1. 通过分析特殊情况,找出前几项的数值
当 n=1 时,一条直线最多将平面分成 f(1)=2 个区域;
当 n=2 时,两条直线最多将平面分成 f(2)=4 个区域;
当 n=3 时,三条直线最多将平面分成 f(3)=7 个区域。
2. 推导递推关系式
分析相邻两项之间的关系,每增加第 n 条直线,它与原有的 n−1 条直线最多有 n−1 个交点,这些交点将这第 n 条直线分成 n 段。
这 n 个线段(或射线)分别将原有的 n 个区域一分为二,因此新增加了 n 个区域。
由此可得递推关系式:f(n)−f(n−1)=n(其中 n≥2),且 f(1)=2。
3. 利用累加法求解通项公式
由递推关系得:
f(2)−f(1)=2
f(3)−f(2)=3
⋯
f(n)−f(n−1)=n
将上述 n−1 个等式左右两边分别累加,得:
f(n)−f(1)=2+3+⋯+n
利用等差数列求和公式,有:
2+3+⋯+n=2(2+n)(n−1)=2n2+n−2
因此:
f(n)=f(1)+2n2+n−2=2+2n2+n−2=2n2+n+2
对选项进行比对,C选项符合。
(另解:通过步骤1求得 f(1)=2,f(2)=4,f(3)=7,代入选项:
对于 n=1,A得2,B得2,C得2,D得3,排除D;
对于 n=2,A得3,B得4,C得4,排除A;
对于 n=3,B得6,C得7,排除B,故选C。)