用大小一样的钢珠可以排成正三角形、正方形与正五边形数组,其排列的规律如下图所示: 已知m个钢珠恰好可以排成每边n个钢珠的正三角形数组与正方形数组各一个;且知若用这m个钢珠去

问题描述:

用大小一样的钢珠可以排成正三角形、正方形与正五边形数组,其排列的规律如下图所示:
已知m个钢珠恰好可以排成每边n个钢珠的正三角形数组与正方形数组各一个;且知若用这m个钢珠去排成每边n个钢珠的正五边形数组时,就会多出9个钢珠,则m=______.

由题意知当用珠子排成正三角形数组时,当边上只有一个珠子时,共有一个珠子,
当边上有两个珠子时,共有3个珠子,
当边上有三个珠子时,有6个珠子,
以此类推当边上有n个珠子时,共有1+2+3+4+…+n=

n(n+1)
2

用珠子排成正四边形的数组时,
当边上有1个珠子,共有一个,

当一边上有n个珠子时,共有1+3+5+7+…+2n-1=n2
当用珠子排成正五边形时,当一条边上有n个珠子时,共有
n(3n−1)
2

∵m个钢珠恰好可以排成每边n个钢珠的正三角形数组与正方形数组各一个;
且知若用这m个钢珠去排成每边n个钢珠的正五边形数组时,就会多出9个钢珠,
n(n+1)
2
+n2= m
,①
 
n(3n−1)
2
+9=m
    ②
把②代入①得到n=9,
代入①得到m=126,
故答案为:126