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1、.21、数字和与最大最小问题【数字求和】例1 100个连续自然数的和是8450,取其中第1个,第3个,第5个,第99个(所有第奇数个),再把这50个数相加,和是_。(上海市第五届小学数学竞赛试题)讲析:第50、51两个数的平均数是8450 100= 84. 5,所以,第50个数是84。则100个连续自然数是:35,36,37,133,134。上面的一列数分别取第1、3、5、99个数得:35,37,39,131,133。则这50个数的和是:例2 把1至100的一百个自然数全部写出来,所用到的所有数码的和是_。(上海市第五届小学数学竞赛试题)讲析;可把1至100这一百个自然数分组,得(1、2、3、
2、9),(10、11、12、19),(20、21、22、29),(90、91、92、99),(100)。容易发现前面10组中,每组的个位数字之和为45。而第一组十位上是0,第二组十位上是1,第三组十位上是2,第十组十位上是9,所以全体十位上的数字和是(l+2+3+9)10=450。故所有数码的和是4510+450+l=901。续若干个数字之和是1992,那么a=_。(北京市第八届“迎春杯”小学数学竞赛试题)又,199227=73余21,而21=8+5+7+1,所以 a=6。例4 有四个数,每次选取其中三个数,算出它们的平均数,再加上另外一个数,用这种方法计算了四次,分别得到四个数:86,92,1
3、00,106。那么,原来四个数的平均数是(1993年全国小学数学奥林匹克决赛试题)讲析:每次所选的三个数,计算其平均数,实际上就是计算这三个数中原来四个数的平均数为(86+92+100+106)2=192。【最大数与最小数】例1 三个不同的最简真分数的分子都是质数,分母都是小于20的合数,要使这三个分数的和尽可能大,这三个分数是(全国第四届从小爱数学邀请赛试题)。讲析: 20以内的质数有: 2、 3、 5、 7、 11、 13、 17、 19要使三个分数尽量大,必须使每个分子尽量大而分母尽量小。且三个真例2 将1、2、3、4、5、6、7、8这八个数分成三组,分别计算各组数的和。已知这三个和互不
4、相等,且最大的和是最小和的2倍。问:最小的和是多少?(全国第三届“华杯赛”决赛口试试题)讲析;因为1+2+3+8=36,又知三组数的和各不相同,而且最大的例3 把20以内的质数分别填入中(每个质数只用一次):使A是整数。A最大是多少?(第五届从小爱数学邀请赛试题)讲析:要使A最大,必须使分母尽量小,而分子尽量大。分母分别取2、3、5时,A都不能为整数。当分母取7时,例4 一组互不相同的自然数,其中最小的数是1,最大的数是25。除1之外、这组数中的任一个数或者等于这组数中某一个数的2倍,或者等于这组数中某两个数之和。问:这组数之和的最大值是多少?当这组数之和有最小值时,这组数都有哪些数?并说明和
5、是最小值的理由。(全国第四届“华杯赛”决赛第一试试题) 析:观察自然数1、2、3、4、5、25这25个数,发现它们除1之外,每个数都能用其中某一个数的2倍,或者某两个数之和表示。因此,这组数之和的最大值是1+2+3+25=325。下面考虑数组中各数之和的最小值。1和25是必取的,25不能表示成一个数的2倍,而表示成两个数之和的形式,共有12种。我们取两个加数中含有尽可能大的公约数的一组数(20+5)或者(10+15)。当取1、5、20、25时,还需取2、3、10三个;当取1、10、15、25时,还需取2、3、5。经比较这两组数,可知当取1、2、3、4、5、10、15、25时,和最小是61。22
6、、数字串问题【找规律填数】例1 找规律填数(杭州市上城区小学数学竞赛试题)(1992年武汉市小学数学竞赛试题)讲析:数列填数问题,关键是要找出规律;即找出数与数之间有什么联系。第(1)小题各数的排列规律是:第1、3、5、(奇数)个数分别别是4和2。第(2)小题粗看起来,各数之间好像没有什么联系。于是,运用分数得到了 例2 右表中每竖行的三个数都是按照一定的规律排列的。按照这个规律在空格中填上合适的数。(1994年天津市小学数学竞赛试题)讲析:根据题意,可找出每竖行的三个数之间的关系。不难发现每竖行中的第三个数,是由前两数相乘再加上1得来的。所以空格中应填33。【数列的有关问题】数是几分之几?(
7、第一届从小爱数学邀请赛试题)讲析:经观察发现,分母是1、2、3、4、5的分数个数,分别是1、3、5、7、9。所以,分母分别为1、2、39的分数共 例2 有一串数:1,1993,1992,1,1991,1990,1,1989,1988,这个数列的第1993个数是_(首届现代小学数学邀请赛试题)讲析:把这串数按每三个数分为一组,则每组第一个数都是1,第二、三个数是从1993开始,依次减1排列。而19933=664余1,可知第1993个数是1。例3 已知小数0.123456789101112139899的小数点后面的数字,是由自然数199依次排列而成的。则小数点后面第88位上的数字是_。(1988年
8、上海市小学数学竞赛试题)讲析:将原小数的小数部分分成A、B两组:A中有9个数字,B中有180个数字,从10到49共有80个数字。所以,第88位上是4。例4 观察右面的数表(横排为行,竖排为列);几行,自左向右的第几列。(全国第三届“华杯赛”决赛试题)讲析:第一行每个分数的分子与分母之和为2,第二行每个分数的分子与分母之和为3,第三行每个分数的分子与分母之和为4,即每行各数的分子与分母之和等于行数加1。例5 如图5.4,除了每行两端的数之外,其余每个数都是与它相连的上一行的两个数的平均数,那么第100行各数之和是_。(广州市小学数学竞赛试题)讲析:可试探着计算每行中各数之和。第一、二、三、四行每
9、行的各数之和分别是6、8、10、12,从而得出,每行的数字之和,是行数的2倍加4。故第100行各数之和为10024=204.例6 伸出你的左手,从大拇指开始,如图5.5所示的那样数数:l、2、3。问:数到1991时,会落在哪个手指上?(全国第三届“华杯赛”决赛口试试题)讲析:除1之外,从2开始每8个数为一组,每组第一个数都是从食指开始到拇指结束。(19911)8=248余6,剩下最后6个数又从食指开始数,会到中指结束。例7 如图5.6,自然数按从小到大的顺序排成螺旋形。在“2”处拐第一个弯,在“3”处拐第二个弯问拐第二十个弯处是哪个数?(全国第一届“华杯赛”决赛口试试题)讲析:写出拐弯处的数,
10、然后按每两个数分为一组:(2,3),(5,7),(10,13),(17,21),(26,31),。将会发现,每组数中依次相差1、2、3、4、5、。每组的第二个数与后一组的第二个数依次相差2、3、4、5、。从而可推出,拐第二十个弯处的数是111。例8 自然数按图5.7顺次 排列。数字3排在第二行第一列。问:1993排在第几行第几列?(全国第四届“华杯赛”复赛试题)讲析:观察每斜行数的排列规律,每斜行数的个数及方向。每一斜行数的个数分别是1、2、3、4、5、,奇数斜行中的数由下向上排列,偶数斜行中的数由上向下排列。 斜行,该斜行的数是由下向上排列的,且第63行第1列是1954。由于从1954开始,
11、每增加1时,行数就减少1,而列数就增加1。所以1993的列数、行数分别是:199319541=40(列),63-(19931954)=24(行)23、数阵图【方阵】例1 将自然数1至9,分别填在图5.17的方格中,使得每行、每列以及两条对角线上的三个数之和都相等。(长沙地区小学数学竞赛试题)讲析:中间一格所填的数,在计算时共算了4次,所以可先填中间一格的数。(l+2+3+9)3=15,则符合要求的每三数之和为15。显然,中间一数填“5”。再将其它数字顺次填入,然后作对角线交换,再通过旋转(如图5.18),便得解答如下。例2 从1至13这十三个数中挑出十二个数,填到图5.19的小方格中,使每一横
12、行四个数之和相等,使每一竖列三个数之和又相等。(“新苗杯”小学数学竞赛试题)讲析:据题意,所选的十二个数之和必须既能被 3整除,又能被 4整除,(三行四列)。所以,能被12整除。十三个数之和为91,91除以12,商7余7,因此,应去掉7。每列为(917)4=21而1至13中,除7之外,共有六个奇数,它们的分布如图5.20所示。三个奇数和为21的有两种:21=19+11=35+13。经检验,三个奇数为3、5、13的不合要求,故不难得出答案,如图5.21所示。例3 十个连续自然数中,9是第三大的数,把这十个数填到图5.22的十个方格中,每格填一个,要求图中三个22的正方形中四数之和相等。那么,这个
13、和数的最小值是_。(1992年全国小学数学奥林匹克初赛试题)讲析:不难得出十个数为:2、3、4、5、6、7、8、9、10、11。它们的和是65。在三个22的正方形中,中间两个小正方形分别重复了两次。设中间两个小正方形分别填上a和b,则(65ab)之和必须是 3的倍数。所以,(ab)之和至少是7。故,和数的最小值是24。【其他数阵】例1 如图5.23,横、竖各12个方格,每个方格都有一个数。已知横行上任意三个相邻数之和为20,竖列上任意三个相邻数之和为21。图中已填入3、5、8和“”四个数,那么“”代表的数是_。(1994年全国小学数学奥林匹克初赛试题)讲析:可先看竖格。因为每相邻三格数字和为2
14、1,所以每隔两格必出现重复数字。从而容易推出,竖格各数从上而下是:3、10、8、3、10、8、3、10、8、3、10、8。同理可推导出横格各数,其中“”=5。例2 如图5.24,有五个圆,它们相交后相互分成九个区域,现在两个区域里已经分别填上数字10、6,请在另外七个区域里分别填进2、3、4、5、6、7、9七个数字,使每个圆内的数之和都是15。(上海市第五届小学数学竞赛试题)讲析:可把图中要填的数,分别用a、b、c、d、e、f、g代替。(如图5.25)显然a=5,g=9。则有:bc=10,ef=6,cde=15。经适当试验,可得b=3,c=7,d=6,e=2,f=4。例3 如图5.26,将六个
15、圆圈中分别填上六个质数,它们的和是20,而且每个小三角形三个顶点上的数之和相等。那么,这六个质数的积是_。(全国第一届“华杯赛”决赛试题)讲析:最上面的小三角形与中间的小三角形,都有两个共同的顶点,且每个小三角形顶点上三数之和相等。所以,最上边圆圈内数字与最下面中间圆圈内数字相等。同样,左下角与右边中间的数相等,右下角与左边中间数相等。202=10,102+3+5。所以,六个质数积为223355=900。例4 在图5.27的七个中各填上一个数,要求每条直线上的三个数中,中间一个数是两边两个数的平均数。现已填好两个数,那么X=_。(1992年全国小学数学奥林匹克决赛试题)讲析:如图5.28,可将
16、圆圈内所填各数分别用a、b、c、d代替。则d=15。由15+c+a=17+c+b,得:a比b多2。所以,b=13+2=15。进而容易算出,x=19。例5 图5.29中8个顶点处标注的数字:a、b、c、d、e、f、g、h,其中的每一个数都等于相邻三个顶点(全国第三届“华杯赛”复赛试题)讲析:将外层的四个数,分别用含其它字母的式子表示,得 即(a+b+c+d)-(e+f+g+h)=024、数的组成【数字组数】例1 用1、2、3、4、5、6、7、8、9这九个数字组成质数,如果每个数字都要用到,并且只能用一次,那么这九个数字最多能组成_个质数。(1990年全国小学数学奥林匹克决赛试题)讲析:自然数1至
17、9这九个数字中,2、3、5、7本身就是质数。于是只剩下1、4、6、8、9五个数字,它们可组成一个两位质数和一个三位质数:41和689。所以,最多能组成六个质数。例2 用0、1、2、9这十个数字组成五个两位数,每个数字只用一次,要求它们的和是一个奇数,并且尽可能的大。那么,这五个两位数的和是_。(1991年全国小学数学奥林匹克决赛试题)讲析:组成的五个两位数,要求和尽可能大,则必须使每个数尽可能大。所以它们的十位上分别是9、8、7、6、5,个位上分别是0、1、2、3、4。但要求五个两位数和为奇数,而1+2+3+4=10为偶数,所以应将4与5交换,使和为:(9+8+7+6+4)10+(1+2+3+
18、5)=351。351即本题答案。例3 一个三位数,如果它的每一个数字都不超过另一个三位数对应数位上的数字,那么就称它被另一个三位数“吃掉”。例如,241被342吃掉,123被123吃掉(任何数都可以被与它相同的数吃掉),但240和223互不被吃掉。现请你设计出6个三位数,它们当中任何一个数不被其它5个数吃掉,并且它们的百位上数字只允许取1、2;十位上数字只允许取1、2、3;个位上数字只允许取1、2、3、4。这6个三位数是_。(第五届从小爱数学邀请赛试题)讲析:六个三位数中,任取两个数a和b,则同数位上的数字中,a中至少有一个数字大于b,而b中至少有一个数字大于a。当百位上为1时,十位上可从1开
19、始依次增加1,而个位上从4开始依次减少1。即:114,123,132。当百位上为2时,十位上从1开始依次增加1而个位上只能从3开始依次减少1。即:213,222,231。经检验,这六个数符合要求。例4 将1、1、2、2、3、3、4、4这八个数字排成一个八位数,使得两个1之间有一个数字;两个2之间有两个数字;两个3之间有三个数字;两个4之间有四个数字。那么这样的八位数中的一个是_。(1991年全国小学数学奥林匹克初赛试题)讲析:两个4之间有四个数字,则在两个4之间必有一个数字重复,而又要求两个1之间有一个数,于是可推知,这个重复数字必定是1,即412134或421314。然后可添上另一个2和3。
20、经调试,得23421314,此数即为所答。【条件数字问题】例1 某商品的编号是一个三位数,现有五个三位数:874,765,123,364,925。其中每一个数与商品编号,恰好在同一位上有一个相同的数字,那么这个三位数是_(1993年全国小学数学奥林匹克决赛试题)讲析:将五个数按百位、十位、个位上的数字分组比较,可发现:百位上五个数字都不同;十位上有两个2和两个6;个位上有两个4和两个5。故所求的数的个位数字一定是4或5,百位上一定是2或6。经观察比较,可知724符合要求。例2 给一本书编页码,共用了1500个数字,其中数字“3”共用了_个(首届现代小学数学)邀请赛试题)讲析:可先求出1500个
21、数字可编多少页。从第一页到第9页,共用去9个数字;从第10页到第99页,共用去290=180(个)数字;余下的数字可编(1500-189)3=437(页)所以,这本书共有536页。l至99页,共用20个“3”,从100至199页共用20个“3”,从200至299页共用20个“3”,从300至399页共用去120个“3”,从400至499页共用去20个“3”,从500到536页共用去11个“3”。所以,共用去211个数字3。例3 在三位数中,数字和是5的倍数的数共有_个。(全国第四届“华杯赛”决赛口试试题)讲析:可把三位数100至999共900个数,从100起,每10个数分为一组,得(100,1
22、01、109),(110、111、119),(990、991、999)共分成了90组,而每组中有且只有两个数的数字和是5的倍数,所以一共有290=180(个)。例4 有四个数,取其中的每两个数相加,可以得到六个和。这六个和中最小的四个数是83、87、92、94,原因数中最小的是_。(上海市第五届小学数学竞赛试题)讲析:设原四个数从小到大为a、b、c、d,则有a+b=83,a+c=87,所以c比b大4。而对于和为92和94时,或者是b+c=92,或者是b+c=94。当b+c=92时,因c比b大4,可得b=45,进而可求得a=38。当b+c=94时,因c比b大4,可得b=44,进而可求得a=39。
23、所以,原四数中最小的数是38或39。abcd=_(广州市小学数学竞赛试题)讲析:原四位数增加8倍后得新的四位数,也就是原四位数乘以9,得新四位数(如图5.29)。从而可知,a一定为1,否则积不能得四位数。则例6 有两个两位数,它们的个位数字相同,十位数字之和是11。这两个数的积的十位数字肯定不会是哪两个数字?(1990年小学生报小学数学竞赛试题)讲析:由题意可知,两个数的十位上为(2,9),(3,8),(4,7),(5,6),而个上则可以是0至9的任意一个数字。如果分别去求这两个数的积,那是很麻烦的。设这两个数的个位数字是c,十位数字分别为a、b,则a+b=11,两数分别为(10a+c),(1
24、0b+c)。字。能是6、8。例7 期的记法是用6个数字,前两个数字表示年份,中间两个数字表示月份,后两个数字表示日(如1976年4月5日记为760405)。第二届小学“祖杯赛”的竞赛日期记为921129。这个数恰好左右对称。因此这样的日期是“吉祥日”。问:从87年9月1日到93年6月30日,共有_个吉祥日。(第二届“祖冲之杯”小学数学竞赛试题)讲析:一个六位数从中间分开,要求左右对称,则在表示月份的两个数中,只有11月份。而且“年份”的个位数字只能是0、1、2。所以是共有3个吉祥日:901109、911119、921129。25、数的整除性规律【能被2或5整除的数的特征】(见小学数学课本,此处
25、略)【能被3或9整除的数的特征】一个数,当且仅当它的各个数位上的数字之和能被3和9整除时,这个数便能被3或9整除。例如,1248621各位上的数字之和是1+2+4+8+6+2+1=24324,则31248621。又如,372681各位上的数字之和是3+7+2+6+8+1=27927,则9372681。【能被4或25整除的数的特征】一个数,当且仅当它的末两位数能被4或25整除时,这个数便能被4或25整除。例如,173824的末两位数为24,424,则4173824。43586775的末两位数为75,2575,则2543586775。【能被8或125整除的数的特征】一个数,当且仅当它的末三位数字为
26、0,或者末三位数能被8或125整除时,这个数便能被8或125整除。例如,32178000的末三位数字为0,则这个数能被8整除,也能够被125整除。3569824的末三位数为824,8824,则83569824。214813750的末三位数为750,125750,则125214813750。【能被7、11、13整除的数的特征】一个数,当且仅当它的末三位数字所表示的数,与末三位以前的数字所表示的数的差(大减小的差)能被7、11、13整除时,这个数就能被7、11、13整除。例如,75523的末三位数为523,末三位以前的数字所表示的数是75,523-75=448,4487=64,即7448,则775
27、523。又如,1095874的末三位数为874,末三位以前的数字所表示的数是1095,1095-874=221,22113=17,即13221,则131095874。再如,868967的末三位数为967,末三位以前的数字所表示的数是868,967-868=99,9911=9,即1199,则11868967。此外,能被11整除的数的特征,还可以这样叙述:一个数,当且仅当它的奇数位上数字之和,与偶数位上数字之和的差(大减小)能被11整除时,则这个数便能被11整除。例如,4239235的奇数位上的数字之和为4+3+2+5=14,偶数位上数字之和为2+9+3=14,二者之差为14-14=0,011=0
28、,即110,则114239235。26、数的公理、定理或性质【小数性质】小数的性质有以下两条:(1)在小数的末尾添上或者去掉几个零,小数的大小不变。(2)把小数点向右移动n位,小数就扩大10n倍;把小数点向左移动n位,小数就缩小10n倍。【分数基本性质】一个分数的分子和分母都乘以或者都除以同一不为零的数,分数的大小不变。即【去九数的性质】用9去除一个数,求出商后余下的数,叫做这个数的“去九数”,或者叫做“9余数”。求一个数的“去九数”,一般不必去除,只要把该数的各位数字加起来,再减去9的倍数,就得到该数的“去九数”。(求法见本书第一部分“(四)法则、方法”“2运算法则或方法”中的“弃九验算法”
29、词条。)去九数有两条重要的性质:(1)几个加数的和的去九数,等于各个加数的去九数的和的去九数。(2)几个因数的积的去九数,等于各个因数的去九数的积的去九数。这两条重要性质,是用“弃九验算法”验算加、减、乘、除法的依据。【自然数平方的性质】(1)奇数平方的性质。任何一个奇数的平方被8除余1。为什么有这一性质呢?这是因为奇数都可以表示为2k+1的形式,k为整数。而(2k+1)2=4k2+4k+1=4k(k+1)+1k与k+1又是连续整数,其中必有一个是偶数,故4k(k+1)是8的倍数,能被8整除,所以“4k(k+1)+1”,即(2k+1)2能被8除余1,也就是任何一个奇数的平方被8除余1。例如,2
30、72=7297298=911(2)偶数平方的性质。任何一个偶数的平方,都是4的倍数。这是因为偶数可以用2k(k为整数)表示,而(2k)24k2显然,4k2是4的倍数,即偶数的平方为4的倍数。例如,2162=46656466564=11664即 4|46656【整数运算奇偶性】整数运算的奇偶性有以下四条:(1)两个偶数的和或差是偶数;两个奇数的和或差也是偶数。(2)一个奇数与一个偶数的和或差是奇数。(3)两个奇数之积为奇数;两个偶数之积为偶数。(4)一个奇数与一个偶数之积为偶数。由第(4)条性质,还可以推广到:若干个整数相乘,只要其中有一个整数是偶数,那么它们的积就是个偶数。【偶数运算性质】偶数
31、运算性质有:(1)若干个偶数的和或者差是偶数。(2)若干个偶数的积是偶数。例如,四个偶数38、126、672和1174的和,是偶数2010;用偶数相减的算式3756-128-294-1350的差,也是偶数1984。【奇数运算性质】奇数运算性质有:(1)奇数个奇数的和(差)是奇数;偶数个奇数的和(差)是偶数。(2)若干个奇数的积是奇数。27、数的大小概念【比较分数大小】用常规方法比较分数大小,有时候速度很慢。采用下述办法,往往可大大提高解题的速度。(1)交叉相乘。把要比较大小的两个分数的分子分母交叉相乘,然后2510, 33=9, 38=24, 55=25,之所以能这样比较,是由于它们通分时,公
32、分母是分母的乘积。这时,分数的大小就只取决于分子的大小了。(2)用“1”比较。当两个分数都接近1,又不容易确定它们的大小(4)化相同分子。把分子不同的分数化成同分子分数比较大小。有时序排列起来:(5)两分数相除。用两个分数相除,看它们的商是大于1还是小于1,往往能快速地找出它们的大小关系。由于这样做,省略了通分的过程,所以显然,将它们反过来相除,也是可以的:【巧比两数大小】若甲、乙两数间的关系未直接给出,比较它们的大小,有一定难度。这时,可按下面的办法去做:(1)先看分子是1的情况。例如下题:第一种方法是直观比较。先画线段图(图4.4):由对线段图的直观比较可知,乙数大于甲数。数。可知(2)再
33、看分子不是1的情况。例如下题:它同样也可以用四种方法比较大小。比方用直观比较方法,可画线段图如下(图4.5):由图可知,甲数大于乙数。用统一分子的方法,也可比较它们的大小。因为用图表示就是图4.6:这就是说,把甲数分为9份,乙数分为8份,它们的6份相等。所以,它们每一份也相等。而甲数有9份,乙数只有8份,故甲数大于乙数。去,即可知道甲数大于乙数。如果用转化关系式比较。由题意可知根据一个因数等于积除以另一个因数,可得28、数的大小比较【分数、小数大小比较】(全国第二届“华杯赛”决赛口试试题)讲析:这两个分数如果按通分的方法比较大小,计算将非常复杂。于是可采用比较其倒数的办法去解答。倒数大的数反而
34、较小。个数是_。(1992年全国小学数学奥林匹克决赛试题)讲析:将给出的六个数分别写成小数,并且都写出小数点后面前四位数,则把这六个数按从大到小排列是:【算式值的大小比较】例1 设A=98765433456789; B=98765443456788。试比较A与B的大小。(1990年小学生数学报小学数学竞赛试题)讲析:可将A、B两式中的第一个因数和第二个因数分别进行比较。这时,只要把两式中某一部分变成相同的数,再比较不同的数的大小,这两个算式的大小便能较容易地看出来了。于是可得A =9876543(34567881)=987654334567889876543;B =(98765431)3456
35、788=987654334567883456788;所以,AB。例2 在下面四个算式中,最大的得数是算式_。(1992年全国小学数学奥林匹克决赛试题)讲析:如果直接把四个算式的值计算出来,显然是很麻烦的,我们不妨运用化简繁分数的方法,比较每式中相同位置上的数的大小。 比较上面四个算式的结果,可得出最大的得数是算式(3)。例3 图5.1中有两个红色的正方形和两个蓝色正方形,它们的面积问:红色的两个正方形面积大还是蓝色的两个正方形面积大?(全国第四届“华杯赛”决赛口试试题)讲析: 方形放入大正方形中去的办法,来比较它们的大小(如图5.2)。所以,两个蓝色正方形的面积比两个红色正方形的面积大。29、
36、实践与实际操作【最短路线】例1 一只蚂蚁要从A处出发,经粘合在一块木板上的正方体(如图5.74)的表面爬到B处。请你在图上画出最短的路线(看得见的画实线,看不见的画虚线),有几条就画几条。(1990年“新苗杯”小学数学竞赛试题)讲析:可将正方体的几个面,按正视位置的前面上面展开,前面右面展开,左面后面展开,左边上面展开,其展开图都是由两个正方形面组成的长方形(如图5.75所示)。根据两点之间直线段最短的原理,故最短路线为每个长方形对角线,它们共有四条,如图5.76所示。例2 请你在图5.77(3)、(4)、(5)上画出三种与图(2)不一样的设计图,使它们折起来后,都成为图(1)所示的长方形盒子
37、(粗线和各棱交于棱的中点)。(第四届从小爱数学邀请赛试题)讲析:解题的关键,是要分清实线与虚线,然后思考它们是按什么方式展开的。不难想象,其答案如图(3)、(4)、(5)所示。【切分图形】例1 请将图5.78分成面积相等,形状相同,且每一块中都含有“数学竞赛”字样的四块图形。(“新苗杯”小学数学竞赛试题)讲析:从条件看,所分成的每一块图中,必须有四个小正方形,且只有五种(如图5.79)。根据图中汉字的具体位置,可发现图5.79中图(1)、图(2)明显不合,图(3)、图(4)也不能分成。于是只剩下图(5)。进一步搜索,便可得到答案。答案如图5.80所示。例2 在一张正方形纸上画两个三角形,最多可
38、以把这个正方形分成_块,画三个三角形,最多可以把这个正方形分成_块;画四个三角形,最多可以把这个正方形分成_块。(1990年无锡市小学数学竞赛试题)讲析:可先找出规律。在正方形纸上,画一个三角形,依次画三条边时,增加了(111)块,最多可把它分成4块;画二个三角形,依次画三条边时,增加了(333)块,共13块;画三个三角形,依次画三条边时,增加了(555)块,共28块,如图5.81所示。由此推得,画四个三角形,可增加(777)块,最多,共49块。【拼合图形】例1 图5.82是由图5.83中的六块图形拼合而成的,其中图放在中间一列的某一格。请在图5.82中找出这六个图形,并画出来。(1993年全
39、国小学数学奥林匹克总决赛试题)讲析:可先确定图的位置。因为图在中间的一列的某一格,当图放在A、B、C处时,经试验,与其它五图不能拼成图5.82。当图放在D处时,这六幅图可以拼成图5.82。拼法如图5.84所示。 例2 7块正方体积木堆在桌上。从东、南、西、北四个方向看去,所看到的一面都只有5个正方形,而且看到的图案是一样的。(如图5.85)。那么从上面看下去,看到的图形可能是什么样的?请在图5.86中正确的图形下面打“”,错误的图形下面打“”。(从小爱数学邀请赛第五届试题) 讲析:上面的七幅图都是俯视图。在看每幅图是否正确时,关键是想象出将另两块积木,放在这五块中哪两块的上面,然后分别从东西南
40、北四个方向去看,得出的图形是否与图5.85相吻合。经试验,得出的答案如图5.86所示,即按从左往右,从上至下的位置,依次为、。省工省时问题例1 某车队有4辆汽车,担负A、B、C、D、E、F六个分厂的运输任) N/ ?+ O# T- 5 U5 + s5 w(图5.97所标出的数是各分厂所需装卸工人数)。若各分厂自派装卸工,则共需33人。若让一部分人跟车装卸,在需要装卸工人数较多的分厂再配备一个或几个装卸工,那么如何安排才能既保证各分厂所需工人数,又使装卸工人数最少?( h# Y. 8 A, R, m 运筹1.jpg (2.91 KB)2008-9-5 11:25 (1990年小学生报小学数学竞赛
41、试题)9 F5 p7 A w9 r3 t; B4 G; c讲析:可从需要工人数最少的E分厂着手。假定每辆车上配备3人,则需在D、C、B、A、F五处分别派1、5、2、3、4人,共需27人。* Z3 d, m7 Q6 s. H/ 若每车配备4人,则需在C、B、A、F四处分别派4、1、2、3人,共需26人。# u; t% t S4 n) d, Y1 * d若每车配备5人,则需在C、A、F三处分别派3、1、2人,共需26人。1 d2 ; q8 n7 J: 8 E d所以,上面的第二、三种方案均可,人数为26人。& WD4 p4 u. a) 4 k E) w e3 c例2 少先队员在植树中,每人植树2棵
42、。如果一个人挖一个树坑需要25分钟,运树苗一趟(最多可运4棵)需要20分钟,提一桶水(可浇4棵树)需要10分钟,栽好一棵树需要10分钟,现在以两个人为一个小组进行合作,那么,完成植树任务所需的最短时间是_分钟。3 J2 f$ j+ E( ?9 Y! m(福州市鼓楼区小学数学竞赛试题)& Y& p# S P. I! r7 I# Z讲析:可将甲、乙两人同时开始劳动的整个过程安排,用图5.98来表示出来。5 g1 d; d) y1 x- ?- o, O6 J 运筹2.jpg (9.43 KB)2008-9-5 11:25由图可知,完成任务所需的最短时间,是85分钟。0 h2 Q* h0 D4 A,
43、g1 I$ A例3 若干箱同样的货物总重19.5吨,只知每箱重量不超过353千克。今有载重量为1.5吨的汽车,至少需要_辆,才能保证把这些货物一次全部运走。(箱子不能拆开)/ x- |$ m+ ! p% p(北京市第七届“迎春杯”小学数学竞赛试题)$ g. + T0 _) j- O讲析:关键是要理解“至少几辆车,才能保证一次运走”的含义。也就是说,在最大浪费车位的情况下,最少要几辆车。- P7 n8 z: O1 W+ N这堆货物箱数至少有:2 v% - b 6 B s: A) e1950035355.256(箱);; l- 0 8 b: z8 V7 一辆汽车每次最多能装的箱数:- M3 - y
44、6 y) $ ; s. y; l F15003534.24(箱)。- t# D8 S2 0 D/ G3 j 一次全部运走所有货物,至少需要汽车564=14(辆)。8 u 3 l+ bqZ4 o例4 如图5.99,一条公路(粗线)两侧有7个工厂(01、02、07),通过小路(细线)分别与公路相连于A、B、C、D、E、F点。现在要设置一个车站,使各工厂(沿小路和公路走)的距离总和越小越好。这个车站应设在一_点。6 m4 m1 p) C* m. i, d9 t; 4 d(1992年福州市小学数学竞赛试题)7 E6 xu* . C E* a/ 6 x 运筹3.jpg (5.74 KB)2008-9-5
45、 11:25讲析:从各工厂到车站,总是先走小路,小路的总长不变,所以问题可转化为:“在一条公路上的A、B、C、D、E、F处各有一个工厂,D处有两个工厂。要在公路上设一个站,使各厂到车站的距离总和最小(如图5.100)。; D& Q6 |9 Y; d# ?# m 运筹4.jpg (2.71 KB)2008-9-5 11:25显然,车站应设在尽量靠七个厂的中间部位。- s9 ? |3 ) q$ S1 如果车站设在D处,则各厂到D总长是:6 K5 j7 X- P4 W; e(DADF)(DBDE)DC=AFBEDC;0 R: y* t4 A- f: ?) l如果车站设在C处,则各厂到C总长是1 m9
46、 A7 m2 G7 v# I7 Z% J0 P% O(CACF)(BCCE)2DCAFBE2DC。9 k6 h1 z4 k! f2 Gk比较上面两个式子得:当车站设在D处时,七厂到车站的距离总和最小。8 S. E2 z0 2 + P0 o. P; _# 【费用最少问题】% N7 Q/ 8 H+ p9 z例1 在一条公路上每隔100千米有一个仓库(如图5.101),共有五个仓库。一号仓库存有10吨货物,二号仓库存有20吨货物,五号仓库存有40吨货物,其余两个仓库是空的。现在想把所有的货物集中存放在一个仓库里,如果每吨货物运输1千米需要0.5元的运费,那么最少要花多少运费才行?$ I/ 5 S%
47、x8 H: a. % e- p8 B(全国第一届“华杯赛”复赛试题)$ F+ 5 m Q x 运筹5.jpg (4.66 KB)2008-9-5 11:25讲析:这类问题思考时,要尽量使运这些货物的吨千米数的和最小。处理的方法是:“小往大处靠”。/ K* m9 ?- G2 R6 E因为第五个仓库有40吨,比第一、二仓库货物的总和还多。所以,尽量把第五个仓库的货不动或者动得最近。. ? f: n) r; z9 J5 V. p当存放站设在第四仓库时,一、二、五仓库货物运输的吨千米数为:8 K, G4 2 O5 D& |9 b0 I+ o- y* l103002020040100=11000;% q
48、& H$ z! M. b2 z7 . v) l! Z当存放站设在第五仓库时,一、二仓库货物运输的吨千米数为:% l3 Q; ) z J% v: T4 U10400+20300=10000。$ K: B6 2 B g0 Z3 T2 v$ p* ?所以,存放点应设在第五号仓库,运费最少。运费是0.510000=5000(元)。9 M8 b) w9 z! X: y4 y* J6 例2 有十个村,坐落在从县城出发的一条公路上(如图(5.102,单位:千米),要安装水管,从县城送自来水到各村,可用粗细两种水管,粗管足够供应所有各村用水,细管只能供一个村用水,粗管每千米要用8千元,细管每千米要用2千元。把
49、粗管细管适当搭配,互相连接,可降低工程总费用。按最节省的办法,费用应是多少?7 ?& Z5 D/ i4 i8 S6 (全国第一届“华杯赛”决赛第二试试题)$ Jy; M+ Q I, * Y5 b1 运筹6.jpg (3.5 KB)2008-9-5 11:25讲析:因为粗管每千米的费用是细管的4倍,所以应该在需要安装四根或四根以上水管的地段,都应安装粗管。因此,只有到最后三个村安装细管,费用才最省。: e( O: Y3 L5 i8 Q: 不难求出,最少费用为414000元。 S# k0 f: Z4 X. n1 o- N% 30、容斥原理问题 例1 在1至1000的自然数中,不能被5或7整除的数有
50、_个。(莫斯科市第四届小学数学竞赛试题)讲析:能被5整除的数共有10005=200(个);能被7整除的数共有10007=142(个)6(个);同时能被5和7整除的数共有100035=28(个)20(个)。所以,能被5或7整除的数一共有(即重复了的共有):20014228=314(个);不能被5或7整除的数一共有1000314=686(个)。例2 某个班的全体学生进行短跑、游泳、篮球三个项目的测试,有4名学生在这三个项目上都没有达到优秀,其余每人至少有一个项目达到了优秀。这部分学生达到优秀的项目、人数如下表: 求这个班的学生人数。(全国第三届“华杯赛”复赛试题)讲析:如图5.90,图中三个圆圈分别表示短跑、游泳和篮球达到优秀级的学生人数。 只有篮球一项达到优秀的有1565+2=6(人);只有游泳一项达到优秀的有1866+2=8(人);只有短跑一项达到优秀的有17652=8(人)。获得两项或者三项优秀的有66+522=13(人)。另有4人一项都没获优秀。所以,这个班学生人数是136884=39(人)。31、奇数偶数与奇偶性分析【奇数和偶数】例1 用l、2、3、4、5这五个数两两相乘,可以得到10个不同的乘积。问乘积中是偶数多还是奇
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