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數(shù)學活動—矩形對角線穿過的小正方形數(shù)王店中學丁保付2017.11.5國際數(shù)學大師陳省身先生問題:
在由m×n(m×n>1)個小正方形組成的矩形網(wǎng)格中,研究它的一條對角線所穿過(至少要經(jīng)過小正方形內(nèi)部的一個點)的小正方形個數(shù)
f
與m、n之間的關(guān)系.nm(1)當m、n互質(zhì)(m、n除1外無其他公因數(shù))時,觀察下列圖22-26并完成下表mnm+nF12321343235425734766(2)猜想:當m、n互質(zhì)時,在m×n的矩形網(wǎng)格中,一條對角線所穿過的小正方形的個數(shù)f與m、n的關(guān)系式是
(不需要證明);請再畫出幾個與上面不同的圖形,驗證你猜想的關(guān)系式是否成立。(3)如果你猜想的關(guān)系式對一般情況都是適合的,請證明它的正確性;如果你能找到反例說明你猜想的關(guān)系式不成立,請修改你的猜想,再進行證明(如果你在證明時有困難,可先觀察一條對角線所穿過的小正方形個數(shù)f與該對角線被縱、橫網(wǎng)格線分成的線段之間的對應關(guān)系).f=m+n-1(4)當m、n不互質(zhì)時,請畫圖驗證你猜想的關(guān)系式是否依然成立解答:當m、n不互質(zhì)時,上述結(jié)論不成立,如圖2×4(5)畫出2×4和3×6的矩形網(wǎng)格,分別觀察它們的一條對角線所穿過的小正方形個數(shù),并與1×2的矩形網(wǎng)格中它的一條對角線所穿過的小正方形個數(shù)進行比較,將2×4和3×6的情況轉(zhuǎn)化為1×2的情況,求出f的值。(6)當m、n不互質(zhì)時,
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