數學興趣小組組長小明宣布這次活動的主題是“千姿百態上臺階”。
小芳心直口快,搶先發問:“上臺階怎樣千姿百態呢?”
小勇回答道:“有的人一級一級地上,有的人兩級兩級地上,還有的人能三級三級地上,這不是千姿百態嗎?!”
小明回頭表示贊同:“我們今天的課題就是探討上臺階有多少種不同的上法,一個樓梯共有9級臺階,規定每步可以邁一級臺階、兩級臺階或三級臺階,從地面上到最上面一級臺階,共有多少種不同的上法?”
小嚴說:“這個問題有些棘手。我們可以采用我國數學家華羅庚先生提倡的‘退’中求進的解題策略,把問題‘退’到較為簡單的情況:如果只有一級臺階,那當然只有一種上法,如果有兩級臺階。那就有兩種上法:第一種是一級一級地上;第二種是一步跨上第二級臺階,”
未等小嚴說完,性急的小婷便急忙說道:“如果有三級臺階,那就有四種上法:第一種是一級一級地上;第二種是先一步上一級,再一步上兩級;第三種是先一步上兩級,再一步上一級;第四種是一步上三級,如果有四級臺階呢?”
組長小明接過小婷的話說:“如果有四級臺階,那第一步就有三種可能:(1)如果第一步上一級,那剩下來的三級就有4種上法(利用小婷說的結論);(2)如果第一步上兩級,那剩下來的兩級就有兩種上法(利用小嚴說的結論);(3)如果第一步上三級,那剩下來的一級有1種上法,所以四級臺階共有4+2+1=7種上法。”
小勇也不甘示弱,他搶著說:“如果有五級臺階,那第一步也有三種可能:(1)如果第一步上一級,那剩下來的四級就有7種上法(利用小明說的結論);(2)如果第一步上兩級,那剩下來的三級就有4種上法(利用小婷說的結論);(3)如果第一步上三級,那剩下來的兩級就有兩種上法(利用小嚴說的結論),所以五級臺階共有7+4+2=13種上法。”
一聲不響的小娜突然搶著說:“妙!真妙!充分利用已得出的結論,進行后面的論證,可我們能否把這個規律一般化呢?”
小亮是本班的“數學通”,見識廣、思路寬,他說:“我們可以把這個規律一般化:設n級臺階有an種不同的上法,根據上面已得出的結論,有a1=1,a2=2,a3=4,a4=7,a5=13,我們發現a4=a3+a2+a1,a5=a4+a2+a2,把它推廣可得an=an-1+an-2+an-3,根據這個公式,容易算出:a6=13+7+4=24,87=24+13+7=44,口8=44+24+13=81,00=81+44+24=149,故上九級臺階共有149種不同的上法,上臺階真是‘千姿百態’啊!”
最后,組長小明提出個新問題:一個樓梯共有10級臺階,規定每步可以邁一級臺階或三級臺階,且不準一步邁兩級臺階。從地面上到最上面一級臺階,共有多少種不同的上法?
同學們,現在該是你動腦動手、施展才華的時候了!(答案:28)