23.【问题】用n个2×1矩形,镶嵌一个2×n矩形,有多少种不同的镶嵌方案?(2×n矩形表示矩形的邻边是2和n)
【探究】不妨假设有a
n种不同的镶嵌方案.为探究a
n的变化规律,我们采取一般问题特殊化的策略,先从最简单情形入手,再逐次递进,最后猜想得出结论.
探究一:用1个2×1矩形,镶嵌一个2×1矩形,有多少种不同的镶嵌方案?
如图(1),显然只有1种镶嵌方案.所以,a
1=1.
探究二:用2个2×1矩形,镶嵌一个2×2矩形,有多少种不同的镶嵌方案?
如图(2),显然只有2种镶嵌方案.所以,a
2=2.
探究三:用3个2×1矩形,镶嵌一个2×3矩形,有多少种不同的镶嵌方案?
一类:在探究一每个镶嵌图的右侧再横着镶嵌2个2×1矩形,有1种镶嵌方案;
二类:在探究二每个镶嵌图的右侧再竖着镶嵌1个2×1矩形,有2种镶嵌方案;
如图(3).所以,a
3=1+2=3.
探究四:用4个2×1矩形,镶嵌一个2×4矩形,有多少种不同的镶嵌方案?
一类:在探究二每个镶嵌图的右侧再横着镶嵌2个2×1矩形,有
种镶嵌方案;
二类:在探究三每个镶嵌图的右侧再竖着镶嵌1个2×1矩形,有
种镶嵌方案;
所以,a
4=
.
探究五:用5个2×1矩形,镶嵌一个2×5矩形,有多少种不同的镶嵌方案?
(仿照上述方法,写出探究过程,不用画图)
……
【结论】用n个2×1矩形,镶嵌一个2×n矩形,有多少种不同的镶嵌方案?
(直接写出a
n与a
n-1,a
n-2的关系式,不写解答过程).
【应用】用10个2×1矩形,镶嵌一个2×10矩形,有
种不同的镶嵌方案.