設平面內有n條直線(n≥3,n∈N*),其中有且僅有兩條直線互相平行,任意三條直線不過同一點.若用f(n)表示這n條直線交點的個數,則f(4)=________;當n≥3時,f(n)=________.(用含n的數學表達式表示)
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分析:(1)根據題意,作出圖形,再加以觀察可得4條直線有5個交點,所以f(4)=5;
(2)有n-1條直線時,交點的個數為f(n-1),再作第n條直線,由于第n條直線與原來的n-1條直線都不平行,所以第n條直線與這n-1條直線各有一個交點,得出n條直線時交點的個數為f(n)=f(n-1)+n-1,以此為公式進行累加,再用等差數列求和公式,可得f(n)的表達式.
解答:如圖,4條直線有5個交點,
所以f(4)=5,
當圖中已有n-1條直線時,交點的個數為f(n-1)
在畫第n條直線時,由于它要和原有的n-1條直線各有一個交點
所以交點的個數增加了n-1
得到規(guī)律:f(n)=f(n-1)+n-1 (n≥3)
接下來用此公式求解:
f(3)=2,
f(4)=f(3)+3
…
f(n-1)=f(n-2)+n-2
f(n)=f(n-1)+n-1
累加可得:f(n)=2+3+…+(n-2)+(n-1)
利用等差數列求和公式可得:f(n)=
=
故答案為5,
點評:本題以一個數列模型為載體,考查了歸納推理的方法,屬于中檔題.歸納推理與類比推理都屬于合情推理,是數學發(fā)現的常用推理過程.