如何定义三角形数?其背后隐藏着怎样的规律?
当一组点或圆按照等距离进行排列,并且能够形成一个等边三角形时,这组数就被称为三角形数。毕达哥拉斯,这位古希腊著名的科学家,在探究中发现了这样一种奇妙的数,如1、3、6、10、15、21等,这些数(用石子表示)可以排列成三角形的形状。(参见下图所示)
三角形数的规律如下:
以1为起始,每个后续的数都是之前所有数的和。比如,
1作为一个独立的点,就是1。
3则是1加上额外的两个点,等于1+2。
6是之前所有数的和再加一个点,即1+2+3。
这种规律可以用数学公式来表示:第n个数 = 1+2+3+...+n = n×(n+1)÷2。
在数学中,我们经常遇到需要探究规律的问题。这类问题通常会给出一定序列的数值,要求我们找出其中的规律。解题的关键在于将变量与序号相联系。
例题解析
(以山东省临沂市中考题为例)观察图形中“o”的数量,当图形为第n个时,“o”的数量构成了一个三角形数。已知第n个图形中“o”的数量为78,我们需要找出对应的n值。
根据三角形数的规律,我们可以设置等式:n×(n+1)÷2 = 78。解这个等式,我们得到n的值为12。这道题的答案是B。
拓展思考
毕达哥拉斯学派认为数字是宇宙的基石。他们常常用沙滩上的点或小石子来代表整数,并根据这些点或石子的排列形状对整数进行分类。例如:1、3、6、10…这些被称为三角形数(如图所示)。在给定的数55、364、1830中,我们需要找出哪些是三角形数。