13. 新考向·数学文化 2025·烟台莱州市期末 《棋盘上的麦粒》故事中,国王往棋盘的第1格中放1粒麦子,第2格中放2粒麦子,第3格中放4粒麦子,…,依次类推,每一格均是前一格的双倍,那么他在第20格中所放的麦粒数是
$2^{19}$
。答案
13.$2^{19}$
14. 新考向 知识情境化 当你把纸对折1次时,就得到2层;对折2次时,就得到4层……照这样对折下去.(最多对折7次)
(1)你能发现层数和对折的次数有什么关系吗?
(2)对折6次时,层数是多少?
(3)如果纸的厚度是0.1 mm,求对折7次时,总厚度是多少.
(1)你能发现层数和对折的次数有什么关系吗?
(2)对折6次时,层数是多少?
(3)如果纸的厚度是0.1 mm,求对折7次时,总厚度是多少.
答案
14.【解】(1)设对折的次数是$n$,则折得的层数是$2^n$($1≤ n≤ 7$ 且 $n$ 为正整数).
(2)对折 6 次,即当$n=6$时,层数为$2^6=64$.
(3)对折 7 次时,总厚度为$0.1×2^7=0.1×128=12.8$(mm).
(2)对折 6 次,即当$n=6$时,层数为$2^6=64$.
(3)对折 7 次时,总厚度为$0.1×2^7=0.1×128=12.8$(mm).
15. 在一次综合实践活动课上,张老师给每名同学各发了一张正方形纸片,请同学们思考如何通过折纸的方法求出$\frac{1}{2}+\frac{1}{4}+\frac{1}{8}+\dots+\frac{1}{2^6}$的值.
【操作探究】“乘风”小组的同学经过一番思考和讨论交流后,进行了如下操作:如图(1),将一个边长为1的正方形纸片分割成7个部分,第①部分是边长为1的正方形纸片面积的一半,第②部分是第①部分面积的一半,第③部分是第②部分面积的一半,…,依次类推,则图(1)中空白部分的面积为$\frac{1}{2}+\frac{1}{4}+\frac{1}{8}+\dots+\frac{1}{2^6}$. “破浪”小组是这样思考的:设$S=\frac{1}{2}+\frac{1}{4}+\frac{1}{8}+\dots+\frac{1}{2^6}$,将等式两边同时乘$\frac{1}{2}$,得$\frac{1}{2}S=\frac{1}{4}+\frac{1}{8}+\dots+\frac{1}{2^7}$,$S-\frac{1}{2}S$,得$\frac{1}{2}S=\frac{1}{2}-\frac{1}{2^7}$,所以$S=1-\frac{1}{2^6}=\frac{63}{64}$,即$\frac{1}{2}+\frac{1}{4}+\frac{1}{8}+\dots+\frac{1}{2^6}=\frac{63}{64}$.

【过程思考】
(1)图(1)中阴影部分(第⑦部分)的面积是
(2)请你利用图(2),再设计能求$\frac{1}{2}+\frac{1}{4}+\frac{1}{8}+\dots+\frac{1}{2^6}$的值的几何图形;(只画出图形即可)
(3)根据以上规律,解决下面的问题.
①$\frac{1}{2}+\frac{1}{4}+\frac{1}{8}+\dots+\frac{1}{2^n}=$
②求$2+4+8+16+\dots+2^n$的值.(n为正整数)
【操作探究】“乘风”小组的同学经过一番思考和讨论交流后,进行了如下操作:如图(1),将一个边长为1的正方形纸片分割成7个部分,第①部分是边长为1的正方形纸片面积的一半,第②部分是第①部分面积的一半,第③部分是第②部分面积的一半,…,依次类推,则图(1)中空白部分的面积为$\frac{1}{2}+\frac{1}{4}+\frac{1}{8}+\dots+\frac{1}{2^6}$. “破浪”小组是这样思考的:设$S=\frac{1}{2}+\frac{1}{4}+\frac{1}{8}+\dots+\frac{1}{2^6}$,将等式两边同时乘$\frac{1}{2}$,得$\frac{1}{2}S=\frac{1}{4}+\frac{1}{8}+\dots+\frac{1}{2^7}$,$S-\frac{1}{2}S$,得$\frac{1}{2}S=\frac{1}{2}-\frac{1}{2^7}$,所以$S=1-\frac{1}{2^6}=\frac{63}{64}$,即$\frac{1}{2}+\frac{1}{4}+\frac{1}{8}+\dots+\frac{1}{2^6}=\frac{63}{64}$.
【过程思考】
(1)图(1)中阴影部分(第⑦部分)的面积是
$\frac{1}{64}$
,$\frac{1}{2}+\frac{1}{4}+\frac{1}{8}+\dots+\frac{1}{2^7}=$$\frac{127}{128}$
;(2)请你利用图(2),再设计能求$\frac{1}{2}+\frac{1}{4}+\frac{1}{8}+\dots+\frac{1}{2^6}$的值的几何图形;(只画出图形即可)
(3)根据以上规律,解决下面的问题.
①$\frac{1}{2}+\frac{1}{4}+\frac{1}{8}+\dots+\frac{1}{2^n}=$
$1-\frac{1}{2^n}$
;(n为正整数)②求$2+4+8+16+\dots+2^n$的值.(n为正整数)
答案
15.【解】(1)$\frac{1}{64};\frac{127}{128}$ 【点拨】由题知,正方形每次被分割的部分是前一部分面积的一半,所以图中阴影部分的面积与第⑥部分的面积相等.
又因为第①部分的面积为$\frac{1}{2}=\frac{1}{2^1}$,第②部分的面积为$\frac{1}{2}×\frac{1}{2}=\frac{1}{4}=\frac{1}{2^2}$,第③部分的面积为$\frac{1}{2}×\frac{1}{2}×\frac{1}{2}=\frac{1}{8}=\frac{1}{2^3}$,…,依次类推,第$n$部分的面积为$\frac{1}{2^n}$.当$n=6$时,$\frac{1}{2^n}=\frac{1}{2^6}=\frac{1}{64}$.所以阴影部分(第⑦部分)的面积为$\frac{1}{64}$.易知$\frac{1}{2}+\frac{1}{2^2}+\frac{1}{2^3}+…+\frac{1}{2^7}+\frac{1}{2^7}=1$,所以$\frac{1}{2}+\frac{1}{4}+\frac{1}{8}+…+\frac{1}{2^7}=1-\frac{1}{2^7}=\frac{127}{128}$.
(2)如图,标序号部分即为求$\frac{1}{2}+\frac{1}{4}+\frac{1}{8}+…+\frac{1}{2^6}$的值的几何图形.(答案不唯一)
(3)①$1-\frac{1}{2^n}$
②令 $S=2+4+8+16+…+2^n$ ①,
将等式两边同时乘 2,得$2S=4+8+16+32+…+2^{n+1}$ ②,
将②式减去①式,得$S=2^{n+1}-2$,即$2+4+8+16+…+2^n=2^{n+1}-2$.
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