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096_07B_q09
96 指考數學乙 第 9 題
📅 96 年
📝 指考數學乙
第 9 題
題型:選填
課綱:99課綱
平面上坐標皆為整數的點稱為格子點。我們將原點以外的格子點分層,方法如下:若 $(a,b)$ 是原點 $(0,0)$ 以外的格子點,且 $|a|$ 和 $|b|$ 中最大值為 $n$,則稱 $(a,b)$ 是在第 $n$ 層的格子點(例如 $(3,-4)$ 是在第 $4$ 層;$(8,-8)$ 是在第 $8$ 層)。則在第 $15$ 層的格子點個數為______。
格子點的幾何分佈
二維坐標網格計數
等差數列與級數
數列級數
數列與級數
解題手法
公式代入
〔AI 推測〕
答案
120
詳解
由定義,格子點 $(a,b)$ 在第 $n$ 層,代表: $$\max(|a|, |b|) = n$$ 這意味著坐標 $(a,b)$ 滿足 $-n \le a \le n$ 且 $-n \le b \le n$,並且 $a, b$ 中至少有一者的絕對值為 $n$。 這些格子點恰好位於坐標平面上以原點為中心、四邊分別與坐標軸平行的正方形邊界上: 1. 正方形 $[-n, n] \times [-n, n]$ 內的整數格子點總數為: $$(2n+1) \times (2n+1) = (2n+1)^2 \text{ 個}$$ 2. 扣除正方形內層 $[-n+1, n-1] \times [-n+1, n-1]$ 的整數格子點數: $$(2n-1) \times (2n-1) = (2n-1)^2 \text{ 個}$$ 因此,屬於第 $n$ 層邊界上的格子點個數為: $$\text{點數} = (2n+1)^2 - (2n-1)^2 = 8n \text{ 個}$$ 當 $n = 15$ 時,第 $15$ 層的格子點個數為: $$8 \times 15 = 120 \text{ 個}$$ 故填入 $120$。
題目來源:
大學入學考試中心公開試題。
解析狀態:
本解析由 AI 輔助產出,未經人工審核,非官方詳解,僅供學習參考。如與官方公告不同,請以官方公告為準。