問題提出:
如圖,圖①是一張由三個邊長為1的小正方形組成的“L”形紙片,圖②是一張a×b的方格紙(a×b的方格紙指邊長分別為a,b的矩形,被分成a×b個邊長為1的小正方形,其中a≥2,b≥2,且a,b為正整數(shù)).把圖①放置在圖②中,使它恰好蓋住圖②中的三個小正方形,共有多少種不同的放置方法?
問題探究:
為探究規(guī)律,我們采用一般問題特殊化的策略,先從最簡單的情形入手,再逐次遞進,最后得出一般性的結論.
探究一:
把圖①放置在2×2的方格紙中,使它恰好蓋住其中的三個小正方形,共有多少種不同的放置方法?
如圖③,對于2×2的方格紙,要用圖①蓋住其中的三個小正方形,顯然有4種不同的放置方法.
探究二:
把圖①放置在3×2的方格紙中,使它恰好蓋住其中的三個小正方形,共有多少種不同的放置方法?
如圖④,在3×2的方格紙中,共可以找到2個位置不同的2×2方格,依據(jù)探究一的結論可知,把圖①放置在3×2的方格紙中,使它恰好蓋住其中的三個小正方形,共有2×4=8種不同的放置方法.
(1)探究三:
把圖①放置在a×2的方格紙中,使它恰好蓋住其中的三個小正方形,共有多少種不同的放置方法?
如圖⑤,在a×2的方格紙中,共可以找到個位置不同的2×2方格,依據(jù)探究一的結論可知,把圖①放置在a×2的方格紙中,使它恰好蓋住其中的三個小正方形,共有 (a-1)(a-1)種不同的放置方法.
(2)探究四:
把圖①放置在a×3的方格紙中,使它恰好蓋住其中的三個小正方形,共有多少種不同的放置方法?
如圖⑥,在a×3的方格紙中,共可以找到個位置不同的2×2方格,依據(jù)探究一的結論可知,把圖①放置在a×3的方格紙中,使它恰好蓋住其中的三個小正方形,共有 (4a-4)(4a-4)種不同的放置方法.
(3)問題解決:
把圖①放置在a×b的方格紙中,使它恰好蓋住其中的三個小正方形,共有多少種不同的放置方法?(仿照前面的探究方法,寫出解答過程,不需畫圖)
(4)問題拓展:
如圖,圖⑦是一個由4個棱長為1的小立方體構成的幾何體,圖⑧是一個長、寬、高分別為a,b,c(a≥2,b≥2,c≥2,且a,b,c是正整數(shù))的長方體,被分成了a×b×c個棱長為1的小立方體.在圖⑧的不同位置共可以找到個圖⑦這樣的幾何體.
【答案】(a-1);(4a-4)
【解答】
【點評】
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