下面是范文網(wǎng)小編收集的趣味奧數(shù)教案模板共3篇(數(shù)學(xué)奧數(shù)教案),供大家參閱。
趣味奧數(shù)教案模板共1
第一講 行程問題
(一)
路程、時間、速度是行程問題的三個基本量,它們之間的關(guān)系如下:
路程=時間×速度 時間=路程÷速度 速度=路程÷時間
這一講就是通過例題加深對這三個基本數(shù)量關(guān)系的理解。
例1 一個車隊以4米/秒的速度緩緩?fù)ㄟ^一座長200米的大橋,共用115秒。已知每輛車長5米,兩車間隔10米。問:這個車隊共有多少輛車?
分析與解:求車隊有多少輛車,需要先求出車隊的長度,而車隊的長度等于車隊115秒行的路程減去大橋的長度。由“路程=時間×速度”可求出車隊115秒行的路程為4×115=460(米)。
故車隊長度為460-200=260(米)。再由植樹問題可得車隊共有車(260-5)÷(5+10)+1=18(輛)。
例2騎自行車從甲地到乙地,以10千米/時的速度行進(jìn),下午1點到;以15千米/時的速度行進(jìn),上午11點到。如果希望中午12點到,那么應(yīng)以怎樣的速度行進(jìn)?
分析與解:這道題沒有出發(fā)時間,沒有甲、乙兩地的距離,也就是說既沒有時間又沒有路程,似乎無法求速度。這就需要通過已知條件,求出時間和路程。
假設(shè)A,B兩人同時從甲地出發(fā)到乙地,A每小時行10千米,下午1點到;B每小時行15千米,上午11點到。B到乙地時,A距乙地還有10×2=20(千米),這20千米是B從甲地到乙地這段時間B比A多行的路程。因為B比A每小時多行15-10=5(千米),所以B從甲地到乙地所用的時間是
20÷(15-10)=4(時)。
由此知,A,B是上午7點出發(fā)的,甲、乙兩地的距離是
15×4=60(千米)。
要想中午12點到,即想(12-7=)5時行60千米,速度應(yīng)為
60÷(12-7)=12(千米/時)。
例3 劃船比賽前討論了兩個比賽方案。第一個方案是在比賽中分別以米/秒和米/秒的速度各劃行賽程的一半;第二個方案是在比賽中分別以米/秒和米/秒的速度各劃行比賽時間的一半。這兩個方案哪個好?
分析與解:路程一定時,速度越快,所用時間越短。在這兩個方案中,速度不是固定的,因此不好直接比較。在第二個方案中,因為兩種速度劃行的時間相同,所以以米/秒的速度劃行的路程比以米/秒的速度劃行的路程長。用單線表示以米/秒的速度劃行的路程,用雙線表示以米/秒的速度劃行的路程,可畫出下圖所示的兩個方案的比較圖。其中,甲段+乙段=丙段。
在甲、丙兩段中,兩個方案所用時間相同;在乙段,因為路程相同,且第二種方案比第一種方案速度快,所以第二種方案比第一種方案所用時間短。
綜上所述,在兩種方案中,第二種方案所用時間比第一種方案少,即第二種方案好。
例4 小明去爬山,上山時每小時行千米,下山時每小時行4千米,往返共用時。問:小明往返一趟共行了多少千米?
分析與解:因為上山和下山的路程相同,所以若能求出上山走1千米和下山走1千米一共需要的時間,則可以求出上山及下山的總路程。
因為上山、下山各走1千米共需
所以上山、下山的總路程為
在行程問題中,還有一個平均速度的概念:平均速度=總路程÷總時間。
例如,例4中上山與下山的平均速度是
例5一只螞蟻沿等邊三角形的三條邊爬行,如果它在三條邊上每分鐘分別爬行50,20,40厘米,那么螞蟻爬行一周平均每分鐘爬行多少厘米?
解:設(shè)等邊三角形的邊長為l厘米,則螞蟻爬行一周需要的時間為 (分鐘)
???螞蟻爬行一周平均每分鐘爬行
311 31??29(厘米)
在行程問題中有一類“流水行船”問題,在利用路程、時間、速度三者之間的關(guān)系解答這類問題時,應(yīng)注意各種速度的含義及相互關(guān)系:
順流速度=靜水速度+水流速度, 逆流速度=靜水速度-水流速度, 靜水速度=(順流速度+逆流速度)÷2, 水流速度=(順流速度-逆流速度)÷2。
此處的靜水速度、順流速度、逆流速度分別指船在靜水中、船順流、船逆流的速度。
例6 兩個碼頭相距418千米,汽艇順流而下行完全程需11時,逆流而上行完全程需19時。求這條河的水流速度。
解:水流速度=(順流速度-逆流速度)÷2=(418÷11-418÷19)÷
2 =(38-22)÷2=8(千米/時)
答:這條河的水流速度為8千米/時。
課堂練習(xí):
1.小燕上學(xué)時騎車,回家時步行,路上共用50分鐘。若往返都步行,則全程需要70分鐘。求往返都騎車需要多少時間。
2.已知鐵路橋長1000米,一列火車從橋上通過,測得火車從開始上橋到完全下橋共用120秒,整列火車完全在橋上的時間為80秒。求火車的速度和長度。
3.某人要到60千米外的農(nóng)場去,開始他以5千米/時的速度步行,后來有輛速度為18千米/時的拖拉機把他送到了農(nóng)場,總共用了時。問:他步行了多遠(yuǎn)?
課后作業(yè):
姓名:
分?jǐn)?shù):
1.小紅上山時每走30分鐘休息10分鐘,下山時每走30分鐘休息5分鐘。已知小紅下山的速度是上山速度的倍,如果上山用了3時50分,那么下山用了多少時間?
2.汽車以72千米/時的速度從甲地到乙地,到達(dá)后立即以48千米/時的速度返回甲地。求該車的平均速度。
3.兩地相距480千米,一艘輪船在其間航行,順流需16時,逆流需20時,求水流的速度。
4.一艘輪船在河流的兩個碼頭間航行,順流需要6時,逆流需要8時,水流速度為千米/時,求輪船在靜水中的速度。
第二講 行程問題
(二)
本講重點講相遇問題和追及問題。在這兩個問題中,路程、時間、速度的關(guān)系表現(xiàn)為:
在實際問題中,總是已知路程、時間、速度中的兩個,求另一個。
例1甲車每小時行40千米,乙車每小時行60千米。兩車分別從A,B兩地同時出發(fā),相向而行,相遇后3時,甲車到達(dá)B地。求A,B兩地的距離。
分析與解:先畫示意圖如下:
圖中C點為相遇地點。因為從C點到B點,甲車行3時,所以C,B兩地的距離為40×3=120(千米)。
這120千米乙車行了120÷60=2(時),說明相遇時兩車已各行駛了2時,所以A,B兩地的距離是 (40+60)×2=200(千米)。
例2小明每天早晨按時從家出發(fā)上學(xué),李大爺每天早晨也定時出門散步,兩人相向而行,小明每分鐘行60米,李大爺每分鐘行40米,他們每天都在同一時刻相遇。有一天小明提前出門,因此比平時早9分鐘與李大爺相遇,這天小明比平時提前多少分鐘出門?
分析與解:因為提前9分鐘相遇,說明李大爺出門時,小明已經(jīng)比平時多走了兩人9分鐘合走的路,即多走了(60+40)×9=900(米),
所以小明比平時早出門900÷60=15(分)。
例3小剛在鐵路旁邊沿鐵路方向的公路上散步,他散步的速度是2米/秒,這時迎面開來一列火車,從車頭到車尾經(jīng)過他身旁共用18秒。已知火車全長342米,求火車的速度。
分析與解:
在上圖中,A是小剛與火車相遇地點,B是小剛與火車離開地點。由題意知,18秒小剛從A走到B,火車頭從A走到C,因為C到B正好是火車的長度,所以18秒小剛與火車共行了342米,推知小剛與火車的速度和是342÷18=19(米/秒),
從而求出火車的速度為19-2=17(米/秒)。
例4 鐵路線旁邊有一條沿鐵路方向的公路,公路上一輛拖拉機正以20千米/時的速度行駛。這時,一列火車以56千米/時的速度從后面開過來,火車從車頭到車尾經(jīng)過拖拉機身旁用了37秒。求火車的全長。
分析與解
與例3類似,只不過由相向而行的相遇問題變成了同向而行的追及問題。由上圖知,37秒火車頭從B走到C,拖拉機從B走到A,火車比拖拉機多行一個火車車長的路程。用米作長度單位,用秒作時間單位,求得火車車長為
速度差×追及時間
= [(-)÷3600]×37
= 370(米)。
例5如右圖所示,沿著某單位圍墻外面的小路形成一個邊長300米的正方形,甲、乙兩人分別從兩個對角處沿逆時針方向同時出發(fā)。已知甲每分走90米,乙每分走70米。問:至少經(jīng)過多長時間甲才能看到乙?
分析與解:當(dāng)甲、乙在同一條邊(包括端點)上時甲才能看到乙。甲追上乙一條邊,即追上300米需 300÷(90-70)=15(分),此時甲、乙的距離是一條邊長,而甲走了90×15÷300=(條邊),位于某條邊的中點,乙位于另一條邊的中點,所以甲、乙不在同一條邊上,甲看不到乙。甲再走條邊就可以看到乙了,即甲走5條邊后可以看到乙,共需
例6 獵狗追趕前方30米處的野兔。獵狗步子大,它跑4步的路程兔子要跑7步,但是兔子動作快,獵狗跑3步的時間兔子能跑4步。獵狗至少跑出多遠(yuǎn)才能追上野兔?
分析與解:這道題條件比較隱蔽,時間、速度都不明顯。為了弄清兔子與獵狗的速度的關(guān)系,我們將條件都變換到獵狗跑12步的情形(想想為什么這樣變換):
?。?)獵狗跑12步的路程等于兔子跑21步的路程;
?。?)獵狗跑12步的時間等于兔子跑16步的時間。
由此知,在獵狗跑12步的這段時間里,獵狗能跑12步,相當(dāng)于兔子跑
也就是說,獵狗每跑21米,兔子跑16米,獵狗要追上兔子30米需跑21×[30÷(21-16)]=126(米)。
課堂練習(xí) ,B兩村相距2800米,小明從A村出發(fā)步行5分鐘后,小軍騎車從B村出發(fā),又經(jīng)過10分鐘兩人相遇。已知小軍騎車比小明步行每分鐘多行130米,小明每分鐘步行多少米?
2.一只獵狗正在追趕前方20米處的兔子,已知狗一跳前進(jìn)3米,兔子一跳前進(jìn)米,狗跳3次的時間兔子跳4次。兔子跑出多遠(yuǎn)將被獵狗追上?
3.甲、乙兩人從周長為1600米的正方形水池相對的兩個頂點同時出發(fā)逆時針行走,兩人每分鐘分別行50米和46米。出發(fā)后多長時間兩人第一次在同一邊上行走?
課后作業(yè)
姓名: 分?jǐn)?shù):
1.甲、乙兩車同時從A,B兩地相向而行,它們相遇時距A,B兩地中心處8千米。已知甲車速度是乙車的倍,求A,B兩地的距離。
2.小紅和小強同時從家里出發(fā)相向而行。小紅每分鐘走52米,小強每分鐘走70米,二人在途中的A處相遇。若小紅提前4分鐘出發(fā),但速度不變,小強每分鐘走90米,則兩人仍在A處相遇。小紅和小強的家相距多遠(yuǎn)?
3.一列快車和一列慢車相向而行,快車的車長是280米,慢長的車長是385米。坐在快車上的人看見慢車駛過的時間是11秒,坐在慢車上的人看見快車駛過的時間是多少秒?
4.甲、乙二人同時從A地到B地去。甲騎車每分鐘行250米,每行駛10分鐘后必休息20分鐘;乙不間歇地步行,每分鐘行100米,結(jié)果在甲即將休息的時刻兩人同時到達(dá)B地。問:A,B兩地相距多遠(yuǎn)?
第三講 盈虧問題
人們在分東西的時候,經(jīng)常會遇到剩余(盈)或不足(虧),根據(jù)分東西過程中的盈或虧所編成的應(yīng)用題叫做盈虧問題。
例1 小朋友分糖果,若每人分4粒則多9粒;若每人分5粒則少6粒。問:有多少個小朋友分多少粒糖?
分析:由題目條件可以知道,小朋友的人數(shù)與糖的粒數(shù)是不變的。比較兩種分配方案,第一種方案每人分4粒就多9粒,第二種方案每人分5粒就少6粒,兩種不同的方案一多一少相差9+6=15(粒)。相差的原因在于兩種方案的分配數(shù)不同,第一種方案每人分4粒,第二種方案每人分5粒,兩次分配數(shù)之差為5-4=1(粒)。每人相差1粒,多少人相差15粒呢?由此求出小朋友的人數(shù)為15÷1=15(人),糖果的粒數(shù)為
4×15+9=69(粒)。 解:(9+6)÷(5-4)=15(人), 4×15+9=69(粒)。
答:有15個小朋友,分69粒糖。
例2 小朋友分糖果,若每人分3粒則剩2粒;若每人分5粒則少6粒。問:有多少個小朋友?多少粒糖果?
分析:本題與例1基本相同,例1中兩次分配數(shù)之差是5-4=1(粒),本題中兩次分配數(shù)之差是5-3=2(粒)。例1中,兩種分配方案的盈數(shù)與虧數(shù)之和為9+6=15(粒),本題中,兩種分配方案的盈數(shù)與虧數(shù)之和為2+6=8(粒)。仿照例1的解法即可。 解:(6+2)÷(4—2)=4(人),
3×4+2=14(粒)。
答:有4個小朋友,14粒糖果。
由例
1、例2看出,所謂盈虧問題,就是把一定數(shù)量的東西分給一定數(shù)量的人,由兩種分配方案產(chǎn)生不同的盈虧數(shù),反過來求出分配的總?cè)藬?shù)與被分配東西的總數(shù)量。解題的關(guān)鍵在于確定兩次分配數(shù)之差與盈虧總額(盈數(shù)+虧數(shù)),由此得到求解盈虧問題的公式:
分配總?cè)藬?shù)=盈虧總額÷兩次分配數(shù)之差。
需要注意的是,兩種分配方案的結(jié)果不一定總是一“盈”一“虧”,也會出現(xiàn)兩“盈”、兩“虧”、一“不盈不虧”一“盈”或“虧”等情況。
例3 小朋友分糖果,每人分10粒,正好分完;若每人分16粒,則有3個小朋友分不到糖果。問:有多少粒糖果?
分析與解:第一種方案是不盈不虧,第二種方案是虧16×3=48(粒),所以盈虧總額是0+48=48(粒),而兩次分配數(shù)之差是16—10=6(粒)。由盈虧問題的公式得
有小朋友(0+16×3)÷(16—10)=8(人),
有 糖10×8=80(粒)。
例4 一批小朋友去買東西,若每人出10元則多8元;若每人出7元則少4元。問:有多少個小朋友?東西的價格是多少? 分析與解:兩種購物方案的盈虧總額是8+4=12(元),兩次分配數(shù)之差是10—7=3(元)。由公式得到
小朋友的人數(shù)(8+4)÷(10—7)=4(人),
東西的價格是10×4—8=32(元)。
例5 某班學(xué)生去劃船,如果增加一條船,那么每條船正好坐6人;如果減少一條船,那么每條船就要坐9人。問:學(xué)生有多少人?
分析:本題也是盈虧問題,為清楚起見,我們將題中條件加以轉(zhuǎn)化。假設(shè)船數(shù)固定不變,題目的條件“如果增加一條船??”表示“如果每船坐6人,那么有6人無船可坐”;“如果減少一條船??”表示“如果每船坐9人,那么就空出一條船”。這樣,用盈虧問題來做,盈虧總額為6+9=15(人),兩次分配的差為9—6=3(人)。
解:(6+9)÷(9—6)=5(條),
6×5+6=36(人)。
答:有36名學(xué)生。
例6在橋上用繩子測橋離水面的高度。若把繩子對折垂到水面,則余8米;若把繩子三折垂到水面,則余2米。問:橋有多高?繩子有多長? 分析與解:因為把繩子對折余8米,所以是余了8×2=16(米);同樣,把繩子三折余2米,就是余了3×2=6(米)。兩種方案都是“盈”,故盈虧總額為16——6=10(米),兩次分配數(shù)之差為3-2=1(折),所以
橋高(8×2-2×3)÷(3-2)=10(米),繩子的長度為2×10+8×2=36(米)。
例7有若干個蘋果和若干個梨。如果按每1個蘋果配2個梨分堆,那么梨分完時還剩2個蘋果;如果按每3個蘋果配5個梨分堆,那么蘋果分完時還剩1個梨。問:蘋果和梨各有多少個?
分析與解:容易看出這是一道盈虧應(yīng)用題,但是盈虧總額與兩次分配數(shù)之差很難找到。原因在于第一種方案是1個蘋果“搭配”2個梨,第二種方案是3個蘋果“搭配”5個梨。如果將這兩種方案統(tǒng)一為1個蘋果“搭配”若干個梨,那么問題就好解決了。將原題條件變?yōu)椤?個蘋果搭配2個梨,缺4個梨;
有梨15×2-4=26(個)。
例8樂樂家去學(xué)校上學(xué),每分鐘走50米,走了2分鐘后,發(fā)覺按這樣的速度走下去,到學(xué)校就會遲到8分鐘。于是樂樂開始加快速度,每分鐘比原來多走10米,結(jié)果到達(dá)學(xué)校時離上課還有5分鐘。問:樂樂家離學(xué)校有多遠(yuǎn)?
分析與解:樂樂從改變速度的那一點到學(xué)校,若每分鐘走50米,則要遲到8分鐘,也就是到上課時間時,他離學(xué)校還有50×8=400(米);若每分鐘多走10米,即每分鐘走60米,則到達(dá)學(xué)校時離上課還有5分鐘,如果一直走到上課時間,那么他將多走(50+10)×5=300(米)。所以盈虧總額,即總的路程相差
400+300=700(米)。
兩種走法每分鐘相差10米,因此所用時間為
700÷10=70(分),
也就是說,從樂樂改變速度起到上課時間有70分鐘。所以樂樂家到學(xué)校的距離為
50×(2+70+8)=4000(米),
或 50×2+60×(70—5)=4000(米)。
課后練習(xí)
姓名: 分?jǐn)?shù):
1.小朋友分糖果,每人3粒,余30粒;每人5粒,少4粒。問:有多少個小朋友?多少粒糖?
2.一個汽車隊運輸一批貨物,如果每輛汽車運3500千克,那么貨物還剩下5000千克;如果每輛汽車運4000千克,那么貨物還剩下500千克。問:這個汽車隊有多少輛汽車?要運的貨物有多少千克?
3.學(xué)校買來一批圖書。若每人發(fā)9本,則少25本;若每人發(fā)6本,則少7本。問:有多少個學(xué)生?買了多少本圖書?
4.小紅家買來一籃桔子,分給全家人。如果其中二人每人分4只,其余每人分2只,那么多出4只;如果一人分6只,其余每人分4只,那么缺12只。問:小紅家買來多少只桔子?小紅家共有幾人?
5.食堂采購員小李去買肉,如果買牛肉18千克,那么差4元;如果買豬肉20千克,那么多2元。已知牛肉、豬肉每千克差價8角,求牛肉、豬肉每千克各多少錢。
第四講
加法原理
例1從甲地到乙地,可以乘火車,也可以乘汽車,還可以乘輪船。一天中火車有4班,汽車有3班,輪船有2班。問:一天中乘坐這些交通工具從甲地到乙地,共有多少種不同走法?
分析與解:一天中乘坐火車有4種走法,乘坐汽車有3種走法,乘坐輪船有2種走法,所以一天中從甲地到乙地共有:4+3+2=9(種)不同走法。
例2旗桿上最多可以掛兩面信號旗,現(xiàn)有紅色、藍(lán)色和黃色的信號旗各一面,如果用掛信號旗表示信號,最多能表示出多少種不同的信號? 分析與解:根據(jù)掛信號旗的面數(shù)可以將信號分為兩類。第一類是只掛一面信號旗,有紅、黃、藍(lán)3種;第二類是掛兩面信號旗,有紅黃、紅藍(lán)、黃藍(lán)、黃紅、藍(lán)紅、藍(lán)黃6種。所以一共可以表示出不同的信號
3+6=9(種)。
以上兩例利用的數(shù)學(xué)思想就是加法原理。
加法原理:如果完成一件任務(wù)有n類方法,在第一類方法中有m1種不同方法,在第二類方法中有m2種不同方法 ??在第n類方法中有mn種不同方法,那么完成這件任務(wù)共有 N=m1+m2+?+mn 種不同的方法。
乘法原理和加法原理是兩個重要而常用的計數(shù)法則,在應(yīng)用時一定要注意它們的區(qū)別。乘法原理是把一件事分幾步完成,這幾步缺一不可,所以完成任務(wù)的不同方法數(shù)等于各步方法數(shù)的乘積;加法原理是把完成一件事的方法分成幾類,每一類中的任何一種方法都能完成任務(wù),所以完成任務(wù)的不同方法數(shù)等于各類方法數(shù)之和。
例3兩次擲一枚骰子,兩次出現(xiàn)的數(shù)字之和為偶數(shù)的情況有多少種?
分析與解:兩次的數(shù)字之和是偶數(shù)可以分為兩類,即兩數(shù)都是奇數(shù),或者兩數(shù)都是偶數(shù)。
因為骰子上有三個奇數(shù),所以兩數(shù)都是奇數(shù)的有3×3=9(種)情況;同理,兩數(shù)都是偶數(shù)的也有9種情況。根據(jù)加法原理,兩次出現(xiàn)的數(shù)字之和為偶數(shù)的情況有9+9=18(種)。
例4用五種顏色給右圖的五個區(qū)域染色,每個區(qū)域染一種顏色,相鄰的區(qū)域染不同的顏色。問:共有多少種不同的染色方法?
分析與解:本題與上一講的例4表面上十分相似,但解法上卻不相同。因為上一講例4中,區(qū)域A與其它區(qū)域都相鄰,所以區(qū)域A與其它區(qū)域的顏色都不相同。本例中沒有一個區(qū)域與其它所有區(qū)域都相鄰,如果從區(qū)域A開始討論,那么就要分區(qū)域A與區(qū)域E的顏色相同與不同兩種情況。
當(dāng)區(qū)域A與區(qū)域E顏色相同時,A有5種顏色可選;B有4種顏色可選;C有3種顏色可選;D也有3種顏色可選。根據(jù)乘法原理,此時不同的染色方法有
5×4×3×3=180(種)。
當(dāng)區(qū)域A與區(qū)域E顏色不同時,A有5種顏色可選;E有4種顏色可選;B有3種顏色可選;C有2種顏色可選;D有2種顏色可選。根據(jù)乘法原理,此時不同的染色方法有
5×4×3×2×2=240(種)。
再根據(jù)加法原理,不同的染色方法共有
180+240=420(種)。 例5小明要登上10級臺階,他每一步只能登1級或2級臺階,他登上10級臺階共有多少種不同的登法? 分析與解:登上第1級臺階只有1種登法。登上第2級臺階可由第1級臺階上去,或者從平地跨2級上去,故有2種登法。登上第3級臺階可從第1級臺階跨2級上去,或者從第2級臺階上去,所以登上第3級臺階的方法數(shù)是登上第1級臺階的方法數(shù)與登上第2級臺階的方法數(shù)之和,共有1+2=3(種)??一般地,登上第n級臺階,或者從第(n—1)級臺階跨一級上去,或者從第(n—2)級臺階跨兩級上去。根據(jù)加法原理,如果登上第(n—1)級和第(n—2)級分別有a種和b種方法,則登上第n級有(a+b)種方法。因此只要知道登上第1級和第2級臺階各有幾種方法,就可以依次推算出登上以后各級的方法數(shù)。由登上第1級有1種方法,登上第2級有2種方法,可得出下面一串?dāng)?shù):
1,2,3,5,8,13,21,34,55,89。
其中從第三個數(shù)起,每個數(shù)都是它前面兩個數(shù)之和。登上第10級臺階的方法數(shù)對應(yīng)這串?dāng)?shù)的第10個,即89。也可以在圖上直接寫出計算得出的登上各級臺階的方法數(shù)(見下圖)。
例6沿左下圖中箭頭所指的方向從A到B共有多少種不同的走法?
分析與解:如右上圖所示,先標(biāo)出到C點的走法數(shù),再標(biāo)出到D點和E點的走法數(shù),然后標(biāo)出到F點的走法數(shù),最后標(biāo)出到B點的走法數(shù)。共有8種不同的走法。 例7有15根火柴,如果規(guī)定每次取2根或3根,那么取完這堆火柴共有多少種不同取法?
分析與解:為了便于理解,可以將本題轉(zhuǎn)變?yōu)椤吧?5級臺階,每次上2級或3級,共有多少種上法?”所以本題的解題方法與例1類似(見下表)。
注意,因為每次取2或3根,所以取1根的方法數(shù)是0,取2根和取3根的方法數(shù)都是1。取4根的方法數(shù)是取1根與取2根的方法數(shù)之和,即0+1=1。依此類推,取n根火柴的方法數(shù)是?。╪-3)根與?。╪-2)根的方法數(shù)之和。所以,這串?dāng)?shù)(取法數(shù))中,從第4個數(shù)起,每個數(shù)都是它前面第3個數(shù)與前面第2個數(shù)之和。取完15根火柴共有28種不同取法。
課后練習(xí)
姓名: 分?jǐn)?shù):
1.南京去上??梢猿嘶疖?、乘飛機、乘汽車和乘輪船。如果每天有20班火車、6班飛機、8班汽車和4班輪船,那么共有多少種不同的走法?
2.光明小學(xué)
四、
五、六年級共訂300份報紙,每個年級至少訂99份報紙。問:共有多少種不同的訂法?
3.將10顆相同的珠子分成三份,共有多少種不同的分法?
4.有一堆火柴共10根,每次取走1~3根,把這堆火柴全部取完有多少種不同取法,
5.在下圖中,從A點沿最短路徑到B點,共有多少條不同的路線?
第五講 還原問題
有一位老人說:“把我的年齡加上12,再用4除,再減去15后乘以10,恰好是100歲。”這位老人有多少歲呢?解這個題目要從所敘述的最后結(jié)果出發(fā),利用已給條件一步步倒著推算,同學(xué)們不難看出,這位老人的年齡是
?。?00÷10+15)×4—12=88(歲)。
從這一例子可以看出,對于有些問題,當(dāng)順著題目條件的敘述去尋找解法時,往往有一定的困難,但是,如果改變思考順序,從問題敘述的最后結(jié)果出發(fā),一步一步倒著思考,一步一步往回算,原來加的用減,減的用加,原來乘的用除,除的用乘,那么問題便容易解決。這種解題方法叫做還原法或逆推法,用還原法解題的問題叫做還原問題。
例1有一個數(shù),把它乘以4以后減去46,再把所得的差除以3,然后減去10,最后得4。問:這個數(shù)是幾?
分析:這個問題是由
?。ā酢?—46)÷3—10=4,
求出□。我們倒著看,如果除以3以后不減去10,那么商應(yīng)該是4+10=14;如果在減去46以后不除以3,那么差該是14×3=42;可知這個數(shù)乘以4后的積為42+46=88,因此這個數(shù)是88÷4=22。 解:[(4+10)×3+46]÷4=22。
答:這個數(shù)是22。
例2小馬虎在做一道加法題目時,把個位上的5看成了9,把十位上的8看成了3,結(jié)果得到的“和”是123。問:正確的結(jié)果應(yīng)是多少?
分析:利用還原法。因為把個位上的5看成9,所以多加了4;又因為把十位上的8看成3,所以少加了50。在用還原法做題時,多加了的4應(yīng)減去,多減了的50應(yīng)加上。
解:123-4+50=169。
答:正確的結(jié)果應(yīng)是169。
例3學(xué)校運來36棵樹苗,樂樂與歡歡兩人爭著去栽,樂樂先拿了若干樹苗,歡歡看到樂樂拿得太多,就搶了10棵,樂樂不肯,又從歡歡那里搶回來6棵,這時樂樂拿的棵數(shù)是歡歡的2倍。問:最初樂樂拿了多少棵樹苗?
分析:先求樂樂與歡歡現(xiàn)在各拿了多少棵樹苗。學(xué)校共有樹苗36棵,樂樂拿的樹苗數(shù)是歡歡的2倍,所以歡歡現(xiàn)在拿了36÷(2+1)=12(棵)樹苗,而樂樂現(xiàn)在拿了12×2=24(棵)樹苗,樂樂從歡歡那里搶走了6棵后是24棵,如果不搶,那么樂樂有樹苗24-6=18(棵),歡歡看樂樂拿得太多,去搶了10棵,如果歡歡不搶,那么樂樂就有18+10=28(棵)。 解:36÷5(1+2)×2-6+10=28(棵)。
答:樂樂最初拿了28棵樹苗。
例4甲、乙、丙三組共有圖書90本,乙組向甲組借3本后,又送給丙組5本,結(jié)果三個組擁有相等數(shù)目的圖書。問:甲、乙、丙三個組原來各有多少本圖書? 分析與解:盡管甲、乙、丙三個組之間將圖書借來借去,但圖書的總數(shù)90本沒有變,由最后三個組擁有相同數(shù)目的圖書知道,每個組都有圖書90÷3=30(本)。根據(jù)題目條件,原來各組的圖書為
甲組有30+3=33(本),
乙組有30—3+5=32(本),
丙組有30—5=25(本)。 上一講我們講了還原問題的基本思想和解法,下面再講一些較復(fù)雜的還原問題和列表逆推法。
例5有一堆棋子,把它四等分后剩下一枚,取走三份又一枚;剩下的再四等分又剩一枚,再取走三份又一枚;剩下的再四等分又剩一枚。問:原來至少有多少枚棋子?
分析與解:棋子最少的情況是最后一次四等分時每份為1枚。由此逆推,得到
第三次分之前有1×4+1=5(枚),
第二次分之前有5×1+1=21(枚),
第一次分之前有21×4+1=85(枚)。
所以原來至少有85枚棋子。
例6袋里有若干個球,小明每次拿出其中的一半再放回一個球,這樣共操作了5次,袋中還有3個球。問:袋中原有多少個球?
分析與解:利用逆推法從第5次操作后向前逆推。第5次操作后有3個,第4次操作后有(3—1)×2=4(個),第3次??為了簡潔清楚,可以列表逆推如下:
所以原來袋中有34個球。 例7一捆電線,第一次用去全長的一半多3米,第二次用去余下的一半少10米,第三次用去15米,最后還剩7米,這捆電線原有多少米?
分析:由逆推法知,第二次用完還剩下15+7=22(米),第一次用完還剩下(22—10)×2=24(米),原來電線長(24+3)×2=54(米)。 解:[(15+7—10)×2+3]×2=54(米)。
答:這捆電線原有54米。
課后作業(yè)
姓名: 分?jǐn)?shù):
1.某數(shù)加上11,減去12,乘以13,除以14,其結(jié)果等于26,這個數(shù)是多少?
2.某數(shù)加上6,乘以6,減去6,其結(jié)果等于36,求這個數(shù)。
3.在125×□÷3×8—1=1999中,□內(nèi)應(yīng)填入什么數(shù)?
4.小樂爺爺今年的年齡數(shù)減去15后,除以4,再減去6之后,乘以10,恰好是100。問:小樂爺爺今年多少歲?
5.糧庫內(nèi)有一批面粉,第一次運出總數(shù)的一半多3噸,第二次運出剩下的一半少7噸,還剩4噸。問:糧庫里原有面粉多少噸?
6.有一堆桃,第一只猴拿走其中的一半加半個,第二只猴又拿走剩下的一半加半個,第
三、
四、五只猴照此方式辦理,最后還剩下一個桃。問:原來有多少個桃?
第六講
智取火柴
在數(shù)學(xué)游戲中有一類取火柴游戲,它有很多種玩法,由于游戲的規(guī)則不同,取勝的方法也就不同。但不論哪種玩法,要想取勝,一定離不開用數(shù)學(xué)思想去推算。
例1桌子上放著60根火柴,甲、乙二人輪流每次取走1~3根。規(guī)定誰取走最后一根火柴誰獲勝。如果雙方都采用最佳方法,甲先取,那么誰將獲勝?
分析與解:本題采用逆推法分析。獲勝方在最后一次取走最后一根;往前逆推,在倒數(shù)第二次取時,必須留給對方4根,此時無論對方取1,2或3根,獲勝方都可以取走最后一根;再往前逆推,獲勝方要想留給對方4根,在倒數(shù)第三次取時,必須留給對方8根??由此可知,獲勝方只要每次留給對方的都是4的倍數(shù)根,則必勝?,F(xiàn)在桌上有60根火柴,甲先取,不可能留給乙4的倍數(shù)根,而甲每次取完后,乙再取都可以留給甲4的倍數(shù)根,所以在雙方都采用最佳策略的情況下,乙必勝。
在例1中為什么一定要留給對方4的倍數(shù)根,而不是5的倍數(shù)根或其它倍數(shù)根呢?關(guān)鍵在于規(guī)定每次只能取1~3根,1+3=4,在兩人緊接著的兩次取火柴中,后取的總能保證兩人取的總數(shù)是4。利用這一特點,就能分析出誰采用最佳方法必勝,最佳方法是什么。由此出發(fā),對于例1的各種變化,都能分析出誰能獲勝及獲勝的方法。
例2在例1中將“每次取走1~3根”改為“每次取走1~6根”,其余不變,情形會怎樣?
分析與解:由例1的分析知,只要始終留給對方(1+6=)7的倍數(shù)根火柴,就一定獲勝。因為60÷7=8??4,所以只要甲第一次取走4根,剩下56根火柴是7的倍數(shù),以后總留給乙7的倍數(shù)根火柴,甲必勝。
由例2看出,在每次取1~n根火柴,取到最后一根火柴者獲勝的規(guī)定下,誰能做到總給對方留下(1+n)的倍數(shù)根火柴,誰將獲勝。
例3將例1中“誰取走最后一根火柴誰獲勝”改為“誰取走最后一根火柴誰輸”,其余不變,情形又將如何?
分析與解:最后留給對方1根火柴者必勝。按照例1中的逆推的方法分析,只要每次留給對方4的倍數(shù)加1根火柴必勝。甲先取,只要第一次取3根,剩下57根(57除以4余1),以后每次都將除以4余1的根數(shù)留給乙,甲必勝。
由例3看出,在每次取1~n根火柴,取到最后一根火柴者為負(fù)的規(guī)定下,誰能做到總給對方留下(1+n)的倍數(shù)加1根火柴,誰將獲勝。
有許多游戲雖然不是取火柴的形式,但游戲取勝的方法及分析思路與取火柴游戲完全相同。
例4兩人從1開始按自然數(shù)順序輪流依次報數(shù),每人每次只能報1~5個數(shù),誰先報到50誰勝。你選擇先報數(shù)還是后報數(shù)?怎樣才能獲勝?
分析與解:對照例
1、例2可以看出,本例是取火柴游戲的變形。因為50÷(1+5)=8??2,所以要想獲勝,應(yīng)選擇先報,第一次報2個數(shù),剩下48個數(shù)是(1+5=)6的倍數(shù),以后總把6的倍數(shù)個數(shù)留給對方,必勝。 例個空格排成一行,最左端空格中放有一枚棋子,甲先乙后輪流向右移動棋子,每次移動1~7格。規(guī)定將棋子移到最后一格者輸。甲為了獲勝,第一步必須向右移多少格? 分析與解:本例是例3的變形,但應(yīng)注意,一開始棋子已占一格,棋子的右面只有1111-1=1110(個)空格。由例3知,只要甲始終留給乙(1+7=)8的倍數(shù)加1格,就可獲勝。
?。?11-1)÷(1+7)=138??6,
所以甲第一步必須移5格,還剩下1105格,1105是8的倍數(shù)加1。以后無論乙移幾格,甲下次移的格數(shù)與乙移的格數(shù)之和是8,甲就必勝。因為甲移完后,給乙留下的空格數(shù)永遠(yuǎn)是8的倍數(shù)加1。
例6今有兩堆火柴,一堆35根,另一堆24根。兩人輪流在其中任一堆中拿取,取的根數(shù)不限,但不能不取。規(guī)定取得最后一根者為贏。問:先取者有何策略能獲勝?
分析與解:本題雖然也是取火柴問題,但由于火柴的堆數(shù)多于一堆,故本題的獲勝策略與前面的例題完全不同。
先取者在35根一堆火柴中取11根火柴,使得取后剩下兩堆的火柴數(shù)相同。以后無論對手在某一堆取幾根火柴,你只須在另一堆也取同樣多根火柴。只要對手有火柴可取,你也有火柴可取,也就是說,最后一根火柴總會被你拿到。這樣先取者總可獲勝。
請同學(xué)們想一想,如果在上面玩法中,兩堆火柴數(shù)目一開始就相同,例如兩堆都是35根火柴,那么先取者還能獲勝嗎?
例7有3堆火柴,分別有1根、2根與3根火柴。甲先乙后輪流從任意一堆里取火柴,取的根數(shù)不限,規(guī)定誰能取到最后一根或最后幾根火柴就獲勝。如果采用最佳方法,那么誰將獲勝?
分析與解:根據(jù)例6的解法,誰在某次取過火柴之后,恰好留下兩堆數(shù)目相等的火柴,誰就能取勝。
甲先取,共有六種取法:從第1堆里取1根,從第2堆里取1根或2根;第3堆里取1根、2根或3根。無論哪種取法,乙采取正確的取法,都可以留下兩堆數(shù)目相等的火柴(同學(xué)們不妨自己試試),所以乙采用最佳方法一定獲勝。
課后練習(xí)
姓名: 分?jǐn)?shù):
1.桌上有30根火柴,兩人輪流從中拿取,規(guī)定每人每次可取1~3根,且取最后一根者為贏。問:先取者如何拿才能保證獲勝?
2.有1999個球,甲、乙兩人輪流取球,每人每次至少取一個,最多取5個,取到最后一個球的人為輸。如果甲先取,那么誰將獲勝?
3.甲、乙二人輪流報數(shù),甲先乙后,每次每人報1~4個數(shù),誰報到第888個數(shù)誰勝。誰將獲勝?怎樣獲勝?
4.有兩堆枚數(shù)相等的棋子,甲、乙兩人輪流在其中任意一堆里取,取的枚數(shù)不限,但不能不取,誰取到最后一枚棋子誰獲勝。如果甲后取,那么他一定能獲勝嗎?
第七講 邏輯問題
在日常生活中,有些問題常常要求我們主要通過分析和推理,而不是計算得出正確的結(jié)論。這類判斷、推理問題,就叫做邏輯推理問題,簡稱邏輯問題。這類題目與我們學(xué)過的數(shù)學(xué)題目有很大不同,題中往往沒有數(shù)字和圖形,也不用我們學(xué)過的數(shù)學(xué)計算方法,而是根據(jù)已知條件,分析推理,得到答案。
本講介紹利用列表法求解邏輯問題。
例1小王、小張和小李一位是工人,一位是農(nóng)民,一位是教師,現(xiàn)在只知道:小李比教師年齡大;小王與農(nóng)民不同歲;農(nóng)民比小張年齡小。問:誰是工人?誰是農(nóng)民?誰是教師? 分析與解:由題目條件可以知道:小李不是教師,小王不是農(nóng)民,小張不是農(nóng)民。由此得到左下表。表格中打“√”表示肯定,打“×”表示否定。
因為左上表中,任一行、任一列只能有一個“√”,其余是“×”,所以小李是農(nóng)民,于是得到右上表。
因為農(nóng)民小李比小張年齡小,又小李比教師年齡大,所以小張比教師年齡大,即小張不是教師。因此得到左下表,從而得到右下表,即小張是工人,小李是農(nóng)民,小王是教師。
例1中采用列表法,使得各種關(guān)系更明確。為了講解清楚,例題中畫了幾個表,實際解題時,不用畫這么多表,只在一個表中先后畫出各種關(guān)系即可。需要注意的是:①第一步應(yīng)將題目條件給出的關(guān)系畫在表上,然后再依次將分析推理出的關(guān)系畫在表上;②每行每列只能有一個“√”,如果出現(xiàn)了一個“√”,它所在的行和列的其余格中都應(yīng)畫“×”。
在下面的例題中,“√”和“×”的含義是很明顯的,不再單獨解釋。 例2劉剛、馬輝、李強三個男孩各有一個妹妹,六個人進(jìn)行乒乓球混合雙打比賽。事先規(guī)定:兄妹二人不許搭伴。
第一盤:劉剛和小麗對李強和小英;
第二盤:李強和小紅對劉剛和馬輝的妹妹。問:三個男孩的妹妹分別是誰? 分析與解:因為兄妹二人不許搭伴,所以題目條件表明:劉剛與小麗、李強與小英、李強與小紅都不是兄妹。由第二盤看出,小紅不是馬輝的妹妹。將這些關(guān)系畫在左下表中,由左下表可得右下表。
劉剛與小紅、馬輝與小英、李強與小麗分別是兄妹。 例3甲、乙、丙每人有兩個外號,人們有時以“數(shù)學(xué)博士”、“短跑健將”、“跳高冠軍”、“小畫家”、“大作家”和“歌唱家”稱呼他們。此外:
?。?)數(shù)學(xué)博士夸跳高冠軍跳得高;
?。?)跳高冠軍和大作家常與甲一起去看電影;
?。?)短跑健將請小畫家畫賀年卡;
?。?)數(shù)學(xué)博士和小畫家很要好;
?。?)乙向大作家借過書;
?。?)丙下象棋常贏乙和小畫家。
你知道甲、乙、丙各有哪兩個外號嗎?
分析與解:由(2)知,甲不是跳高冠軍和大作家;由(5)知,乙不是大作家;由(6)知,丙、乙都不是小畫家。由此可得到下表:
因為甲是小畫家,所以由(3)(4)知甲不是短跑健將和數(shù)學(xué)博士,推知甲是歌唱家。因為丙是大作家,所以由(2)知丙不是跳高冠軍,推知乙是跳高冠軍。因為乙是跳高冠軍,所以由(1)知乙不是數(shù)學(xué)博士。將上面的結(jié)論依次填入上表,便得到下表:
所以,甲是小畫家和歌唱家,乙是短跑健將和跳高冠軍,例1四個小朋友寶寶、星星、強強和樂樂在院子里踢足球,一陣響聲,驚動了正在讀書的陸老師,陸老師跑出來查看,發(fā)現(xiàn)一塊窗戶玻璃被打破了。陸老師問:“是誰打破了玻璃?”
寶寶說:“是星星無意打破的?!?/p>
星星說:“是樂樂打破的。”
樂樂說:“星星說謊?!?/p>
強強說:“反正不是我打破的。”
如果只有一個孩子說了實話,那么這個孩子是誰?是誰打破了玻璃?
分析與解:因為星星和樂樂說的正好相反,所以必是一對一錯,我們可以逐一假設(shè)檢驗。
假設(shè)星星說得對,即玻璃窗是樂樂打破的,那么強強也說對了,這與“只有一個孩子說了實話”矛盾,所以星星說錯了。
假設(shè)樂樂說對了,按題意其他孩子就都說錯了。由強強說錯了,推知玻璃是強強打破的。寶寶、星星確實都說錯了。符合題意。
所以是強強打破了玻璃。
由例1看出,用假設(shè)法解邏輯問題,就是根據(jù)題目的幾種可能情況,逐一假設(shè)。如果推出矛盾,那么假設(shè)不成立;如果推不出矛盾,那么符合題意,假設(shè)成立。
例4甲、乙、丙、丁四人同時參加全國小學(xué)數(shù)學(xué)夏令營。賽前甲、乙、丙分別做了預(yù)測。
甲說:“丙第1名,我第3名?!?/p>
乙說:“我第1名,丁第4名。”
丙說:“丁第2名,我第3名?!?/p>
成績揭曉后,發(fā)現(xiàn)他們每人只說對了一半,你能說出他們的名次嗎? 分析與解:我們以“他們每人只說對了一半”作為前提,進(jìn)行邏輯推理。
假設(shè)甲說的第一句話“丙第1名”是對的,第二句話“我第3名”是錯的。由此推知乙說的“我第1名”是錯的,“丁第4名”是對的;丙說的“丁第2名”是錯的,“丙第3名”是對的。這與假設(shè)“丙第1名是對的”矛盾,所以假設(shè)不成立。
再假設(shè)甲的第二句“我第3名”是對的,那么丙說的第二句“我第3名”是錯的,從而丙說的第一句話“丁第2名”是對的;由此推出乙說的“丁第4名”是錯的,“我第1名”是對的。至此可以排出名次順序:乙第1名、丁第2名、甲第3名、丙第4名。
例5甲、乙、丙、丁在談?wù)撍麄兗八麄兊耐瑢W(xué)何偉的居住地。
甲說:“我和乙都住在北京,丙住在天津?!?/p>
乙說:“我和丁都住在上海,丙住在天津?!?/p>
丙說:“我和甲都不住在北京,何偉住在南京?!?/p>
丁說:“甲和乙都住在北京,我住在廣州?!?/p>
假定他們每個人都說了兩句真話,一句假話。問:不在場的何偉住在哪兒? 分析與解:因為甲、乙都說“丙住在天津,”我們可以假設(shè)這句話是假話,那么甲、乙的前兩句應(yīng)當(dāng)都是真話,推出乙既住在北京又住在上海,矛盾。所以假設(shè)不成立,即“丙住在天津”是真話。
因為甲的前兩句話中有一句假話,而甲、丁兩人的前兩句話相同,所以丁的第三句話“我住在廣州”是真的。由此知乙的第二句話“丁住在上?!笔羌僭?,第一句“我住在上?!笔钦嬖挘贿M(jìn)而推知甲的第二句是假話,第一句“我住在北京”是真話;最后推知丙的第二句話是假話,第三句“何偉住在南京”是真話。
所以,何偉住在南京。
在解答邏輯問題時,有時需要將列表法與假設(shè)法結(jié)合起來。一般是在使用列表法中,出現(xiàn)不可確定的幾種選擇時,結(jié)合假設(shè)法,分別假設(shè)檢驗,以確定正確的結(jié)果。
例6一天,老師讓小馬虎把甲、乙、丙、丁、戊的作業(yè)本帶回去,小馬虎見到這五人后就一人給了一本,結(jié)果全發(fā)錯了?,F(xiàn)在知道:
?。?)甲拿的不是乙的,也不是丁的;
?。?)乙拿的不是丙的,也不是丁的;
?。?)丙拿的不是乙的,也不是戊的;
?。?)丁拿的不是丙的,也不是戊的;
?。?)戊拿的不是丁的,也不是甲的。另外,沒有兩人相互拿錯(例如甲拿乙的,乙拿甲的)。
問:丙拿的是誰的本?丙的本被誰拿走了? 分析與解:根據(jù)“全發(fā)錯了”及條件(1)~(5),可以得到表1:
由表1看出,丁的本被丙拿了。此時,再繼續(xù)推理分析不大好下手,我們可用假設(shè)法。由表1知,甲拿的本不是丙的就是戊的。
先假設(shè)甲拿了丙的本。于是得到表2,表2中乙拿戊的本,戊拿乙的本。兩人相互拿錯,不合題意。
再假設(shè)甲拿戊的本。于是可得表3,經(jīng)檢驗,表3符合題意。
所以丙拿了丁的本,丙的本被戊拿去了。
丙是數(shù)學(xué)博士和大作家。
課后練習(xí)
姓名: 分?jǐn)?shù):
1.甲、乙、丙分別是來自中國、日本和英國的小朋友。甲不會英文,乙不懂日語卻與英國小朋友熱烈交談。問:甲、乙、丙分別是哪國的小朋友?
2.徐、王、陳、趙四位師傅分別是工廠的木工、車工、電工和鉗工,他們都是象棋迷。
?。?)電工只和車工下棋;
(2)王、陳兩位師傅經(jīng)常與木工下棋; (3)徐師傅與電工下棋互有勝負(fù); (4)陳師傅比鉗工下得好。
問:徐、王、陳、趙四位師傅各從事什么工種?
3.在一次數(shù)學(xué)競賽中,A,B,C,D,E五位同學(xué)分別得了前五名(沒有并列同一名次的),關(guān)于各人的名次大家作出了下面的猜測:
A說:“第二名是D,第三名是B?!?/p>
B說:“第二名是C,第四名是E?!?/p>
C說:“第一名是E,第五名是A?!?/p>
D說:“第三名是C,第四名是A。”
E說:“第二名是B,第五名是D?!苯Y(jié)果每人都只猜對了一半,他們的名次如何?
第八講 抽屜原理
如果將5個蘋果放到3個抽屜中去,那么不管怎么放,至少有一個抽屜中放的蘋果不少于2個。道理很簡單,如果每個抽屜中放的蘋果都少于2個,即放1個或不放,那么3個抽屜中放的蘋果的總數(shù)將少于或等于3,這與有5個蘋果的已知條件相矛盾,因此至少有一個抽屜中放的蘋果不少于2個。
同樣,有5只鴿子飛進(jìn)4個鴿籠里,那么一定有一個鴿籠至少飛進(jìn)了2只鴿子。
以上兩個簡單的例子所體現(xiàn)的數(shù)學(xué)原理就是“抽屜原理”,也叫“鴿籠原理”。
抽屜原理1:將多于n件的物品任意放到n個抽屜中,那么至少有一個抽屜中的物品不少于2件。
說明這個原理是不難的。假定這n個抽屜中,每一個抽屜內(nèi)的物品都不到2件,那么每一個抽屜中的物品或者是一件,或者沒有。這樣,n個抽屜中所放物品的總數(shù)就不會超過n件,這與有多于n件物品的假設(shè)相矛盾,所以前面假定“這n個抽屜中,每一個抽屜內(nèi)的物品都不到2件”不能成立,從而抽屜原理1成立。
從最不利原則也可以說明抽屜原理1。為了使抽屜中的物品不少于2件,最不利的情況就是n個抽屜中每個都放入1件物品,共放入n件物品,此時再放入1件物品,無論放入哪個抽屜,都至少有1個抽屜不少于2件物品。這就說明了抽屜原理1。
例1某幼兒園有367名1996年出生的小朋友,是否有生日相同的小朋友? 分析與解:1996年是閏年,這年應(yīng)有366天。把366天看作366個抽屜,將367名小朋友看作367個物品。這樣,把367個物品放進(jìn)366個抽屜里,至少有一個抽屜里不止放一個物品。因此至少有2名小朋友的生日相同。
例2在任意的四個自然數(shù)中,是否其中必有兩個數(shù),它們的差能被3整除? 分析與解:因為任何整數(shù)除以3,其余數(shù)只可能是0,1,2三種情形。我們將余數(shù)的這三種情形看成是三個“抽屜”。一個整數(shù)除以3的余數(shù)屬于哪種情形,就將此整數(shù)放在那個“抽屜”里。
將四個自然數(shù)放入三個抽屜,至少有一個抽屜里放了不止一個數(shù),也就是說至少有兩個數(shù)除以3的余數(shù)相同。這兩個數(shù)的差必能被3整除。
例3在任意的五個自然數(shù)中,是否其中必有三個數(shù)的和是3的倍數(shù)?
分析與解:根據(jù)例2的討論,任何整數(shù)除以3的余數(shù)只能是0,1,2?,F(xiàn)在,對于任意的五個自然數(shù),根據(jù)抽屜原理,至少有一個抽屜里有兩個或兩個以上的數(shù),于是可分下面兩種情形來加以討論。
第一種情形。有三個數(shù)在同一個抽屜里,即這三個數(shù)除以3后具有相同的余數(shù)。因為這三個數(shù)的余數(shù)之和是其中一個余數(shù)的3倍,故能被3整除,所以這三個數(shù)之和能被3整除。
第二種情形。至多有兩個數(shù)在同一個抽屜里,那么每個抽屜里都有數(shù),在每個抽屜里各取一個數(shù),這三個數(shù)被3除的余數(shù)分別為0,1,2。因此這三個數(shù)之和能被3整除。
綜上所述,在任意的五個自然數(shù)中,其中必有三個數(shù)的和是3的倍數(shù)。 例4在長度是10厘米的線段上任意取11個點,是否至少有兩個點,它們之間的距離不大于1厘米?
分析與解:把長度10厘米的線段10等分,那么每段線段的長度是1厘米(見下圖)。
將每段線段看成是一個“抽屜”,一共有10個抽屜?,F(xiàn)在將這11個點放到這10個抽屜中去。根據(jù)抽屜原理,至少有一個抽屜里有兩個或兩個以上的點(包括這些線段的端點)。由于這兩個點在同一個抽屜里,它們之間的距離當(dāng)然不會大于1厘米。
所以,在長度是10厘米的線段上任意取11個點,至少存在兩個點,它們之間的距離不大于1厘米。
例5有蘋果和桔子若干個,任意分成5堆,能否找到這樣兩堆,使蘋果的總數(shù)與桔子的總數(shù)都是偶數(shù)? 分析與解:由于題目只要求判斷兩堆水果的個數(shù)關(guān)系,因此可以從水果個數(shù)的奇、偶性上來考慮抽屜的設(shè)計。
對于每堆水果中的蘋果、桔子的個數(shù)分別都有奇數(shù)與偶數(shù)兩種可能,所以每堆水果中蘋果、桔子個數(shù)的搭配就有4種情形:
?。ㄆ妫妫?,(奇,偶),(偶,奇),(偶,偶),
其中括號中的第一個字表示蘋果數(shù)的奇偶性,第二個字表示桔子數(shù)的奇偶性。
將這4種情形看成4個抽屜,現(xiàn)有5堆水果,根據(jù)抽屜原理可知,這5堆水果里至少有2堆屬于上述4種情形的同一種情形。由于奇數(shù)加奇數(shù)為偶數(shù),偶數(shù)加偶數(shù)仍為偶數(shù),所以在同一個抽屜中的兩堆水果,其蘋果的總數(shù)與桔子的總數(shù)都是偶數(shù)。
先看一個例子:如果將13只鴿子放進(jìn)6只鴿籠里,那么至少有一只籠子要放3只或更多的鴿子。道理很簡單。如果每只鴿籠里只放2只鴿子,6只鴿籠共放12只鴿子。剩下的一只鴿子無論放入哪只鴿籠里,總有一只鴿籠放了3只鴿子。這個例子所體現(xiàn)的數(shù)學(xué)思想,就是下面的抽屜原理2。
抽屜原理2:將多于m×n件的物品任意放到n個抽屜中,那么至少有一個抽屜中的物品的件數(shù)不少于m+1。
說明這一原理是不難的。假定這n個抽屜中,每一個抽屜內(nèi)的物品都不到(m+1)件,即每個抽屜里的物品都不多于m件,這樣,n個抽屜中可放物品的總數(shù)就不會超過m×n件。這與多于m×n件物品的假設(shè)相矛盾。這說明一開始的假定不能成立。所以至少有一個抽屜中物品的件數(shù)不少于m+1。
從最不利原則也可以說明抽屜原理2。為了使抽屜中的物品不少于(m+1)件,最不利的情況就是n個抽屜中每個都放入m件物品,共放入(m×n)件物品,此時再放入1件物品,無論放入哪個抽屜,都至少有一個抽屜不少于(m+1)件物品。這就說明了抽屜原理2。
不難看出,當(dāng)m=1時,抽屜原理2就轉(zhuǎn)化為抽屜原理1。即抽屜原理2是抽屜原理1的推廣。
例6某幼兒班有40名小朋友,現(xiàn)有各種玩具122件,把這些玩具全部分給小朋友,是否會有小朋友得到4件或4件以上的玩具?
分析與解:將40名小朋友看成40個抽屜。今有玩具122件,122=3×40+2。應(yīng)用抽屜原理2,取n=40,m=3,立即知道:至少有一個抽屜中放有4件或4件以上的玩具。也就是說,至少會有一個小朋友得到4件或4件以上的玩具。 例7一個布袋中有40塊相同的木塊,其中編上號碼1,2,3,4的各有10塊。問:一次至少要取出多少木塊,才能保證其中至少有3塊號碼相同的木塊? 分析與解:將1,2,3,4四種號碼看成4個抽屜。要保證有一個抽屜中至少有3件物品,根據(jù)抽屜原理2,至少要有4×2+1=9(件)物品。所以一次至少要取出9塊木塊,才能保證其中有3塊號碼相同的木塊。
例8六年級有100名學(xué)生,他們都訂閱甲、乙、丙三種雜志中的一種、二種或三種。問:至少有多少名學(xué)生訂閱的雜志種類相同?
分析與解:首先應(yīng)當(dāng)弄清訂閱雜志的種類共有多少種不同的情況。
訂一種雜志有:訂甲、訂乙、訂丙3種情況;
訂二種雜志有:訂甲乙、訂乙丙、訂丙甲3種情況;
訂三種雜志有:訂甲乙丙1種情況。
總共有3+3+1=7(種)訂閱方法。我們將這7種訂法看成是7個“抽屜”,把100名學(xué)生看作100件物品。因為100=14×7+2。根據(jù)抽屜原理2,至少有14+1=15(人)所訂閱的報刊種類是相同的。
課后練習(xí)
姓名: 分?jǐn)?shù):
1.某班32名小朋友是在5月份出生的,能否找到兩個生日是在同一天的小朋友?
2.班上有50名小朋友,老師至少拿幾本書,隨意分給小朋友,才能保證至少有一個小朋友能得到不少于兩本書?
3.在任意三個自然數(shù)中,是否其中必有兩個數(shù),它們的和為偶數(shù)?
4.幼兒園買來不少玩具小汽車、小火車、小飛機,每個小朋友任意選擇兩件,那么至少要有幾個小朋友才能保證有兩人選的玩具是相同的?
5.一興趣小組有10名學(xué)生,他們都訂閱甲、乙兩種雜志中的一種或兩種。問:至少有多少名學(xué)生訂閱的雜志種類相同?
第九講 高斯求和
德國著名數(shù)學(xué)家高斯幼年時代聰明過人,上學(xué)時,有一天老師出了一道題讓同學(xué)們計算:
1+2+3+4+?+99+100=?
老師出完題后,全班同學(xué)都在埋頭計算,小高斯卻很快算出答案等于5050。高斯為什么算得又快又準(zhǔn)呢?原來小高斯通過細(xì)心觀察發(fā)現(xiàn):
1+100=2+99=3+98=?=49+52=50+51。
1~100正好可以分成這樣的50對數(shù),每對數(shù)的和都相等。于是,小高斯把這道題巧算為
?。?+100)×100÷2=5050。
小高斯使用的這種求和方法,真是聰明極了,簡單快捷,并且廣泛地適用于“等差數(shù)列”的求和問題。
若干個數(shù)排成一列稱為數(shù)列,數(shù)列中的每一個數(shù)稱為一項,其中第一項稱為首項,最后一項稱為末項。后項與前項之差都相等的數(shù)列稱為等差數(shù)列,后項與前項之差稱為公差。例如:
(1)1,2,3,4,5,?,100;
(2)1,3,5,7,9,?,99;
(3)8,15,22,29,36,?,71。
其中(1)是首項為1,末項為100,公差為1的等差數(shù)列;(2)是首項為1,末項為99,公差為2的等差數(shù)列;(3)是首項為8,末項為71,公差為7的等差數(shù)列。
由高斯的巧算方法,得到等差數(shù)列的求和公式: 和=(首項+末項)×項數(shù)÷2。 例1 1+2+3+?+1999=?
分析與解:這串加數(shù)1,2,3,?,1999是等差數(shù)列,首項是1,末項是1999,共有1999個數(shù)。由等差數(shù)列求和公式可得
原式=(1+1999)×1999÷2=。
注意:利用等差數(shù)列求和公式之前,一定要判斷題目中的各個加數(shù)是否構(gòu)成等差數(shù)列。
例2 11+12+13+?+31=?
分析與解:這串加數(shù)11,12,13,?,31是等差數(shù)列,首項是11,末項是31,共有31-11+1=21(項)。
原式=(11+31)×21÷2=441。
在利用等差數(shù)列求和公式時,有時項數(shù)并不是一目了然的,這時就需要先求出項數(shù)。根據(jù)首項、末項、公差的關(guān)系,可以得到 項數(shù)=(末項-首項)÷公差+1, 末項=首項+公差×(項數(shù)-1)。 例3 3+7+11+?+99=?
分析與解:3,7,11,?,99是公差為4的等差數(shù)列,
項數(shù)=(99-3)÷4+1=25,
原式=(3+99)×25÷2=1275。
例4 求首項是25,公差是3的等差數(shù)列的前40項的和。 解:末項=25+3×(40-1)=142,
和=(25+142)×40÷2=3340。
利用等差數(shù)列求和公式及求項數(shù)和末項的公式,可以解決各種與等差數(shù)列求和有關(guān)的問題。 例5 在下圖中,每個最小的等邊三角形的面積是12厘米2,邊長是1根火柴棍。問:(1)最大三角形的面積是多少平方厘米?(2)整個圖形由多少根火柴棍擺成?
分析:最大三角形共有8層,從上往下擺時,每層的小三角形數(shù)目及所用火柴數(shù)目如下表:
由上表看出,各層的小三角形數(shù)成等差數(shù)列,各層的火柴數(shù)也成等差數(shù)列。 解:(1)最大三角形面積為
?。?+3+5+?+15)×1
2 =[(1+15)×8÷2]×12
?。?68(厘米2)。
?。?)火柴棍的數(shù)目為
3+6+9+?+24
?。剑?+24)×8÷2=108(根)。
答:最大三角形的面積是768厘米2,整個圖形由108根火柴擺成。
例6 盒子里放有三只乒乓球,一位魔術(shù)師第一次從盒子里拿出一只球,將它變成3只球后放回盒子里;第二次又從盒子里拿出二只球,將每只球各變成3只球后放回盒子里??第十次從盒子里拿出十只球,將每只球各變成3只球后放回到盒子里。這時盒子里共有多少只乒乓球?
分析與解:一只球變成3只球,實際上多了2只球。第一次多了2只球,第二次多了2×2只球??第十次多了2×10只球。因此拿了十次后,多了
2×1+2×2+?+2×10
?。?×(1+2+?+10)
?。?×55=110(只)。
加上原有的3只球,盒子里共有球110+3=113(只)。
綜合列式為:
?。?-1)×(1+2+?+10)+3 =2×[(1+10)×10÷2]+3=113(只)。
課后練習(xí)
姓名:
分?jǐn)?shù):
1.計算下列各題: (1)2+4+6+?+200;
?。?)17+19+21+?+39;
?。?)5+8+11+14+?+50;
(4)3+10+17+24+?+101。
2.求首項是5,末項是93,公差是4的等差數(shù)列的和。
3.求首項是13,公差是5的等差數(shù)列的前30項的和。
4.時鐘在每個整點敲打,敲打的次數(shù)等于該鐘點數(shù),每半點鐘也敲一下。問:時鐘一晝夜敲打多少次?
第十講 雞兔同籠問題與假設(shè)法
雞兔同籠問題是按照題目的內(nèi)容涉及到雞與兔而命名的,它是一類有名的中國古算題。許多小學(xué)算術(shù)應(yīng)用題,都可以轉(zhuǎn)化為雞兔同籠問題來加以計算。 例1 小梅數(shù)她家的雞與兔,數(shù)頭有16個,數(shù)腳有44只。問:小梅家的雞與兔各有多少只?
分析:假設(shè)16只都是雞,那么就應(yīng)該有2×16=32(只)腳,但實際上有44只腳,比假設(shè)的情況多了44-32=12(只)腳,出現(xiàn)這種情況的原因是把兔當(dāng)作雞了。如果我們以同樣數(shù)量的兔去換同樣數(shù)量的雞,那么每換一只,頭的數(shù)目不變,腳數(shù)增加了2只。因此只要算出12里面有幾個2,就可以求出兔的只數(shù)。 解:有兔(44-2×16)÷(4-2)=6(只),
有雞16-6=10(只)。
答:有6只兔,10只雞。
當(dāng)然,我們也可以假設(shè)16只都是兔子,那么就應(yīng)該有4×16=64(只)腳,但實際上有44只腳,比假設(shè)的情況少了64-44=20(只)腳,這是因為把雞當(dāng)作兔了。我們以雞去換兔,每換一只,頭的數(shù)目不變,腳數(shù)減少了4-2=2(只)。因此只要算出20里面有幾個2,就可以求出雞的只數(shù)。
有雞(4×16-44)÷(4-2)=10(只),
有兔16——10=6(只)。
由例1看出,解答雞兔同籠問題通常采用假設(shè)法,可以先假設(shè)都是雞,然后以兔換雞;也可以先假設(shè)都是兔,然后以雞換兔。因此這類問題也叫置換問題。 例2 100個和尚140個饃,大和尚1人分3個饃,小和尚1人分1個饃。問:大、小和尚各有多少人?
分析與解:本題由中國古算名題“百僧分饃問題”演變而得。如果將大和尚、小和尚分別看作雞和兔,饃看作腿,那么就成了雞兔同籠問題,可以用假設(shè)法來解。
假設(shè)100人全是大和尚,那么共需饃300個,比實際多300-140=160(個)。現(xiàn)在以小和尚去換大和尚,每換一個總?cè)藬?shù)不變,而饃就要減少3——1=2(個),因為160÷2=80,故小和尚有80人,大和尚有
100-80=20(人)。
同樣,也可以假設(shè)100人都是小和尚,同學(xué)們不妨自己試試。
在下面的例題中,我們只給出一種假設(shè)方法。
例3 彩色文化用品每套19元,普通文化用品每套11元,這兩種文化用品共買了16套,用錢280元。問:兩種文化用品各買了多少套?
分析與解:我們設(shè)想有一只“怪雞”有1個頭11只腳,一種“怪兔”有1個頭19只腳,它們共有16個頭,280只腳。這樣,就將買文化用品問題轉(zhuǎn)換成雞兔同籠問題了。
假設(shè)買了16套彩色文化用品,則共需19×16=304(元),比實際多304——280=24(元),現(xiàn)在用普通文化用品去換彩色文化用品,每換一套少用19——11=8(元),所以
買普通文化用品 24÷8=3(套),
買彩色文化用品 16-3=13(套)。
例4 雞、兔共100只,雞腳比兔腳多20只。問:雞、兔各多少只?
分析:假設(shè)100只都是雞,沒有兔,那么就有雞腳200只,而兔的腳數(shù)為零。這樣雞腳比兔腳多200只,而實際上只多20只,這說明假設(shè)的雞腳比兔腳多的數(shù)比實際上多200——20=180(只)。
現(xiàn)在以兔換雞,每換一只,雞腳減少2只,兔腳增加4只,即雞腳比兔腳多的腳數(shù)中就會減少4+2=6(只),而180÷6=30,因此有兔子30只,雞100——30=70(只)。 解:有兔(2×100——20)÷(2+4)=30(只),
有雞100——30=70(只)。
答:有雞70只,兔30只。
例5 現(xiàn)有大、小油瓶共50個,每個大瓶可裝油4千克,每個小瓶可裝油2千克,大瓶比小瓶共多裝20千克。問:大、小瓶各有多少個?
分析:本題與例4非常類似,仿照例4的解法即可。 解:小瓶有(4×50-20)÷(4+2)=30(個),
大瓶有50-30=20(個)。
答:有大瓶20個,小瓶30個。
例6 一批鋼材,用小卡車裝載要45輛,用大卡車裝載只要36輛。已知每輛大卡車比每輛小卡車多裝4噸,那么這批鋼材有多少噸?
分析:要算出這批鋼材有多少噸,需要知道每輛大卡車或小卡車能裝多少噸。
利用假設(shè)法,假設(shè)只用36輛小卡車來裝載這批鋼材,因為每輛大卡車比每輛小卡車多裝4噸,所以要剩下4×36=144(噸)。根據(jù)條件,要裝完這144噸鋼材還需要45-36=9(輛)小卡車。這樣每輛小卡車能裝144÷9=16(噸)。由此可求出這批鋼材有多少噸。
解:4×36÷(45-36)×45=720(噸)。
答:這批鋼材有720噸。
例7 樂樂百貨商店委托搬運站運送500只花瓶,雙方商定每只運費元,但如果發(fā)生損壞,那么每打破一只不僅不給運費,而且還要賠償元,結(jié)果搬運站共得運費元。問:搬運過程中共打破了幾只花瓶?
分析:假設(shè)500只花瓶在搬運過程中一只也沒有打破,那么應(yīng)得運費×500=120(元)。實際上只得到元,少得=(元)。搬運站每打破一只花瓶要損失+=(元)。因此共打破花瓶÷=3(只)。 解:(×500-)÷(+)=3(只)。
答:共打破3只花瓶。
例8 小樂與小喜一起跳繩,小喜先跳了2分鐘,然后兩人各跳了3分鐘,一共跳了780下。已知小喜比小樂每分鐘多跳12下,那么小喜比小樂共多跳了多少下?
分析與解:利用假設(shè)法,假設(shè)小喜的跳繩速度減少到與小樂一樣,那么兩人跳的總數(shù)減少了
12×(2+3)=60(下)。
可求出小樂每分鐘跳
(780——60)÷(2+3+3)=90(下),
小樂一共跳了90×3=270(下),因此小喜比小樂共多跳
780——270×2=240(下)。
課后練習(xí)
姓名: 分?jǐn)?shù):
1.雞、兔共有頭100個,腳350只,雞、兔各有多少只?
2.學(xué)校有象棋、跳棋共26副,2人下一副象棋,6人下一副跳棋,恰好可供120個學(xué)生進(jìn)行活動。問:象棋與跳棋各有多少副?
3.班級購買活頁簿與日記本合計32本,花錢74元?;铐摬久勘驹?,日記本每本元。問:買活頁簿、日記本各幾本?
4.龜、鶴共有100個頭,鶴腿比龜腿多20只。問:龜、鶴各幾只?
第十一講 定義新運算
我們已經(jīng)學(xué)習(xí)過加、減、乘、除運算,這些運算,即四則運算是數(shù)學(xué)中最基本的運算,它們的意義、符號及運算律已被同學(xué)們熟知。除此之外,還會有什么別的運算嗎?這兩講我們就來研究這個問題。這些新的運算及其符號,在中、小學(xué)課本中沒有統(tǒng)一的定義及運算符號,但學(xué)習(xí)討論這些新運算,對于開拓思路及今后的學(xué)習(xí)都大有益處。
例1 對于任意數(shù)a,b,定義運算“*”: a*b=a×b-a-b。 求12*4的值。
分析與解:根據(jù)題目定義的運算要求,直接代入后用四則運算即可。 12*4=12×4-12-4=48-12-4=32。
根據(jù)以上的規(guī)定,求10△6的值。
3,x>=2,求x的值。 分析與解:按照定義的運算,
=2,
x=6。
由上面三例看出,定義新運算通常是用某些特殊符號表示特定的運算意義。新運算使用的符號應(yīng)避免使用課本上明確定義或已經(jīng)約定俗成的符號,如+,-,×,÷,<,>等,以防止發(fā)生混淆,而表示新運算的運算意義部分,應(yīng)使用通常的四則運算符號。如例1中,a*b=a×b-a-b,新運算符號使用“*”,而等號右邊新運算的意義則用四則運算來表示。
分析與解:按新運算的定義,符號“⊙”表示求兩個數(shù)的平均數(shù)。
四則運算中的意義相同,即先進(jìn)行小括號中的運算,再進(jìn)行小括號外面的運算。
按通常的規(guī)則從左至右進(jìn)行運算。
例5已知a※b=(a+b)-(a-b),求9※2的值。
分析與解:這是一道很簡單的題,把a=9,b=2代入新運算式,即可算出結(jié)果。但是,根據(jù)四則運算的法則,我們可以先把新運算“※”化簡,再求結(jié)果。
a※b=(a+b)-(a-b)
=a+b-a+b=2b。
所以,9※2=2×2=4。
由例1可知,如果定義的新運算是用四則混合運算表示,那么在符合四則混合運算的性質(zhì)、法則的前提下,不妨先化簡表示式。這樣,可以既減少運算量,又提高運算的準(zhǔn)確度。
例6定義運算:a⊙b=3a+5ab+kb,
其中a,b為任意兩個數(shù),k為常數(shù)。比如:2⊙7=3×2+5×2×7+7k。
?。?)已知5⊙2=73。問:8⊙5與5⊙8的值相等嗎?
(2)當(dāng)k取什么值時,對于任何不同的數(shù)a,b,都有a⊙b=b⊙a,
即新運算“⊙”符合交換律?
分析與解:(1)首先應(yīng)當(dāng)確定新運算中的常數(shù)k。因為5⊙2=3×5+5×5×2+k×
2 =65+2k,
所以由已知 5⊙2=73,得65+2k=73,求得k=(73-65)÷2=4。定義的新運算是:a⊙b=3a+5ab+4b。
8⊙5=3×8+5×8×5+4×5=244,
5⊙8=3×5+5×5×8+4×8=247。
因為244≠247,所以8⊙5≠5⊙8。
?。?)要使a⊙b=b⊙a,由新運算的定義,有
3a+5ab+kb=3b+5ab+ka,
3a+kb-3b-ka=0,
3×(a-b)-k(a-b)=0,
(3-k)(a-b)=0。
對于兩個任意數(shù)a,b,要使上式成立,必有3-k=0,即k=3。
當(dāng)新運算是a⊙b=3a+5ab+3b時,具有交換律,即 a⊙b=b⊙a。
例7 對兩個自然數(shù)a和b,它們的最小公倍數(shù)與最大公約數(shù)的差,定義為a☆b,即a☆b=[a,b]-(a,b)。
比如,10和14的最小公倍數(shù)是70,最大公約數(shù)是2,那么10☆14=70-2=68。
(1)求12☆21的值;
(2)已知6☆x=27,求x的值。
分析與解:(1)12☆21=[12,21]-(12,21)=84-3=81;
?。?)因為定義的新運算“☆”沒有四則運算表達(dá)式,所以不能直接把數(shù)代入表達(dá)式求x,只能用推理的方法。
因為6☆x=[6,x]-(6,x)=27,而6與x的最大公約數(shù)(6,x)只能是1,2,3,6。所以6與x的最小公倍數(shù)[6,x]只能是28, 29, 30, 33。這四個數(shù)中只有 30是 6的倍數(shù),所以 6與x的最小公倍數(shù)和最大公約數(shù)分別是30和3。因為a×b=[a,b]×(a,b),
所以6×x=30×3,由此求得x=15。
課后練習(xí)
姓名: 分?jǐn)?shù):
1.對于任意的兩個數(shù)a和b,規(guī)定a*b=3×a-b÷3。求8*9的值。
2.已知a
3.已知a
4.規(guī)定a◎b表示a與b的積與a除以b所得的商的和,求8◎2的值。
5.假定m◇n表示m的3倍減去n的2倍,即 m◇n=3m-2n。 b表示(a-b)÷(a+b),試計算:(
53)
(10
6)。 b表示a除以3的余數(shù)再乘以b,求1
34的值。
?。?)已知x◇(4◇1)=7,求x的值。
第十二講 奇偶性
整數(shù)按照能不能被2整除,可以分為兩類:
?。?)能被2整除的自然數(shù)叫偶數(shù),例如
0, 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16,?
(2)不能被2整除的自然數(shù)叫奇數(shù),例如
1,3,5,7,9,11,13,15,17,?
整數(shù)由小到大排列,奇、偶數(shù)是交替出現(xiàn)的。相鄰兩個整數(shù)大小相差1,所以肯定是一奇一偶。因為偶數(shù)能被2整除,所以偶數(shù)可以表示為2n的形式,其中n為整數(shù);因為奇數(shù)不能被2整除,所以奇數(shù)可以表示為2n+1的形式,其中n為整數(shù)。
每一個整數(shù)不是奇數(shù)就是偶數(shù),這個屬性叫做這個數(shù)的奇偶性。奇偶數(shù)有如下一些重要性質(zhì):
?。?)兩個奇偶性相同的數(shù)的和(或差)一定是偶數(shù);兩個奇偶性不同的數(shù)的和(或差)一定是奇數(shù)。反過來,兩個數(shù)的和(或差)是偶數(shù),這兩個數(shù)奇偶性相同;兩個數(shù)的和(或差)是奇數(shù),這兩個數(shù)肯定是一奇一偶。
?。?)奇數(shù)個奇數(shù)的和(或差)是奇數(shù);偶數(shù)個奇數(shù)的和(或差)是偶數(shù)。任意多個偶數(shù)的和(或差)是偶數(shù)。
?。?)兩個奇數(shù)的乘積是奇數(shù),一個奇數(shù)與一個偶數(shù)的乘積一定是偶數(shù)。
?。?)若干個數(shù)相乘,如果其中有一個因數(shù)是偶數(shù),那么積必是偶數(shù);如果所有因數(shù)都是奇數(shù),那么積就是奇數(shù)。反過來,如果若干個數(shù)的積是偶數(shù),那么因數(shù)中至少有一個是偶數(shù);如果若干個數(shù)的積是奇數(shù),那么所有的因數(shù)都是奇數(shù)。
?。?)在能整除的情況下,偶數(shù)除以奇數(shù)得偶數(shù);偶數(shù)除以偶數(shù)可能得偶數(shù),也可能得奇數(shù)。奇數(shù)肯定不能被偶數(shù)整除。
?。?)偶數(shù)的平方能被4整除;奇數(shù)的平方除以4的余數(shù)是1。
因為(2n)2=4n2=4×n2,所以(2n)2能被4整除;
因為(2n+1)2=4n2+4n+1=4×(n2+n)+1,所以(2n+1)2除以4余1。
(7)相鄰兩個自然數(shù)的乘積必是偶數(shù),其和必是奇數(shù)。
?。?)如果一個整數(shù)有奇數(shù)個約數(shù)(包括1和這個數(shù)本身),那么這個數(shù)一定是平方數(shù);如果一個整數(shù)有偶數(shù)個約數(shù),那么這個數(shù)一定不是平方數(shù)。
整數(shù)的奇偶性能解決許多與奇偶性有關(guān)的問題。有些問題表面看來似乎與奇偶性一點關(guān)系也沒有,例如染色問題、覆蓋問題、棋類問題等,但只要想辦法編上號碼,成為整數(shù)問題,便可利用整數(shù)的奇偶性加以解決。 例1下式的和是奇數(shù)還是偶數(shù)?
1+2+3+4+?+1997+1998。
分析與解:本題當(dāng)然可以先求出算式的和,再來判斷這個和的奇偶性。但如果能不計算,直接分析判斷出和的奇偶性,那么解法將更加簡潔。根據(jù)奇偶數(shù)的性質(zhì)(2),和的奇偶性只與加數(shù)中奇數(shù)的個數(shù)有關(guān),與加數(shù)中的偶數(shù)無關(guān)。1~1998中共有999個奇數(shù),999是奇數(shù),奇數(shù)個奇數(shù)之和是奇數(shù)。所以,本題要求的和是奇數(shù)。
例2 能否在下式的□中填上“+”或“-”,使得等式成立?
1□2□3□4□5□6□7□8□9=66。
分析與解:等號左端共有9個數(shù)參加加、減運算,其中有5個奇數(shù),4個偶數(shù)。5個奇數(shù)的和或差仍是奇數(shù),4個偶數(shù)的和或差仍是偶數(shù),因為“奇數(shù)+偶數(shù)=奇數(shù)”,所以題目的要求做不到。
例3 任意給出一個五位數(shù),將組成這個五位數(shù)的5個數(shù)碼的順序任意改變,得到一個新的五位數(shù)。那么,這兩個五位數(shù)的和能不能等于?
分析與解:假設(shè)這兩個五位數(shù)的和等于,則有下式:
其中組成兩個加數(shù)的5個數(shù)碼完全相同。因為兩個個位數(shù)相加,和不會大于 9+9=18,豎式中和的個位數(shù)是9,所以個位相加沒有向上進(jìn)位,即兩個個位數(shù)之和等于9。同理,十位、百位、千位、萬位數(shù)字的和也都等于9。所以組成兩個加數(shù)的10個數(shù)碼之和等于 9+9+9+9+9=45,是奇數(shù)。
另一方面,因為組成兩個加數(shù)的5個數(shù)碼完全相同,所以組成兩個加數(shù)的10個數(shù)碼之和,等于組成第一個加數(shù)的5個數(shù)碼之和的2倍,是偶數(shù)。
奇數(shù)≠偶數(shù),矛盾的產(chǎn)生在于假設(shè)這兩個五位數(shù)的和等于,所以假設(shè)不成立,即這兩個數(shù)的和不能等于。 例4 7只杯子全部杯口朝上放在桌子上,每次翻轉(zhuǎn)其中的2只杯子。能否經(jīng)過若干次翻轉(zhuǎn),使得7只杯子全部杯口朝下?
分析與解:盲目的試驗,可能總也找不到要領(lǐng)。如果我們分析一下每次翻轉(zhuǎn)后杯口朝上的杯子數(shù)的奇偶性,就會發(fā)現(xiàn)問題所在。一開始杯口朝上的杯子有7只,是奇數(shù);第一次翻轉(zhuǎn)后,杯口朝上的變?yōu)?只,仍是奇數(shù);再繼續(xù)翻轉(zhuǎn),因為只能翻轉(zhuǎn)兩只杯子,即只有兩只杯子改變了上、下方向,所以杯口朝上的杯子數(shù)仍是奇數(shù)。類似的分析可以得到,無論翻轉(zhuǎn)多少次,杯口朝上的杯子數(shù)永遠(yuǎn)是奇數(shù),不可能是偶數(shù)0。也就是說,不可能使7只杯子全部杯口朝下。 例5 有m(m≥2)只杯子全部口朝下放在桌子上,每次翻轉(zhuǎn)其中的(m-1)只杯子。經(jīng)過若干次翻轉(zhuǎn),能使杯口全部朝上嗎?
分析與解:當(dāng)m是奇數(shù)時,(m-1)是偶數(shù)。由例2的分析知,如果每次翻轉(zhuǎn)偶數(shù)只杯子,那么無論經(jīng)過多少次翻轉(zhuǎn),杯口朝上(下)的杯子數(shù)的奇偶性不會改變。一開始m只杯子全部杯口朝下,即杯口朝下的杯子數(shù)是奇數(shù),每次翻轉(zhuǎn)(m-1)即偶數(shù)只杯子。無論翻轉(zhuǎn)多少次,杯口朝下的杯子數(shù)永遠(yuǎn)是奇數(shù),不可能全部朝上。
當(dāng)m是偶數(shù)時,(m-1)是奇數(shù)。為了直觀,我們先從m= 4的情形入手觀察,在下表中用∪表示杯口朝上,∩表示杯口朝下,每次翻轉(zhuǎn)3只杯子,保持不動的杯子用*號標(biāo)記。翻轉(zhuǎn)情況如下:
由上表看出,只要翻轉(zhuǎn)4次,并且依次保持第1,2,3,4只杯子不動,就可達(dá)到要求。一般來說,對于一只杯子,要改變它的初始狀態(tài),需要翻奇數(shù)次。對于m只杯子,當(dāng)m是偶數(shù)時,因為(m-1)是奇數(shù),所以每只杯子翻轉(zhuǎn)(m-1)次,就可使全部杯子改變狀態(tài)。要做到這一點,只需要翻轉(zhuǎn)m次,并且依次保持第1,2,?,m只杯子不動,這樣在m次翻轉(zhuǎn)中,每只杯子都有一次沒有翻轉(zhuǎn),即都翻轉(zhuǎn)了(m-1)次。
綜上所述:m只杯子放在桌子上,每次翻轉(zhuǎn)(m-1)只。當(dāng)m是奇數(shù)時,無論翻轉(zhuǎn)多少次,m只杯子不可能全部改變初始狀態(tài);當(dāng)m是偶數(shù)時,翻轉(zhuǎn)m次,可以使m只杯子全部改變初始狀態(tài)。
課后練習(xí)
姓名: 分?jǐn)?shù):
1.能否從四個
3、三個
5、兩個7中選出5個數(shù),使這5個數(shù)的和等于22?
2.任意交換一個三位數(shù)的數(shù)字,得一個新的三位數(shù),一位同學(xué)將原三位數(shù)與新的三位數(shù)相加,和是999。這位同學(xué)的計算有沒有錯?
3.一串?dāng)?shù)排成一行:1,1,2,3,5,8,13,21,34,55,?
第十三講
列方程解應(yīng)用題
有些數(shù)量關(guān)系比較復(fù)雜的應(yīng)用題,用算術(shù)方法求解比較困難。此時,如果能恰當(dāng)?shù)丶僭O(shè)一個未知量為x(或其它字母),并能用兩種方式表示同一個量,其中至少有一種方式含有未知數(shù)x,那么就得到一個含有未知數(shù)x的等式,即方程。利用列方程求解應(yīng)用題,數(shù)量關(guān)系清晰、解法簡潔,應(yīng)當(dāng)熟練掌握。 例1商店有膠鞋、布鞋共46雙,膠鞋每雙元,布鞋每雙元,全部賣出后,膠鞋比布鞋多收入10元。問:膠鞋有多少雙?
分析:此題幾個數(shù)量之間的關(guān)系不容易看出來,用方程法卻能清楚地把它們的關(guān)系表達(dá)出來。
設(shè)膠鞋有x雙,則布鞋有(46-x)雙。膠鞋銷售收入為元,布鞋銷售收入為(46-x)元,根據(jù)膠鞋比布鞋多收入10元可列出方程。
解:設(shè)有膠鞋x雙,則有布鞋(46-x)雙。
(46-x)=10,
+=10,
=,
x=21。
答:膠鞋有21雙。
分析:因為題目條件中黃球、藍(lán)球個數(shù)都是與紅球個數(shù)進(jìn)行比較,所以
答:袋中共有74個球。
在例1中,求膠鞋有多少雙,我們設(shè)膠鞋有x雙;在例2中,求袋中共有多少個球,我們設(shè)紅球有x個,求出紅球個數(shù)后,再求共有多少個球。像例1那樣,直接設(shè)題目所求的未知數(shù)為x,即求什么設(shè)什么,這種方法叫直接設(shè)元法;像例2那樣,為解題方便,不直接設(shè)題目所求的未知數(shù),而間接設(shè)題目中另外一個未知數(shù)為x,這種方法叫間接設(shè)元法。具體采用哪種方法,要看哪種方法簡便。在小學(xué)階段,大多數(shù)題目可以使用直接設(shè)元法。
例3某建筑公司有紅、灰兩種顏色的磚,紅磚量是灰磚量的2倍,計劃修建住宅若干座。若每座住宅使用紅磚80米3,灰磚30米3,那么,紅磚缺40米3,灰磚剩40米3。問:計劃修建住宅多少座?
分析與解一:用直接設(shè)元法。設(shè)計劃修建住宅x座,則紅磚有(80x-40)米3,灰磚有(30x+40)米3。根據(jù)紅磚量是灰磚量的2倍,列出方程
80x-40=(30x+40)×2,
80x-40=60x+80,
20x=120,
x=6(座)。
分析與解二:用間接設(shè)元法。設(shè)有灰磚x米3,則紅磚有2x米3。根據(jù)修建住宅的座數(shù),列出方程。
?。▁-40)×80=(2x+40)×30,
80x-3200=60x+1200,
20x=4400,
x=220(米3)。
由灰磚有220米3,推知修建住宅(220-40)÷30=6(座)。
同理,也可設(shè)有紅磚x米3。留給同學(xué)們做練習(xí)。
例4教室里有若干學(xué)生,走了10個女生后,男生是女生人數(shù)的2倍,又走了9個男生后,女生是男生人數(shù)的5倍。問:最初有多少個女生?
分析與解:設(shè)最初有x個女生,則男生最初有(x-10)×2個。根據(jù)走了10個女生、9個男生后,女生是男生人數(shù)的5倍,可列方程
x-10=[(x-10)×2-9]×5,
x-10=(2x-29)×5,
x-10=10x-145,
9x=135,
x=15(個)。
例5一群學(xué)生進(jìn)行籃球投籃測驗,每人投10次,按每人進(jìn)球數(shù)統(tǒng)計的部分情況如下表:
還知道至少投進(jìn)3個球的人平均投進(jìn)6個球,投進(jìn)不到8個球的人平均投進(jìn)3個球。問:共有多少人參加測驗?
分析與解:設(shè)有x人參加測驗。由上表看出,至少投進(jìn)3個球的有(x-7-5-4)人,投進(jìn)不到8個球的有(x-3-4-1)人。投中的總球數(shù),既等于進(jìn)球數(shù)不到3個的人的進(jìn)球數(shù)加上至少投進(jìn)3個球的人的進(jìn)球數(shù),
0×7+1×5+2×4+6×(x-7-5-4)
= 5+8+6×(x-16)
= 6x-83,
也等于進(jìn)球數(shù)不到8個的人的進(jìn)球數(shù)加上至少投進(jìn)8個球的人的進(jìn)球數(shù),
3×(x-3-4-1)+8×3+9×4+10×1,
= 3×(x-8)+24+36+10
= 3x+46。
由此可得方程
6x-83=3x+46,
3x=129,
x=43(人)。
例6甲、乙、丙三人同乘汽車到外地旅行,三人所帶行李的重量都超過了可免費攜帶行李的重量,需另付行李費,三人共付4元,而三人行李共重150千克。如果一個人帶150千克的行李,除免費部分外,應(yīng)另付行李費8元。求每人可免費攜帶的行李重量。
分析與解:設(shè)每人可免費攜帶x千克行李。一方面,三人可免費攜帶3x千克行李,三人攜帶150千克行李超重(150-3x)千克,超重行李每千克應(yīng)付4÷(150-3x)元;另一方面,一人攜帶150千克行李超重(150-x)千克,超重行李每千克應(yīng)付8÷(150-x)元。根據(jù)超重行李每千克應(yīng)付的錢數(shù),可列方程
4÷(150-3x)=8÷(150-x),
4×(150-x)=8×(150-3x),
600-4x=1200-24x,
20x=600,
x=30(千克)。
課后練習(xí)
姓名: 分?jǐn)?shù):
還剩60元。問:甲、乙二人各有存款多少元?
2.大、小兩個水池都未注滿水。若從小池抽水將大池注滿,則小池還剩5噸水;若從大池抽水將小池注滿,則大池還剩30噸水。已知大池容積是小池的倍,問:兩池中共有多少噸水?
3.一群小朋友去春游,男孩每人戴一頂黃帽,女孩每人戴一頂紅帽。在每個男孩看來,黃帽子比紅帽子多5頂;在每個女孩看來,黃帽子是紅帽子的2倍。問:男孩、女孩各有多少人?
4.教室里有若干學(xué)生,走了10個女生后,男生人數(shù)是女生的倍,又走了10個女生后,男生人數(shù)是女生的4倍。問:教室里原有多少個學(xué)生?
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一年級趣味趣味奧數(shù)活動總結(jié)
我們一年級段開展的趣味數(shù)學(xué)活動,是在數(shù)學(xué)課本知識的基礎(chǔ)上,結(jié)合教學(xué)內(nèi)容和學(xué)校開展的主題活動有目的地安排一些數(shù)學(xué)繪本活動內(nèi)容,讓學(xué)生學(xué)習(xí)。經(jīng)過一年的趣味數(shù)學(xué)活動,現(xiàn)結(jié)合教學(xué)實踐談?wù)勯_展以來的一些收獲:
一、趣味數(shù)學(xué)活動內(nèi)容符合學(xué)生的年齡特點 數(shù)學(xué)一向以枯燥乏味、深奧難懂的面目示人,很多孩子因此喪失了學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣。一年級的孩子剛剛?cè)雽W(xué),如果我們單純地從培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)思維入手,讓他們學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的思考方法,勢必把學(xué)生的數(shù)學(xué)興趣扼殺在萌芽狀態(tài)。由韓國的劉永昭先生主編的數(shù)學(xué)繪本以有趣的故事情境、淺顯的內(nèi)容呈現(xiàn),講述了數(shù)的起源、量的守恒、比較等一系列數(shù)學(xué)知識和數(shù)學(xué)思想方法。由于真正貼近了兒童,大大激發(fā)了孩子的學(xué)習(xí)興趣,他們像聽故事一樣興致勃勃地聆聽著老師的講解,時不時地發(fā)表著自己的意見,在興趣盎然的講解中學(xué)習(xí)著數(shù)學(xué)知識。
二、趣味數(shù)學(xué)活動過程符合學(xué)生的學(xué)習(xí)心理
1、課堂內(nèi)——讓孩子喜歡上數(shù)學(xué)
為了能讓孩子喜歡上一周兩節(jié)的趣味數(shù)學(xué)課,我通常會給孩子講一些有趣的數(shù)學(xué)故事,邊講邊提一些有趣的問題,如:在上“古時候的人是怎么數(shù)數(shù)的”一課時,當(dāng)我問孩子“你猜一猜,古時候的人會怎么數(shù)數(shù)呢?”孩子提出的想法千奇百怪、當(dāng)他們發(fā)現(xiàn)古人居然能借用身體上的鼻子、手臂計數(shù)時,都瞪大了雙眼。然后,我們就學(xué)著古人的樣子借助身體上的一些器官開始數(shù)數(shù)。我們還要求孩子晚上回家能把古人的數(shù)數(shù)方法教給家長,讓家長也和我們一起體驗數(shù)學(xué)的神奇。
在趣味數(shù)學(xué)活動課中,我們還經(jīng)常與孩子們一起做一些數(shù)學(xué)游戲,如“正話反做”游戲、“數(shù)學(xué)手指操”游戲、“故事問答”游戲,甚至讓學(xué)生根據(jù)繪本情境自己編一些小故事。孩子的參與熱情被極大地激發(fā)了,課堂成了孩子向往的地方。
2、課堂外——讓數(shù)學(xué)的觸角延伸
數(shù)學(xué)與生活是緊密相連的,生活中很多地方都需要用到數(shù)學(xué)知識。從小培養(yǎng)這樣意識,既能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣,同時也能逐步培養(yǎng)學(xué)生運用數(shù)學(xué)的思想方法、思考問題的方式來解決生活中的問題,培養(yǎng)學(xué)生理性思維能力。課后,我經(jīng)常要求學(xué)生回家找找“數(shù)學(xué)”,進(jìn)行適度的課外延伸。如在學(xué)習(xí)了“數(shù)的產(chǎn)生”之后,讓學(xué)生找找自己生活中要用到的數(shù)學(xué)。
三、激勵促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展
通過趣味數(shù)學(xué)興趣活動,我對學(xué)生的學(xué)習(xí),既關(guān)注他們對知識與技能的理解和掌握,更關(guān)注他們情感與態(tài)度的形成和發(fā)展,有利于樹立學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的自信心,提高學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣,促進(jìn)學(xué)生的發(fā)展。這樣可以調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)的積極性。具體表現(xiàn)在: 1.培養(yǎng)了學(xué)生對數(shù)學(xué)的興趣。
參加興趣小組的同學(xué)都有這么一個感受:就是以前做數(shù)學(xué)或許只是應(yīng)付老師的作業(yè),有時甚至是為了向爸爸媽媽交差。但通過學(xué)習(xí)他們意識到他們不再是被動的而是變成主動的學(xué)習(xí),他們的學(xué)習(xí)能夠自覺完成了,而且還能頭頭是道地向同學(xué)介紹他所學(xué)習(xí)到的知識。在他們的指引下更多的學(xué)生對數(shù)學(xué)產(chǎn)生了興趣。 2.拓展學(xué)生知識提高學(xué)生能力。
在趣味奧數(shù)社團活動,很多同學(xué)在有趣的數(shù)學(xué)知識的學(xué)習(xí)過 中豐富了語文的功底,對其他學(xué)科的知識也有不同程度的理解,使他們的知識面得到很大的拓展,同時我們也培養(yǎng)他們的解題能力。 3.給老師一個學(xué)習(xí)的一機會。
在輔導(dǎo)的工作中我發(fā)現(xiàn):趣味數(shù)學(xué)社團活動的輔導(dǎo)要我們老師投入的一定的時間精力進(jìn)行專研,一個學(xué)期來我們老師的解題能力也有不同程度的提高,同時也加大了老師的知識面。
四、問題與努力方向
在實際操作中,由于教學(xué)時間、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式、學(xué)生基礎(chǔ)等因素,有時很難達(dá)到預(yù)期的效果。所以今后努力的方向是: 1.繼續(xù)加強專業(yè)理論和教法方面的學(xué)習(xí); 2.繼續(xù)培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣; 3.培養(yǎng)學(xué)生的自信心和進(jìn)取心,還有學(xué)習(xí)習(xí)慣。
總之,趣味奧數(shù)社團活動是教學(xué)活動課程的一種組織形式,它是數(shù)學(xué)教學(xué)工作不可缺少的一部分。趣味數(shù)學(xué)興趣小組活動既調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)的積極性,提高學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣和自學(xué)能力,又提高了學(xué)生計算能力,拓寬他們的思維,培養(yǎng)了正確的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)方法。提高課堂教學(xué)效率,使數(shù)學(xué)興趣的學(xué)生既打好數(shù)學(xué)基礎(chǔ),又開拓視野、開發(fā)智力。一學(xué)期的實踐也讓我對校本課程有了更深的理解,雖然工作尚存在不足之處,但在學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)的指導(dǎo)下,我有信心取得大的進(jìn)步,使工作扎實有效,更好的開展學(xué)生潛能,促進(jìn)自身的發(fā)展。
趣味奧數(shù)教案模板共3
小學(xué)奧數(shù)興趣班奧數(shù)教案
第一課時
教學(xué)目標(biāo):
1、掌握等差數(shù)列的定義,了解等差數(shù)列首項,末項和公差。
2、學(xué)會等差數(shù)列的簡單求和。 教學(xué)重難點: 重點:公式的簡單應(yīng)用 難點:公式的理解 教學(xué)過程:
一、引入:世界上有一名著名的數(shù)學(xué)家叫高斯,他在很小的時候,老師給同學(xué)們出了一道數(shù)學(xué)題,讓大家計算:1+2+3+4+5?+99+100=?
高斯仔細(xì)觀察后,很快就計算出了結(jié)果。你們能猜出他是怎么計算的嗎?
高斯解題過程:1+100=2+99=3+98=?=49+52=50+51=101,共有100÷2=50(個)。于是
1+2+3+4+5?+99+100 =(1+100)×100÷2 =5050
在這里,出現(xiàn)了一列數(shù)據(jù)。我們定義:按一定次序排列的一串?dāng)?shù)叫做數(shù)列。一個數(shù)列,如果從第二項開始,每一項減去它緊前邊的一項,所得的差都相等,就叫做等差數(shù)列。
等差數(shù)列中的每一個數(shù)都叫做項,其中從左起第一項叫做首項,最后一項叫做末項,項的個數(shù)叫做項數(shù)。等差數(shù)列中相鄰兩項的差叫做公差。
例如:上面高斯求解的問題:首項是1,末項是100,項數(shù)是100,公差是1.我們得出高斯求解方法更多的是告訴我們一個求解等差數(shù)列的公式:
等差數(shù)列的和=(首項+末項)×項數(shù)÷2 例一:找出下列算式當(dāng)中的首項,末項,項數(shù)和公差。 (1)2 ,5 ,8 ,11 ,14 ,17 ,20 ,23 (2)0 ,4 ,8 ,12 ,16 ,20 ,24 ,28 (3)3 ,15 ,27 ,39 ,51 ,63 讓學(xué)生上黑板演示結(jié)果。
?。?)首項2,末項23,項數(shù)8,公差3 (2)首項0,末項28,項數(shù)8,公差4 (3)首項3,末項63,項數(shù)6,公差12 知道在等差數(shù)列中如何準(zhǔn)備找出首項,末項,項數(shù)及公差以后,更重要的是熟練運用等差數(shù)列求和公式解決一般等差數(shù)列問題。 例二:1+2+3+4+?+1998+1999.問:算式當(dāng)中的首項,末項,項數(shù)分別是什么? 答:首項是1,末項是1999,項數(shù)是1999。 解析:原式=(1+1999)×1999÷2
=2000×1999÷2
= 小結(jié):這是一道一般等差數(shù)列類型題,可以直接找到求解公式中需要的幾個量。在計算過程中,當(dāng)一個數(shù)乘另外一個數(shù)末尾有零時,先不看末尾的零,計算結(jié)束后,將零的相同個數(shù)添在積的末尾就行。 練習(xí):(1)1+2+3+4+?+250
?。?)1+2+3+4+?+200
(3)1+3+5+7+?+97+99
第二課時教案
教學(xué)目標(biāo):
1、靈活運用等差數(shù)列公式求所有兩位數(shù)的和。
2、能夠運用等差數(shù)列的公式求解現(xiàn)實生活中的等差問題。 教學(xué)重難點: 公式的靈活應(yīng)用。 教學(xué)過程:
師:我們這節(jié)課利用高斯求和法計算所有兩位數(shù)的和以及求解生活中的等差問題。
例一:求出所有兩位數(shù)的和。
問:(1)兩位數(shù)是從哪個數(shù)開始,又是到哪個數(shù)為止?
?。?)兩位數(shù)一共有多少個? 解:原式=(10+99)×90÷2
=109×90÷2
=4905 注意:解上面這道題需要我們動腦經(jīng)的是先要準(zhǔn)確的寫出這個數(shù)列,找出數(shù)列的首項,末項和項數(shù)。在解題過程中會用到我們剛學(xué)過的三位數(shù)乘兩位數(shù)的乘法,計算一定要小心。 練習(xí):(1)40+41+42+43+?+80+81
?。?)10+11+12+?+49+50 例二:某單位的總務(wù)處主任,不小心把50把鎖的鑰匙搞亂了,為了使每把鎖都配上自己的鑰匙,最多要試多少次? 問:(1)“最多”應(yīng)該怎么樣理解? (2)能否試著把數(shù)列寫出來?
分析:這是一道解決實際問題的題,就要注意聯(lián)系生活實際來思考。如開第一把鎖時,試了49把鑰匙都不對,那所剩下的一把肯定能打開,不用試50次,試49次就可以了。同樣開第二把鎖,最多試48次,依次類推,試完49把鎖,剩下最后的一把不用試,一定能打開。 這道題,開鎖最多要試多少次,應(yīng)該是一個,49+48+47+?+1+0的等差數(shù)列的和。它的首項是49,末項是0,項數(shù)是50,公差是1。根據(jù)等差數(shù)列求和公式就可以求出最多要試多少次。 解:49+48+47+?+1+0 =(49+0)×50÷2 =1225 練習(xí):(1)新年到了,10個好朋友聚會,每兩個人之間要握一次手,他們一共要握多少次手?
?。?)市里舉行數(shù)學(xué)競賽,參加數(shù)學(xué)競賽的有16個小組,每兩組之間都要賽一場,他們一共要進(jìn)行多少場比賽? 難度上升題: (1)437-1-2-3-4?-29 (2)2000-1-2-3-4?-60 (3)(1+3+5+?+1997+1999)-(2+4+6+?+1996+1998)
?。?)盒子里放有1只球,一位魔術(shù)師第一次從盒子里將這只球拿出,變成了3只球后放回盒子里,第二次從盒子里拿出2只球,將每只球各變成3只球后放回盒子里,如此繼續(xù)下去,最后第10次從盒子里拿出10只球,將每只球各變成3只球后放回盒子里。這時盒子里共有多少只球?
解:(1)原式=437-(1+29)×29÷2
=2
?。?)原式=2000-(1+60)×60÷2
=170 (3)法一:
原式=(1+1999)×1000÷2-(2+1998)×999÷2
=-
=1000 法二:
原式=1+(3-2)+(5-4)+?+(1999-1998)
=1+1+1+?+1( 共1000個) =1000 (4)解析:找出盒子球的變化規(guī)律,第一次增加2個球,第二次增加2×2個球,第三次增加2×3個球,如此下去,第10次增加10×2個球。即問題變?yōu)榍蠼?+2+2×2+2×3+?+10×2 (a)式的和。 解:(a)式=1+2+4+6+?+20
=1+(2+20)×10÷2
=111(只) 總結(jié):今天學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容是等差數(shù)列求和,即簡單高斯求和。學(xué)習(xí)高斯求和最關(guān)鍵的是要掌握等差數(shù)列的主要特征,明確高斯求和中的首項,末項,項數(shù)及公差。在求解現(xiàn)實生活中的等差問題,關(guān)鍵是找到等差數(shù)列,寫出完整的數(shù)列,是求解實際問題的著手點。
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