有一张纸,第一次把它分割成4片,第二次把其中的一片分割成4片,以后每次都把其中的一片分割成4片,如此进行下去,试问: (1)经过6次分割,共得到多少张纸片? (2)经过n次分割,共得到多少张纸片? (3)能否经过若干次分割后,共得到2014张纸片?为什么?如果能,需要剪几次?

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完整解法

(1)

1. 分析每次分割后纸片数量的变化规律并计算6次分割后的数量

由于每次都是把其中的一片分割成4片,实际上每次分割后纸片的总数都比原来增加了 4−1=34 - 1 = 3 张。
初始时有1张纸。
第1次分割后,共有:1+3=41 + 3 = 4 张;
第2次分割后,共有:4+3=74 + 3 = 7 张;
以此类推,第6次分割后,共得到的纸片张数为:
1+6×3=191 + 6 \times 3 = 19(张)
答:经过6次分割,共得到19张纸片。

答案

19张

(2)

1. 推导进行n次分割后纸片总数的通项公式

由第(1)问的规律可知,每次分割增加3张纸片,初始为1张。
经过 nn 次分割,共得到的纸片张数为:
1+3n1 + 3n 张,也可以写成 3n+13n + 1 张。

答案

3n+13n + 1张

(3)

1. 建立一元一次方程并求解,判断解是否合理

设经过 nn 次分割后,共得到2014张纸片。
根据第(2)问得出的规律,可列方程:
3n+1=20143n + 1 = 2014
解这个方程:
3n=20133n = 2013
n=671n = 671
因为 671671 是正整数,符合实际意义,所以能经过若干次分割后得到2014张纸片,需要剪671次。

答案

能,需要剪671次。

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