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小学数学最易错:方阵问题一张图讲透,3个法宝直接套用

小学数学最易错:方阵问题一张图讲透,3个法宝直接套用
大家好!我是陪你一起学数学思维的木木老师。
前面我们学习了植树问题、重叠问题和两步应用题,今天我们一起来学习方阵问题。
方阵问题融合了植树问题、重叠问题、两步应用题及等差数列求和等几个方面的知识点。
方阵最外层的计算原理,就是封闭型植树问题,同时会用到重叠问题“减去重复数量”的思想,题目也属于典型的两步应用题。
一、什么是方阵问题?

将若干人或物按照一定条件排成正方形(简称方阵),根据已知条件求总人数或总物数,这类问题就叫做方阵问题。

二、方阵类型

1. 实心方阵(如图1,中心区域没有空缺):
实心方阵又分为奇数型实心方阵和偶数型实心方阵。

奇数型实心方阵:如图2,方阵每行每列都为奇数个,叫奇数型实心方阵,其几何中心恰好存在一个元素。

偶数型实心方阵:如图3,方阵每行每列都为偶数个,叫偶数型实心方阵,其几何中心不存在元素,其中心区域由4个元素构成。

2. 空心方阵(中心区域有空缺):
如图4、图5,分别是一层的空心方阵和二层的空心方阵。
三、方阵问题核心公式
公式1:实心方阵总人数
总人数=每行人数×每列人数
(也就是:边长×边长)
公式2:方阵最外层总人数
最外层人数=(每边人数 − 1)×4
因为四个角的人被重复计算了两次,所以每条边要先减1。
公式3:方阵每边人数(公式2的逆推公式)
每边人数=最外层总人数÷4+1
公式4:空心方阵总人数
方法一:空心方阵总人数=大实心方阵人数-小空心方阵人数
方法二:空心方阵总人数=(最外层边长 − 层数)×层数×4
四、方阵问题解题步骤

1. 判实心/空心:先看是实心的正方形,还是中间空的框。

2. 算最外层:最外层的人数,不是边长乘4,因为四个角的人算了两次,所以要边长减1再乘4。

3. 找规律:方阵里,相邻两层的人数差是8。往外一层,每边多2个人,总数多8个。

4. 空心算总:空心方阵可以理解成一个大实心方阵减去一个小实心方阵,或者把它拆成4个长方形来算。

五、例题精讲
题型一:实心方阵
例1:同学们排队做操,排成一个实心正方形方阵,每边有8人,请问整个方阵一共有多少人?最外层有多少人?
解:
总人数=8×8=64(人)
最外层人数=(8−1)×4=28(人)
答:一共64人,最外层28人。
题型二:已知最外层,求边长
例2:一个实心方阵,最外层一共有36人,这个方阵每边有几人?总人数多少?
解:
每边人数=36÷4+1=10(人)
总人数=10×10=100(人)
答:这个方阵每边有10人,总共有100人。
题型三:方阵增加、减少一行一列
例3:一个正方形实心方阵,如果去掉一行一列,一共减少21人,原来方阵每边多少人?原来方阵总人数有多少?
解:
去掉一行一列,角上1个人被重复减掉
减少人数=边长×2−1
逆推:原边长=(减少人数+1)÷2
原边长=(21+1)÷2=11(人)
总人数=11×11=121人
答:原来方阵每边有11人,总人数有121人。
题型四:空心方阵
例4:一个2层空心方阵,最外层每边12人,求空心方阵总人数?
解:
方法一:空心方阵总人数=大实心方阵人数-小空心方阵人数

小空心方阵最外层人数=12-2-2=8人

12×12-8×8=80(人)

方法二:空心方阵总人数=(最外层边长 − 层数)×层数×4

(12−2)×2×4=80(人)
答:空心方阵总人数为80人。
六、配套练习题
1、中学生运动会,准备在正方形的操场周围插上彩旗,如果四个角上都要插上1面彩旗,要使每边有7面彩旗,那么一共要准备多少面彩旗?
2.一块正方形绿化地,要在它的四周种上水杉,如果每个角上都要种上1棵水杉,一共种了76棵水杉,每边上种了多少棵水杉?
3、某校五年级学生排成一个实心方阵,最外层有60人,方阵最外层每边有多少人?这个方阵共有多少人?
4.明明用棋子摆成一个实心方阵,如果要使这个方阵减少一行和一列,则要减少13颗棋子,明明一共摆了多少颗棋子?
5、乐乐用棋子摆成一个三层空心方阵,最外层每边有棋子14颗,乐乐摆这个方阵共用棋子多少颗?
6.部队里进行操练表演,排成一个中心空的方阵,最外层有52人,最内层有28人,参加操练的战士共有多少人?
七、总结
方阵问题解题思路:一张图+三大法宝
好了,今天就分享这么多。
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