在由 個(gè)小正方形(邊長(zhǎng)為1)組成的矩形網(wǎng)格中,該矩形的一條對(duì)角線所穿過(guò)的小正方形個(gè)數(shù)與m,n有何關(guān)系?
(問(wèn)題探究)
為探究規(guī)律,我們采用一般問(wèn)題特殊化的策略,通過(guò)分類(lèi)討論,先從最簡(jiǎn)單的情形入手,再逐次遞進(jìn),從中找出解決問(wèn)題的方法.
當(dāng)m,n互質(zhì)(m,n除1外無(wú)其他公因數(shù))時(shí),觀察圖1并完成下表:
圖1
矩形橫長(zhǎng)m | 2 | 3 | 3 | 5 | 4 | 5 | … |
公矩形縱長(zhǎng)n | 1 | 1 | 2 | 2 | 3 | 3 | … |
矩形一條對(duì)角線所穿過(guò)的小正方形個(gè)數(shù)f | 2 | 3 | 4 | 6 | 6 |
| … |
結(jié)論:當(dāng)m,n互質(zhì)時(shí),在 的矩形網(wǎng)格中,該矩形一條對(duì)角線所穿過(guò)的小正方形的個(gè)數(shù)f與m,n之間的關(guān)系式是.
當(dāng)m,n不互質(zhì)時(shí),不妨設(shè) , (a,b,k為正整數(shù),且a,b互質(zhì)),觀察圖2并完成下表:
圖2
a | 2 | 3 | 3 | 5 | 2 | 3 | … |
b | 1 | 1 | 2 | 2 | 1 | 1 | … |
k | 2 | 2 | 2 | 2 |
| 3 | … |
矩形一條對(duì)角線所穿過(guò)的小正方形個(gè)數(shù)f | 4 | 6 | 8 |
| 6 |
| … |
結(jié)論:當(dāng)m,n不互質(zhì)時(shí),若 , (a,b,k為正整數(shù),且a,b互質(zhì)).在 的矩形網(wǎng)格中,該矩形一條對(duì)角線所穿過(guò)的小正方形的個(gè)數(shù)f與a,b,k之間的關(guān)系式是.
一個(gè)由邊長(zhǎng)為1的小正方形組成的長(zhǎng)為630,寬為490的矩形網(wǎng)格中,該矩形的一條對(duì)角線所穿過(guò)的小正方形個(gè)數(shù)是個(gè).
圖3
如圖3,在一個(gè)由48個(gè)棱長(zhǎng)為1的小正方體組成的長(zhǎng)方體中,經(jīng)過(guò)頂點(diǎn)A,B的直線穿過(guò)的小正方體的個(gè)數(shù)是個(gè).