
王大伟承包了村里一块荒地,打算建个林场,他原计划每边种24棵树,形成一个实心的树方阵,后来考虑到周围的灌溉难问题,打算留出中间一块地方打一口井,如果增加24棵树,栽成一个5层的中空方阵,那么最外层和最内层各需栽树多少棵?( ) A. 108,132 B. 100,140 C. 136,104 D. 104,136
我们先一步步整理这道题。
每边种 24 棵树,实心方阵总棵数:
棵24×24=576 棵
新的树总数:
棵576+24=600 棵
这些树要栽成一个 5 层的中空方阵。
已知空心方阵相邻两层每边相差 2 棵树。
设最外层每边 N 棵,则从外到内第 5 层(最内层)每边的数量为:
N−2×(5−1)=N−8
层数 M=5,总数公式:
总棵数总棵数=4M×(N−M)
推导一下这个公式来源:
空心方阵总棵数 = 外实心方阵 N×N − 内实心方阵 (N−2M)×(N−2M)
化简:
N2−(N−2M)2=N2−[N2−4MN+4M2]=4MN−4M2=4M(N−M)
确实和搜索结果里的公式一致。
600=4×5×(N−5)
600=20×(N−5)
N−5=30
N=35
所以最外层每边 35 棵树。
最外层棵数:
4×(35−1)=4×34=136
(用方形周长 4×35 再减去 4 个角重复计算的部分)
最内层每边:
棵35−8=27 棵
最内层棵数:
4×(27−1)=4×26=104
因此最外层 136 棵,最内层 104 棵。
选项对照:136 和 104 → C。
答案:C. 136,104 ✅