• 一个同心圆形花坛,分为两部分,中间小圆部分种植草坪和绿色灌木,周围的圆环分为n(n≥3,n∈N)等份,种植红、黄、蓝三色不同的花,要求相邻两部分种植不同颜色的花.(Ⅰ)如图1,圆环分成的3等份为a1,a2,a3,有多少不同的种植方法?如图2,圆环分成的4等份为a1,a2,a3,a4,有多少不同的种植方法?(Ⅱ)如图3,圆环分成的n等份为a1,a2,a3,…,an时,有不同的种植方法为S(n)种,试写出S(n)与S(n-1)满足的关系式,并求出S(n)的值.试题及答案-解答题-云返教育

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      一个同心圆形花坛,分为两部分,中间小圆部分种植草坪和绿色灌木,周围的圆环分为n(n≥3,n∈N)等份,种植红、黄、蓝三色不同的花,要求相邻两部分种植不同颜色的花.
      (Ⅰ)如图1,圆环分成的3等份为a
      1,a2,a3,有多少不同的种植方法?如图2,圆环分成的4等份为a1,a2,a3,a4,有多少不同的种植方法?
      (Ⅱ)如图3,圆环分成的n等份为a
      1,a2,a3,…,an时,有不同的种植方法为S(n)种,试写出S(n)与S(n-1)满足的关系式,并求出S(n)的值.

      试题解答


      见解析
      解:(1)如图1,先对a1部分种植,有3种不同的种法,再对a2、a3种植,
      ∵a
      2、a3与a1不同颜色,a2、a3也不同.
      ∴S(3)=3×2=6(种)
      如图2,S(4)=3×2×2×2-S(3)=18(种)
      (2)如图3,圆环分为n等份,对a
      1有3种不同的种法,对a2、a3、an都有两种不同的种法,
      但这样的种法只能保证a
      1与ai(i=2、3、n-1)不同颜色,但不能保证a1与an不同颜色.
      于是一类是a
      n与a1不同色的种法,这是符合要求的种法,记为S(n)(n≥3)种.
      另一类是a
      n与a1同色的种法,这时可以把an与a1看成一部分,这样的种法相当于对n-1部分符合要求的种法,记为S(n-1).
      共有3×2
      n-1种种法.
      这样就有S(n)+S(n-1)=3×2
      n-1
      即S(n)-2
      n=-[S(n-1)-2n-1],则数列{S(n)-2n}(n≥3)是首项为S(3)-23公比为-1的等比数列.
      则S(n)-2
      n=[S(3)-23](-1)n-3(n≥3).
      由(1)知:S(3)=6
      ∴S(n)-2
      n+(6-8)(-1)n-3
      ∴S(n)=2
      n-2?(-1)n-3

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