Составление формулы для подсчета количества звеньев ломаной




Из известных задач я узнала, что если точек 9, то 4 звена у ломаной, если 16, то – 6, если 25, то - 8 и если 36, то – 10. Обозначим через – количество звеньев ломаной для n×n точек расположенных в форме квадрата, то есть n – количество точек на стороне квадрата, тогда:

4=2*2=2*(3-1)

6=2*3=2*(4-1)

8=2*4=2*(5-1)

10=2*5=2*(6-1)

--------------------------

, где n=3, 4, 5, 6, …

С одной стороны я увидела, что количество звеньев ломаной является четным числом, т.к. произведение содержит четный множитель, а мы знаем, что каждое следующее четноечисло, на 2 больше предыдущего, то есть выполняется равенство: для любого натурального числа n.

С другой стороны, увидев закономерность, я сформулировала гипотезу, что количество звеньев ломанной вычисляется по формуле: , где n=3, 4, 5, 6, … Проверим истинность формулы с помощью метода математической индукции.

Количество звеньев ломаной вычисляется по формуле , где n – количество точек на стороне квадрата (n=3, 4, 5, 6, …).

Доказательство:

1. – верно.

2. Пусть при n=k, где – верно.

3. Докажем при n=к+1, где – верно.

Доказательство:

= = – верно. По методу математической индукции формула верна для любого натурального n=3, 4, 5, 6, …, что и требовалось доказать.

Итак, количество звеньев ломанной вычисляется по формуле , где n=3, 4, 5, 6, …

§2. Решения головоломок на вычеркиваниеn×n точек ломаной,

Состоящей из 2(n-1) звеньев

 

Зная, как вычислить количество звеньев ломаной, я стала решать различные задачи, стараясь выделить общий подход при решениях.

Задача 1. Перечеркните 9 точек, расположенных на рис.1, ломаной из 4 звеньев.

Решение: смотри рис.2.[4, С. 49]

Задача 2. Перечеркните 16 точек, расположенных на рис.3, ломаной из 6 звеньев.

....

....

....

....

Рис. 4.

Решение: смотри рис.5.

Рис. 5.

Задача 3. Перечеркните 25 точек, расположенных в форме квадрата, ломаной из 6 звеньев.

Решение: смотри рис.6.

Рис. 6.

Аналогичные решения получаем для 6×6 точек и 7×7, смотри рис.7 и рис.8 и т.д.:

 

 

 

 

Я увидела, что каково бы ни было количество точек, их можно вычеркнуть последовательно горизонтальными и вертикальными отрезками, оставив 9 точек внутри, которые всегда можно вычеркнуть 4 отрезами.

§3. Разработка алгоритма вычеркивания n×n точек ломаной,

Состоящей из 2(n-1) звеньев

Полученные результаты §2, я занесла в таблицу:

Количество точек Количество точек на стороне квадрата Количество вертикальных звеньев Количество горизонтальных звеньев Количество звеньев для вычеркивания 9 точек
         
         
         
         
         
n×n n n-3 n-3  

Увидев закономерность, сформулировала гипотезу, что для вычеркивания n×n точек, можно n-3 вертикальными и n-3 горизонтальными отрезками вычеркнуть все точки, кроме точек в соседних трех столбцах и трех строках, то есть оставить 9 точек, которые можно вычеркнуть 4 отрезками. Всего получается (n-3)+(n-3)+4 – отрезков.

Проверка (n-3)+(n-3)+4=n-3+n-3+4=(n+n)+(4-3-3)=2n-2 – верно.

Алгоритм

· Поставить ручку в вершину квадратаn×n (например, в верхнюю правую вершину)

· Поочередно (например, по часовой стрелке) вычеркнуть n-3 вертикальными и n-3 горизонтальными звеньями ломаной все точки, кроме 9 точек. (9 точек в соседних трех столбцах и трех строках)

· Вычеркнуть 9 точек, как показано на рис. 9.

Таким образом, мне удалось выявитьединый подход при вычеркивании n×nточек ломаной из 2(n-1)звеньев, то есть составить алгоритм решения таких задач.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Цели работы достигнуты:

1. Получена и доказана формуладлянахождения количества звеньев ломаной для вычёркивания точек, а именно:

Количество звеньев ломаной вычисляется по формуле , где n – количество точек на стороне квадрата (n=3, 4, 5, 6, …).

2. Разработан алгоритм вычёркивания точек звеньями ломаной:

· Поставить ручку в вершину квадрата n×n (например, в верхнюю правую вершину)

· Поочередно (например, по часовой стрелке) вычеркнуть n-3 вертикальными и n-3 горизонтальными звеньями ломаной все точки, кроме 9 точек. (9 точек в соседних трех столбцах и трех строках)

· Вычеркнуть 9 точек, как показано на рис. 9.



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2017-11-23 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: