系列三角形图案.按这种方式摆下去,(1)设第n个图案需要的火柴棒总数为 2)设每根火柴棒的长度为1,第n个图案中边长为1的等边三角形的个数为 分析:第(1)小题中图1需要3根火柴棒,图2总共三角形的个数是(1+2),每个三角形需要3根火柴棒,所以共需3(1+2)根火柴棒,图3中三角形的个数是(1+2+3),每个三角形需要3根火柴棒,所以共需3(1+2+3)根火柴棒,以此类推,就可以得出问题的答案了;第(2)小题与第一小题思考方法类似,将图形分层考虑解:(1)第n个图案需要的火柴棒总数为:.(2)第n个图案中边长为1的等边三角形的个数为:.例4.下面的图形是用火柴棒搭成的,按要求回答下列问题:(1)观察图形,填写下表:图形(1)(2)(3)小正方形的个数1火柴的根数4(2)第四个图形中小正方形的个数为__________,使用的火柴的根数为__________.(3)第n个图形中小正方形有 个,需要火柴棒 根分析:这个题目中(1)(2)两题相对简单,从填好的表格中的数字很快可以归纳出小正方形的个数,第(3)小题相对较难,在计算火柴棒的根数的时候,我们发现这些数字都是4的倍数,将4约去后的数第几个图形就加几,这样我们就从特殊中找出了一般的规律。
解:(1)第二个图形中,正方形的个数为4,用火柴12根;第三个图形中,正方形的个数是9,用火柴24根. (2)第四个图形中,正方形的个数是16,用火柴40根.(3)第n个图形中小正方形有个,需要火柴棒 根例5.如图是由边长为l的火柴棒拼成的正方形按照某种规律排列而组成的.(1)观察图形,填写下表:图形①②③正方形的个数8图形的周长18(2)推测第n个图形中,正方形的个数为_____,周长为_____(都用含n的代数式表示).(3)这些图形中,任意一个图形的周长y与它所含正方形个数x之间的关系为______.分析:这个问题乍一看有点复杂,但是把第一小题解决就变得很简单了第(1)小题可以直接从图形中数出来,从这些数中我们就可以发现正方形的个数是增加5,而火柴棒的根数是每个图形增加10,这样这个问题就迎刃而解了解:(1)第2个图中正方形的个数为13,周长为28,第3个图中正方形的个数为18,周长为38;(2)第n个图形中正方形的个数为5n+3,周长为10n+8;(3).这样的题目在我们的教学过程中经常出现,不光是火柴棒搭出的数学规律,还有很多很多其他的数学规律,都可以训练学生的思维方法。
在具体的教学过程中,老师与学生及学生与学生的交往、互动、共同发展的过程,可以培养学生学习数学的兴趣,从而增强学生的自信心与审美情趣参考文献:1. 孟建平《教案学案》系列丛书数学七年级上杭州:西泠印社出版社,20092. 教育部关工委,中央教科所主办《中考金刊》第522期,2009用火柴棒搭起的数学规律浣纱中学: 金园园联系: 87705517。