這是湖南懷化2021年中考數(shù)學的填空壓軸題,是一道即學即用的規(guī)律題。老黃特別喜歡這樣的題目,因為這種題對當年還是學生時期的老黃來說,完全就是一種送分題,老黃特別善于解決這類問題。而且這種題還總是能讓人從中感受到數(shù)學的樂趣,體驗到了解到一個新的知識的快感。

觀察等式,2+2^2=2^3-2,2+2^2+2^3=2^4-2, 2+2^2+2^3+2^4=2^5-2,…, 已知按一定規(guī)律排列的一組數(shù):2^100,2^101,2^102,…,2^199,若2^100=m,用含m的代數(shù)式表示這組數(shù)的和是_______。
分析:我們可以用一個符號Sn來統(tǒng)一表示這一系列的等式,就是記Sn=2+2^2+2^3+…+2^n,則Sn=2^(n+1)-2,
而要求的和其實就是S199-S99=2^200-2^100。其中2^100=m,而2^200=(2^100)^2=m^2,因此最后的答案是m^2-m. 怎么樣,是不是很簡單啊。
有些人總說老黃最大的“本事”,就是能將簡單的問題復雜化,胡說八道一通。老黃承認,的確什么也不會,就有這么點本事。正常人到這里就不會再繼續(xù)思考探究了。只有像大笨蛋老黃這樣的人,才會繼續(xù)思考下去,那些才是真正能學得好數(shù)學的聰明人。老黃是想說,笨人和聰明人都是同樣可以學好數(shù)學的,因為嘴笨,所以說話可能不搭邊界,莫怪。
現(xiàn)在老黃感興趣的是,題目中這一連串的等式是怎么來的?其實很簡單,這是求等比數(shù)列2,2^2,2^3,…,2^n的前n項和的公式演變出來的。問題是初中生并沒有學過等比數(shù)列的知識啊。老黃經(jīng)常說,真正讀書學習,就不是說只學習課本上的知識就夠了,像等比數(shù)列那么簡單的知識,初中生就應該自己通過課外學習把它掌握起來的。甚至小學生在做奧數(shù)時,都有可能已經(jīng)把等差數(shù)列和等比數(shù)列的知識融入自己的知識結(jié)構(gòu)中了。
等比數(shù)列的前n項和公式是Sn=a1(1-q^n)/(1-q),其中a1是首項,這里是2,q是公比,這里也是2,因此Sn=2×(1-2^n)/(1-2)=2^(n+1)-2. 這不就得到這一系列等式的統(tǒng)一模式了嗎?
就算真的沒有學過等比數(shù)列的知識,不知道怎么求前n項和,也可以用代數(shù)的構(gòu)造法推出這個式子,只是過程有點繁瑣,但卻又有規(guī)律,對于有強迫癥的學生來說,會感到特別解壓,推導過程如下:
Sn=2+2^2+2^3+…+2^n=2+2+2^2+2^3+…+2^n-2=2×2+2^2+2^3+…+2^n-2=2^2+2^2+2^3+…+2^n-2=2×2^2+2^3+2^4+…+2^n-2=2^3+2^3+2^4+…+2^n-2=2×2^3+2^4+2^5+…+2^n-2=2^4+2^4+2^5+…+2^n-2=…=2×2^n-2=2^(n+1)-2.
現(xiàn)在你是不是徹底理解這道題了呢?下回碰到類似的題目能夠輕松解決了嗎?如果還有困難,沒有關(guān)系,再多找找一些類型題,每題都要把它理解透徹,最后肯定可以徹底征服它們的,只不過是時間問題罷了。