有趣的有理数

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  利用有理数的乘方解决实际问题,是“有理数”这一章节的重点内容之一. 在学习这一课的时候,我遇到了几道有趣的题目,现与大家分享.
  问题一:手工拉面是我国的传统面食. 制作时,拉面师傅将一团和好的面,揉搓成1根长条后,手握两端用力拉长,然后将长条对折,再拉长,再对折(每次对折称为“一扣”),如此反复操作,连续拉扣若干次后便成了许多根细细的面条. 你能算出拉扣6次后共有多少根面条吗?
  【思考与分析】一根面条拉扣1次成21根,拉扣2次就成22根……每拉扣1次,面条数就增加1倍,拉扣6次,共有面条26 =64(根).
  这一题应用了有理数的乘方法则,如果将拉面换为绳子,将根数换为段数,会出现什么情况呢?
  问题二:将一根绳子对折1次,从中间剪断,绳子变成了3段(因为对折的点没断开,如图1所示);对折2次从中间剪断,绳子变成5段(如图2所示);对折3次,从中间剪断,绳子变成9段(如图3所示)……以此类推.
  (1) 将一根绳子对折4次,从中间剪断,绳子变成几段?
  (2) 请你猜想:将一根绳子对折10次,从中间剪断,绳子变成几段(结果保留幂的形式)?
  【思考与分析】这三幅图有何异同?有规律可循吗?解决问题的突破口在哪里?
  带着这些问题,经过仔细观察,我发现了一个现象:
  将一根绳子对折1次从中间剪断,绳子变成3段,有21 1=3.
  将一根绳子对折2次,从中间剪断,绳子变成5段,有22 1=5.
  将一根绳子对折3次,从中间剪断,绳子变成9段,有23 1=9.
  综上所述,我们可以依此类推,将一根绳子对折n次,从中间剪一刀全部剪断后,绳子变成(2n 1)段.
  【问题解答】
  (1) 将1根绳子对折4次,从中间剪断,绳子段数为(24 1)段.
  (2) 将1根绳子对折10次,从中间剪断,绳子段数为(210 1)段.
  以上的两道题,看似相似,实则不同,问题的解答,关键是对折点是否连接. 通过对以上两道题的比较、探索、研究,我对数学产生了更浓厚的兴趣. 数学王国的探究无止境,只有多研究,多思考,才能在数学这一广阔的领域中开拓出一片新的天地.
  教师点评:此类问题考查学生通过观察、归纳,抽象出数列的规律的能力,要求学生首先分析题意,找到规律,并进行推导得出答案,这一题也考查了有理数乘方的应用.
  (指导老师:孙中兴)
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