2026年暑假学习与应用八年级第54页答案
12. 定义:如果一个正整数能表示为两个连续正奇数的平方差,那么称这个正整数为“和谐数”.例如:$8=3^2-1^2,16=5^2-3^2,24=7^2-5^2$,则 8,16,24 都是“和谐数”.
(1)特例感知:44
“和谐数”.(填“是”或“不是”)
(2)规律探究:根据“和谐数”的定义,设两个连续正奇数为$2k-1$和$2k+1$,其中$k$是正整数,那么“和谐数”都能被8整除吗?如果能,说明理由;如果不能,举例说明.
(3)迁移应用:如图,拼接的正方形边长是从1开始的连续奇数,按此规律拼接到正方形$ABCD$,其边长为199,求阴影部分的面积.

答案

(1)不是;(2)能,理由见解析;(3)20000

解析

(1)假设44是“和谐数”,则存在两个连续正奇数$2n-1$、$2n+1$,使得$(2n+1)^2-(2n-1)^2=44$,展开化简得$8n=44$,解得$n=5.5$,n不是正整数,不符合定义要求,因此44不是“和谐数”。
(2)“和谐数”都能被8整除,理由如下:
对两个连续正奇数$2k-1$和$2k+1$(k是正整数),计算它们的平方差:
$(2k+1)^2-(2k-1)^2=(4k^2+4k+1)-(4k^2-4k+1)=8k$
因为k是正整数,$8k$一定是8的倍数,因此所有“和谐数”都能被8整除。
(3)根据图形拼接规律,阴影部分面积可表示为:
$S=199^2-197^2+195^2-193^2+\dots+3^2-1^2$
将相邻两项分组,利用平方差公式$a^2-b^2=(a-b)(a+b)$,每组中$a-b=2$,因此:
$\begin{aligned}S&=(199^2-197^2)+(195^2-193^2)+\dots+(3^2-1^2)\\&=2×(199+197)+2×(195+193)+\dots+2×(3+1)\\&=2×(199+197+195+\dots+3+1)\end{aligned}$
从1到199的连续奇数共有$\frac{199+1}{2}=100$个,它们的和为$\frac{(1+199)×100}{2}=10000$,代入得$S=2×10000=20000$。