問題的轉(zhuǎn)化:由n上面問題比較復(fù)雜,所以我們先來研究跟它類似的一個(gè)較簡(jiǎn)單的問題:
n條直線最多可以把平面分割成多少個(gè)部分?
如圖1,很明顯,平面中畫出1條直線時(shí),會(huì)得到1+1=2個(gè)部分;所以,1條直線最多可以把平面分割成2個(gè)部分;
如圖2,平面中畫出第2條直線時(shí),新增的一條直線與已知的1條直線最多有1個(gè)交點(diǎn),這個(gè)交點(diǎn)會(huì)把新增的這條直線分成2部分,從而多出2個(gè)部分,即總共會(huì)得到1+1+2=4個(gè)部分,所以,2條直線最多可以把平面分割成4個(gè)部分;
如圖3,平面中畫出第3條直線時(shí),新增的一條直線與已知的2條直線最多有2個(gè)交點(diǎn),這2個(gè)交點(diǎn)會(huì)把新增的這條直線分成3部分,從而多出3個(gè)部分,即總共會(huì)得到1+1+2+3=7個(gè)部分,所以,3條直線最多可以把平面分割成7個(gè)部分;
平面中畫出第4條直線時(shí),新增的一條直線與已知的3條直線最多有3個(gè)交點(diǎn),這3個(gè)交點(diǎn)會(huì)把新增的這條直線分成4部分,從而多出4個(gè)部分,即總共會(huì)得到1+1+2+3+4=11個(gè)部分,所以,4條直線最多可以把平面分割成11個(gè)部分;…
①請(qǐng)你仿照前面的推導(dǎo)過程,寫出“5條直線最多可以把平面分割成多少個(gè)部分”的推導(dǎo)過程(只寫推導(dǎo)過程,不畫圖);
②根據(jù)遞推規(guī)律用n的代數(shù)式填空:n條直線最多可以把平面分割成幾個(gè)部分.
問題的解決:借助前面的研究,我們繼續(xù)開頭的問題;n個(gè)平面最多可以把空間分割成多少個(gè)部分?
首先,很明顯,空間中畫出1個(gè)平面時(shí),會(huì)得到1+1=2個(gè)部分;所以,1個(gè)平面最多可以把空間分割成2個(gè)部分;
空間中有2個(gè)平面時(shí),新增的一個(gè)平面與已知的1個(gè)平面最多有1條交線,這1條交線會(huì)把新增的這個(gè)平面最多分成2部分,從而多出2個(gè)部分,即總共會(huì)得到1+1+2=4個(gè)部分,所以,2個(gè)平面最多可以把空間分割成4個(gè)部分;
空間中有3個(gè)平面時(shí),新增的一個(gè)平面與已知的2個(gè)平面最多有2條交線,這2條交線會(huì)把新增的這個(gè)平面最多分成4部分,從而多出4個(gè)部分,即總共會(huì)得到1+1+2+4=8個(gè)部分,所以,3個(gè)平面最多可以把空間分割成8個(gè)部分;
空間中有4個(gè)平面時(shí),新增的一個(gè)平面與已知的3個(gè)平面最多有3條交線,這3條交線會(huì)把新增的這個(gè)平面最多分成7部分,從而多出7個(gè)部分,即總共會(huì)得到1+1+2+4+7=15個(gè)部分,所以,4個(gè)平面最多可以把空間分割成15個(gè)部分;
空間中有5個(gè)平面時(shí),新增的一個(gè)平面與已知的4個(gè)平面最多有4條交線,這4條交線會(huì)把新增的這個(gè)平面最多分成11部分,而從多出11個(gè)部分,即總共會(huì)得到1+1+2+4+7+11=26個(gè)部分,所以,5個(gè)平面最多可以把空間分割成26個(gè)部分;…
③請(qǐng)你仿照前面的推導(dǎo)過程,寫出“6個(gè)平面最多可以把空間分割成多少個(gè)部分?”的推導(dǎo)過程(只寫推導(dǎo)過程,不畫圖);
④根據(jù)遞推規(guī)律填寫結(jié)果:10個(gè)平面最多可以把空間分割成幾個(gè)部分;
⑤設(shè)n個(gè)平面最多可以把空間分割成Sn個(gè)部分,設(shè)n-1個(gè)平面最多可以把空間分割成Sn?1個(gè)部分,前面的遞推規(guī)律可以用Sn?1和n的代數(shù)式表示Sn;這個(gè)等式是Sn等于多少.
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