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我个人认为,这个题目并不简单 而对于这种数学题目,我们一般首先进行的一步就是打表
什么是打表呢?
就是用暴力的方式,将答案打印输出到本地 我们用直观的判断,快速找到某些明显规律 也就是我们经常说的猜对了 :( (╯‵□′)╯︵┻━┻
如果打表没有找到规律
这里就是我认为为什么难的原因了 如果想严格的证明,理所应当地找到公式,就需要根据性质进行
总结
,推导
,证明
这种方式非常依赖数学基础,需要进行大量的练习
题目具体思路
要推导出在一个 n×n 的矩阵中,由连接相邻两条边的中点所围成的封闭区域内的数字之和的公式,我们可以通过以下步骤进行分析:
-
构建矩阵:首先,构建一个 n×n 的矩阵,其中元素从 1 到 n²,按行顺序填充。例如,当 n=5 时,矩阵如下:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 -
确定封闭区域:连接相邻边的中点,形成一个菱形的封闭区域。对于 n=5 的情况,保留的数字如下:
3 7 8 9 11 12 13 14 15 17 18 19 23 - 分析保留区域的结构:观察保留的菱形区域,我们发现:
- 中心行(第 (n+1)/2 行)包含 n 个元素。
- 中心行以上和以下的每一行,随着距离中心行的增加,保留的元素数量减少 2 个。
- 计算保留元素的数量:总的保留元素数量为:
- 中心行有 n 个元素。
- 中心行以上共有 (n-1)/2 行,每行比上一行少 2 个元素,形成等差数列。
- 中心行以下的部分与以上对称。
因此,保留元素的总数量为:
-
计算保留元素的和:由于矩阵元素是从 1 到 n² 的连续自然数,且保留区域对称分布,我们可以推测保留元素的和与总和的比例关系。
总和为:
由于保留元素数量占总元素数量的比例为:
因此,保留元素的和为:
其实这也是核心观察点 题目中说明n是奇数,从出题人角度,这个提示肯定有用 而巧的是 每个元素的平均值
正好是个整数 这就意味着,如果你删除一个互补的数对: 时,就不会影响其他元素的平均值,而我们发现删除的正好是对称的,这也就印证了我们的猜想
通过上述推导,我们得出了保留区域内元素之和的公式为:
到这里你也就看到了,想下次做对类似题目,你需要大量练习数学归纳法,以及对矩阵的理解,因此我认为还是比较难的
Tips: 我也正在练习这种,数学题我也很菜 (╯‵□′)╯︵┻━┻ :(