Question

把正整數(shù)按上小下大、左小右大的原則排成如圖所示的數(shù)表：
第一行有1個(gè)正整數(shù)，第二行有2個(gè)正整數(shù)，…，第i行共有2^i-1個(gè)正整數(shù)，設(shè)a_ij（i、j∈N*）是位于這個(gè)數(shù)表中從上往下數(shù)第i行，從左往右數(shù)第j個(gè)數(shù)（如a₃₂=5，a₄₄=11）．
（Ⅰ）求數(shù)表中第6行第5個(gè)數(shù)a₆₅；
（Ⅱ）若a_ij=300，求i，j的值；
（Ⅲ）記A_n=a₁₁+a₂₂+a₃₃+…+a_nn（n∈N*），求A_n．

Answer 1

分析：（I）根據(jù)已知條件可知每行的正整數(shù)的個(gè)數(shù)是等比數(shù)列，據(jù)此可先算出前5行的數(shù)分別為1，2，4，8，16總共31個(gè)，從而得到a₆₅=36
（II）觀察已知可得每行的第一個(gè)數(shù)是以1為首項(xiàng)，以2為公比的等比數(shù)列，從而得a_i1=2^i-1，每列的數(shù)又構(gòu)成了以1為公差的等差數(shù)列，所以a_ij=2^i-1+j-1，根據(jù)該通項(xiàng)判斷300的位置
（III）利用（II）可得a_nn=2^n-1+n-1，該書(shū)列是等差數(shù)列與等比數(shù)列的和構(gòu)成的，用分組求和

解答：解：（I）由于i第行有2^i-1個(gè)數(shù)，前5行共有1+2+4+8+16=31個(gè)數(shù)
所以第6行的第5個(gè)數(shù)是正整數(shù)的第36個(gè)數(shù)，所以a₆₅=36
（II）由于每行的第一個(gè)數(shù)分別為1，2，4，8，…構(gòu)成以1為首項(xiàng)，以2為公比的等比數(shù)列，
每行又構(gòu)成以1為公差，以2^i-1為首項(xiàng)的等差數(shù)列
所以第i行的第一個(gè)數(shù)a_i1=2^i-1，a_ij=2^i-1+j-1
而a₉₁=2⁸=256
 所以300=a_9j=256+j-1，解得j=45
300應(yīng)在第9行第45列，即i=9，j=45
（III）由（II）可得a_nn=2^n-1+n-1
所以A_n=a₁₁+a₂₂+…+a_nn
=（2⁰+0）+（2¹+1）+（2²+2）+…+（2^n-1+n-1）
=（2⁰+2¹+…+2^n-1）+（0+1+2+…+n-1）
=

1-2n

1-2

+

1+n-1

2

×(n-1)=2n+

n(n-1)

2

-1

點(diǎn)評(píng)：本題以表格的形式給出正整數(shù)的排序方式，其關(guān)鍵是由表中的排序觀察總結(jié)出每行的第一個(gè)數(shù)等比的規(guī)律及每行內(nèi)的數(shù)成等差的規(guī)律，從而得出任意一個(gè)數(shù)的通項(xiàng)公式，結(jié)合通項(xiàng)的特點(diǎn)，又考查了分組求和的方法，從而培養(yǎng)學(xué)生的觀察、發(fā)現(xiàn)、總結(jié)規(guī)律的能力，綜合運(yùn)用公式的能力．