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第5讲
探索、猜想与归纳

一、填空题(每题5分,共50分)

1.观察以下等式:3 2 -1 2 =8,5 2 -1 2 =24,7 2 -1 2 =48,9 2 -1 2 =80,…,由以上规律可以得出第 n 个等式为___.

2.观察下列砌钢管的横截面图(见图5-1):

图5-1

则第 n 个图的钢管数是___(用含 n 的式子表示).

3.将边长分别为1、1、2、3、5的正方形依次选取2个、3个、4个、5个拼成矩形,如图5-2所示,按规律依次记作矩形①、矩形②、矩形③、矩形④.若继续选取适当的正方形拼成矩形,那么按此规律,则矩形⑧的周长为___.

图5-2

4.图5-3所示图形都是由同样大小的小圆圈按一定规律组成的,其中第①个图形中一共有4个小圆圈,第②个图形中一共有10个小圆圈,第③个图形中一共有19个小圆圈,……,按此规律排列下去,第⑦个图形中小圆圈的个数为___.

图5-3

5.在1,2,3,…,39,40数列中能找出___对数字使它们的差的绝对值为质数.

6.若规定:①{ m }表示大于 m 的最小整数,例如:{3}=4,{-2.4}=-2;②[ m ]表示不大于 m 的最大整数,例如:[5]=5,[-3.6]= -4,则使等式2{ x }-[ x ]=4成立的整数 x =___.

7.下面是按一定规律排列的一列数:

那么,在第10个数、第11个数、第12个数、第13个数中,最大的数是第___个数.

8.有依次排列的3个数:3,9,8.对任意相邻的两个数,都用右边的数减去左边的数,所得之差写在这两个数之间,可产生一个新数串:3,6,9,-1,8,这称为第一次操作;做第二次同样的操作后也可产生一个新数串:3,3,6,3,9,-10,-1,9,8,继续依次操作下去,那么从数串3,9,8开始操作第100次以后所产生的那个新数串的所有数之和为___.

9.一跳蚤在一直线上从 O 点开始,第1次向右跳1个单位,紧接着第2次向左跳4个单位,第3次向右跳9个单位,第4次向左跳16个单位,…,依此规律跳下去,当它跳第100次落下时,落点处离 O 点的距离是___个单位.

10 .一个正整数若能表示成两个正整数的平方差,则称这个正整数为“杨梅数”。例如,16=5 2 -3 2 就是一个“杨梅数”。则把所有的“杨梅数”从小到大排列后,第47个“杨梅数”为___.

二、解答题(每题10分,共50分)

11.已知一列数按如下规律排列1,1,2,1,2,4,1,2,4,8,1,2,4,8,16,…,其中第一项为2 0 ,接下来的两项为2 0 、2 1 ,再接下来的三项为2 0 、2 1 、2 2 ,依此类推.

(1)第10个1是这列数的第几项?

(2)该列数的第2020项为多少?

12.把正整数按上小下大、左小右大的原则排成如图5-4所示的三角形数表(每行比上一行多一个数)。设 a ij i j ∈N + )是位于这个三角形数表中从上往下数第 i 行、从左往右数的第 j 个数(如 a 42 =8).

(1)若 a ij =2020,求 i j 的值.

(2)记三角形数表从上往下数第 n 行各数的和为 b n ,令 c n = .若数列{c n }的前 n 项和为 T n ,求 T n .

图5-4

13.将数字1、2、5、4、6填入图5-5中的小圆圈中。从1开始顺时针依次数两个数字可产生5个两位数12、25、54、46和61.从1开始逆时针依次数两个数字可产生另5个两位数16、64、45、52和21.

(1)验证:12 2 +25 2 +54 2 +46 2 +61 2 =16 2 +64 2 +45 2 +52 2 +21 2 .

(2)对任意5个不等的非零数字 a b c d e ,可以生成10个两位数 ,

请证明: .

图5-5

14.设 x 1 , x 2 , x 3 ,…, x 2016 是整数,且满足下列条件:

(1)-1≤ x n ≤2( n =1,2,3,…,2016);

(2) x 1 + x 2 + x 3 +…+ x 2016 =206;

(3) =2016.

的最小值和最大值.

15.已知有限张卡片,每张卡片上各写有一个小于30的正数,所有卡片上数的和为1080.现将这些卡片按下列要求一批一批地取走(不放回)直至取完。首先从这些卡片中取出第一批卡片,其数字之和为 S 1 ,满足 S 1 ≤120,且 S 1 要尽可能地大;然后在取出第一批卡片后,对余下的卡片按第一批的取卡要求构成第二批卡片(其数字之和为 S 2 );如此继续构成第三批(其数字之和为 S 3 );第四批(其数字之和为 S 4 );……直到第 n 批(其数字之和为 S n )取完所有卡片为止.

(1)判断 S 1 , S 2 ,…, S n 的大小关系,并指出除第 n 批外,每批至少取走的卡片数为多少?

(2)当 n =1,2,3,…, N -2时,求证:

(3)对于任意满足条件的有限张卡片,证明: N ≤11. ZXBwJPwYxUZG90iQB8iUxhT6HNQie54iiib4j3chi1OgD3KpE1sMcmF7zcMfTm+X

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