问题提出: 如图,图①是一张由三个边长为1的小正方形组成的“L”

问题提出:

如图,图是一张由三个边长为1的小正方形组成的“L”形纸片,图是一张a×b的方格纸(a×b的方格纸指边长分别为ab的矩形,被分成a×b个边长为1的小正方形,其中a2b2,且ab为正整数).把图放置在图中,使它恰好盖住图中的三个小正方形,共有多少种不同的放置方法?

问题探究:

为探究规律,我们采用一般问题特殊化的策略,先从最简单的情形入手,再逐次递进,最后得出一般性的结论.

探究一:

把图放置在2×2的方格纸中,使它恰好盖住其中的三个小正方形,共有多少种不同的放置方法?

如图,对于2×2的方格纸,要用图盖住其中的三个小正方形,显然有4种不同的放置方法.

探究二:

把图放置在3×2的方格纸中,使它恰好盖住其中的三个小正方形,共有多少种不同的放置方法?

如图,在3×2的方格纸中,共可以找到2个位置不同的 2 2×方格,依据探究一的结论可知,把图放置在3×2的方格纸中,使它恰好盖住其中的三个小正方形,共有2×48种不同的放置方法.

探究三:

把图放置在a×2的方格纸中,使它恰好盖住其中的三个小正方形,共有多少种不同的放置方法?

如图,在a×2的方格纸中,共可以找到     个位置不同的2×2方格,依据探究一的结论可知,把图放置在a×2的方格纸中,使它恰好盖住其中的三个小正方形,共有     种不同的放置方法.

探究四:

把图放置在a×3的方格纸中,使它恰好盖住其中的三个小正方形,共有多少种不同的放置方法?

如图,在a×3的方格纸中,共可以找到     个位置不同的2×2方格,依据探究一的结论可知,把图放置在a×3的方格纸中,使它恰好盖住其中的三个小正方形,共有     种不同的放置方法.

……

问题解决:

把图放置在a×b的方格纸中,使它恰好盖住其中的三个小正方形,共有多少种不同的放置方法?(仿照前面的探究方法,写出解答过程,不需画图.)

问题拓展:

如图,图是一个由4个棱长为1的小立方体构成的几何体,图是一个长、宽、高分别为abca2b2c2,且abc是正整数)的长方体,被分成了a×b×c个棱长为1的小立方体.在图的不同位置共可以找到     个图这样的几何体.

答案

【解答】解:探究三:

根据探究二,a×2的方格纸中,共可以找到(a1)个位置不同的 2×2方格,

根据探究一结论可知,每个2×2方格中有4种放置方法,所以在a×2的方格纸中,共可以找到(a1)×4=(4a4)种不同的放置方法;

故答案为a14a4

探究四:

与探究三相比,本题矩形的宽改变了,可以沿用上一问的思路:边长为a,有(a1)条边长为2的线段,

同理,边长为3,则有312条边长为2的线段,

所以在a×3的方格中,可以找到2a1)=(2a2)个位置不同的2×2方格,

根据探究一,在在a×3的方格纸中,使它恰好盖住其中的三个小正方形,共有(2a2)×4=(8a8)种不同的放置方法.

故答案为2a28a8

问题解决:

a×b的方格纸中,共可以找到(a1)(b1)个位置不同的2×2方格,

依照探究一的结论可知,把图放置在a×b的方格纸中,使它恰好盖住其中的三个小正方形,共有4a1)(b1)种不同的放置方法;

问题拓展:

发现图示是棱长为2的正方体中的一部分,利用前面的思路,

这个长方体的长宽高分别为abc,则分别可以找到(a1)、(b1)、(c1)条边长为2的线段,

所以在a×b×c的长方体共可以找到(a1)(b1)(c1)位置不同的2×2×2的正方体,

再根据探究一类比发现,每个2×2×2的正方体有8种放置方法,

所以在a×b×c的长方体中共可以找到8a1)(b1)(c1)个图这样的几何体;

故答案为8a1)(b1)(c1).

【点评】此题考查了平面图形的有规律变化,要求学生通过观察图形,分析、归纳并发现其中的规律,并应用规律解决问题是解题的关键.

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