【分析】
本题是探究直线分割圆面的规律类问题,解题思路如下:
1. 要得到最多的平面区域,需让每一条新增的分割线都和之前所有的分割线相交,且交点互不重合,这样能保证交点最多、新增区域最多,据此完成(1)的作图。
2. 计算(2)的表格数据时,先按累加规则算4条分割线的最多交点数:第2条线和第1条交新增1个交点,第3条线和前2条交新增2个交点,第4条线和前3条交新增3个交点,总和就是最多交点数;再按“每新增1条线,新增区域数等于这条线和已有的线的交点数+1”的规则,算出4条线分割的最多区域数。
3. 探究m、n、t的关系时,代入不同条数下的三组及以上数据验证,即可归纳出通用数量关系。
4. 解决(4)问时,先按累加规则算出10条分割线的最多交点数,再代入已得的规律式算出最多可分割的区域数,和57比较大小即可判断能不能。
【解析】
(1) 作4条两两相交且无公共交点的分割线,即可得到最多的平面区域,作图如下:

(2) 4条分割线的最多交点数为$1+2+3=6$,故$x=6$;
1条分割线分2个区域,2条最多分$2+2=4$个区域,3条最多分$4+3=7$个区域,4条最多分$7+4=11$个区域,故$y=11$。
(3) 代入多组数据验证:
当$m=1,n=0,t=2$时,$2-1-0=1$;
当$m=2,n=1,t=4$时,$4-2-1=1$;
当$m=3,n=3,t=7$时,$7-3-3=1$;
当$m=4,n=6,t=11$时,$11-4-6=1$;
因此可得数量关系为$t=m+n+1$(或$t-m-n=1$)。
(4) 首先计算10条分割线的最多交点数:m条分割线的最多交点为$1+2+3+\dots+(m-1)$,因此10条分割线最多有交点$1+2+3+\dots+9=\frac{1}{2}×(1+9)×9=45$个。
将$m=10,n=45$代入$t=m+n+1$,得最多可分割的区域数为$10+45+1=56$个。
因为$56<57$,所以不能用10条分割线分割出57个平面区域。
【答案】
(1) 如图所示

(2) $6$;$11$
(3) $t=m+n+1$(或$t-m-n=1$)
(4) 不能,理由:10条分割线最多有$1+2+3+\dots +9=\frac{1}{2}×(1+9)×9=45$个交点,根据规律最多可分割出$10+45+1=56$个平面区域,$56<57$,故不能。
【知识点】
1. 图形规律探究
2. 直线分平面问题
3. 有理数求和
【点评】
本题以生活中切鸡蛋饼的场景切入,通过从特殊到一般的归纳方法总结直线分割圆面的规律,再应用规律解决实际问题,考查归纳推理能力和规律应用能力,解题的关键是明确“最多区域”的前提是每两条分割线都相交且交点不重合。
【难度系数】
0.65