2. (2025·南京期中)n阶长方形
操作 如图①,从一张长方形纸片中剪去一个最大的正方形,剩下一个小的长方形,将这个过程称为1次操作.若经过n次操作后,剩下的小长方形恰好是正方形,则称原长方形为n阶长方形.
图②是一个2阶长方形,它的宽与长的比(简称“宽长比”)为$\frac{1}{3}$.

思考 3阶长方形的宽长比可能是多少?不妨倒过来想,如图③,1阶长方形就是在正方形外再补一个正方形(宽长比为$\frac{1}{2}$),同理2阶长方形的宽长比为$\frac{1}{3}$和$\frac{2}{3}$,图中所示的3阶长方形的宽长比为$\frac{1}{4}$和$\frac{3}{4}$.

延伸
(1)画出另外两种3阶长方形的裁剪示意图,并写出对应的宽长比.
(2)直接写出4阶长方形的宽长比所有可能的值.
(3)从以下问题中任选一个作答:
①10阶长方形的宽长比共有多少种可能的值?
②图③中“$\frac{1}{3}+\frac{2}{3}=1$”“$\frac{1}{4}+\frac{3}{4}=1$”…是必然的,解释其中道理.
③若一个长方形的宽长比为$\frac{1\;105}{2\;024}$,则它是几阶长方形?
操作 如图①,从一张长方形纸片中剪去一个最大的正方形,剩下一个小的长方形,将这个过程称为1次操作.若经过n次操作后,剩下的小长方形恰好是正方形,则称原长方形为n阶长方形.
图②是一个2阶长方形,它的宽与长的比(简称“宽长比”)为$\frac{1}{3}$.
思考 3阶长方形的宽长比可能是多少?不妨倒过来想,如图③,1阶长方形就是在正方形外再补一个正方形(宽长比为$\frac{1}{2}$),同理2阶长方形的宽长比为$\frac{1}{3}$和$\frac{2}{3}$,图中所示的3阶长方形的宽长比为$\frac{1}{4}$和$\frac{3}{4}$.
延伸
(1)画出另外两种3阶长方形的裁剪示意图,并写出对应的宽长比.
(2)直接写出4阶长方形的宽长比所有可能的值.
(3)从以下问题中任选一个作答:
①10阶长方形的宽长比共有多少种可能的值?
②图③中“$\frac{1}{3}+\frac{2}{3}=1$”“$\frac{1}{4}+\frac{3}{4}=1$”…是必然的,解释其中道理.
③若一个长方形的宽长比为$\frac{1\;105}{2\;024}$,则它是几阶长方形?
答案
2. (1)另外两种3阶长方形的裁剪示意图如图所示,对应的宽长比分别是$\frac{2}{5},\frac{3}{5}$.
(2)3阶长方形的宽长比为$\frac{1}{4}$时,按照题干给出的方法可以得出4阶长方形的宽长比是$\frac{1}{5},\frac{4}{5}$;3阶长方形的宽长比为$\frac{3}{4}$时,按照题干给出的方法可以得出4阶长方形的宽长比是$\frac{3}{7},\frac{4}{7}$;3阶长方形的宽长比为$\frac{3}{5}$时,按照题干给出的方法可以得出4阶长方形的宽长比是$\frac{3}{8},\frac{5}{8}$;3阶长方形的宽长比为$\frac{2}{5}$时,按照题干给出的方法可以得出4阶长方形的宽长比是$\frac{2}{7},\frac{5}{7}$.
(3)选①,因为2阶长方形的宽长比有两种可能,即$2^1$;3阶长方形的宽长比有四种可能,即$2^2$;4阶长方形的宽长比有八种可能,即$2^3$;所以10阶长方形的宽长比共有$2^9$种可能的值.
选②,因为对于一个长为$a$、宽为$b$的长方形,每次操作进入下一阶时只有两种可能,若在长方形的长边补上一个正方形,则新长方形的宽长比为$\frac{b}{a+b}$,若在长方形的短边补上一个正方形,则新长方形的宽长比为$\frac{a}{a+b}$,因为$\frac{b}{a+b}+\frac{a}{a+b}=1$,所以是必然的.
选③,因为$2024-105=919$,$1105-919=186$,$919-186×4=175$,$186-175=11$,$175-11×15=10$,$11-10=1$,$10=1×10$,$1+1+4+1+15+1+10-1=32$,一个长方形的宽长比为$\frac{1105}{2024}$,则它是32阶长方形.
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