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1、2021-2022年二年級數(shù)學 奧數(shù)講座 填圖與拆數(shù)
填圖是一種運算游戲,它要求把一些數(shù)字按照一定的規(guī)則填進各類圖形。這不僅可以提高運算能力,而且更能促使你積極地去思考問題、分析問題,使你的智力得到更好地發(fā)展。
例1 請你把1、2、3這三個數(shù)填在圖9.1中的方格中,使每行、每列和每條對角線上的三個數(shù)字之和都相等。
解:這樣想,如果每行的三個數(shù)分別是1、2、3,每列的三個數(shù)也分別是1、2、3,那么自然滿足每行、每列的三個數(shù)之和相等這個條件的要求。試著填填看。有圖9—2、圖9—3和圖9—4三種不同的填法,檢查一下,只有圖9—4的填法,滿足對角線上的三個數(shù)之和與每行、每列三數(shù)之
2、和相等這個條件的要求。
例2 請把1~9九個數(shù)字填入圖9—5中,要求每行、每列和每條對角線上三個數(shù)的和都要等于15。
解:從1~9這九個數(shù)字中,5是處于中間的一個數(shù),而4與6,3與7,2與8,1與9之和都正好是10。所以5應當填在中心的空格中,而其他八個數(shù)字應當填到周邊的方格中。上面圖9—6就是一個符合要求的解答,把5填在中心空格后,嘗試幾次是不難得出這種答案的。
例3 如下面圖9—9所示有八張卡片??ㄆ戏謩e寫有1、2、3、4、5、6、7、8八個數(shù)?,F(xiàn)在請你重新按圖 9—10進行排列,使每邊三張卡片上的數(shù)的和等于:①13,②15。
解:①要使每
3、邊三張卡片上的數(shù)相加之和等于13時,就要將13分拆成三個數(shù)之和。
以上的分拆是分兩步進行的。
可以看出,因為8+5=13,所以8和5不能填在同一邊(若把8和5填在同一邊,再加上第三個數(shù)時必然會大于13,這不符合題目要求),也就是說,要把8和5分別填在相對的兩個角上的方格里。如圖9—11所示。
?、谝姑窟吶龔埧ㄆ系臄?shù)相加之和等于15時,就要將15分拆成三個數(shù)之和:
以上的分拆也是分兩步進行的。
可以看出,因為8+7=15,所以8和7不能填在同一邊,也就是說,要把8和7分別填在相對的兩個角的方格里,如圖9—12所示。
例4 圖9—13是由八個小圓圈
4、組成的,每個小圓圈都有直線與相鄰的小圓圈相接連。請你把1、2、3、4、5、6、7、8八個數(shù)字分別填在八個小圓圈內,但相鄰的兩個數(shù)不能填入有直線相連的兩個小圓圈(例如,你在最上頭的一個小圓圈中填了5,那么4和6就不能填在第二層三個小圓圈中了)。
解:答案如圖9—14所示。中間的兩個圈只能填1和8,是這樣分析出來的:在1、2、3、4、5、6、7、8這八個數(shù)字中,只有“1”和“8”這兩個數(shù),各有一個相鄰的數(shù),也就是有六個不相鄰的數(shù)。中間的兩個小圓圈,每個都有六條線連著六個小圓圈,每個小圓圈中恰好能填一個與它不相鄰的數(shù)。其余的數(shù)每個都有兩個相鄰的數(shù),如4有兩個相鄰的數(shù)2和3,所以在1至8這八個數(shù)
5、中4只有五個不相鄰的數(shù),這樣4就不能填到中間的小圓圈中了。
附送:
2021-2022年二年級數(shù)學 奧數(shù)講座 找規(guī)律法
觀察、搜集已知事實,從中發(fā)現(xiàn)具有規(guī)律性的線索,用以探索未知事件的奧秘,是人類智力活動的主要內容。
數(shù)學上有很多材料可用以來模擬這種活動、培養(yǎng)學生這方面的能力。
例1 觀察數(shù)列的前面幾項,找出規(guī)律,寫出該數(shù)列的第100項來?
12345,23451,34512,45123,…
解:為了尋找規(guī)律,再多寫出幾項出來,并給以編號:
仔細觀察,可發(fā)現(xiàn)該數(shù)列的第6項同第1項,第7項同第2項,第8項同第3項,…也就是說該數(shù)列各項的出
6、現(xiàn)具有周期性,他們是循環(huán)出現(xiàn)的,一個循環(huán)節(jié)包含5項。
100÷5=20。
可見第100項與第5項、第10項一樣(項數(shù)都能被5整除),即第100項是51234。
例2 把寫上1到100這100個號碼的牌子,像下面那樣依次分發(fā)給四個人,你知道第73號牌子會落到誰的手里?
解:仔細觀察,你會發(fā)現(xiàn):
分給小明的牌子號碼是1,5,9,13,…,號碼除以4余1;
分給小英的牌子號碼是2,6,10,14,…,號碼除以4余2;
分給小方的牌子號碼是3,7,11,…,號碼除以4余3;
分給小軍的牌子號碼是4,8,12,…,號碼除以4余0(整除)。
因此,
7、試用4除73看看余幾?
73÷4=18…余 1
可見73號牌會落到小明的手里。
這就是運用了如下的規(guī)律:
用這種規(guī)律預測第幾號牌子發(fā)給誰,是很容易的,請同學們自己再試一試。
例3 四個小動物換位,開始小鼠、小猴、小兔和小貓分別坐在1、2、3、4號位子上(如下圖所示)。第一次它們上下兩排換位,第二次左右換位,第三次又上下交換,第四次左右交換。這樣一直交換下去,問十次換位后,小兔坐在第幾號座位上?
解:為了能找出變化規(guī)律,再接著寫出幾次換位情況,見下圖。
盯住小兔的位置進行觀察:
第一次換位后,它到了第1號位;
第二次換位后,它到了
8、第2號位;
第三次換位后,它到了第4號位;
第四次換位后,它到了第3號位;
第五次換位后,它又到了第1號位;
…
可以發(fā)現(xiàn),每經(jīng)過四次換位后,小兔又回到了原來的位置,利用這個規(guī)律以及10÷4=2…余2,可知:
第十次換位后,小兔的座位同第二次換位后的位置一樣,即在第二號位。
如果再仔細地把換位圖連續(xù)起來研究研究,可以發(fā)現(xiàn),隨著一次次地交換,
小兔的座位按順時針旋轉,
小鼠的座位按逆時針旋轉,
小猴的座位按順時針旋轉,
小貓的座位按逆時針旋轉,
按這個規(guī)律也可以預測任何小動物在交換幾次后的座位。
例4 從1開始,每隔兩
9、個數(shù)寫出一個數(shù),得到一列數(shù),求這列數(shù)的第100個數(shù)是多少?
1,4,7,10,13,…
解:不難看出,這是一個等差數(shù)列,它的后一項都比相鄰的前一項大3,即公差=3,還可以發(fā)現(xiàn):
第2項等于第1項加1個公差即
4=1+1×3。
第3項等于第1項加2個公差即
7=1+2×3。
第4項等于第1項加3個公差即
10=1+3×3。
第5項等于第1項加4個公差即
13=1+4×3。
…
可見第n項等于第1項加(n-1)個公差,即
按這個規(guī)律,可求出:
第100項=1+(100-1)×3=1+99×3=298。
10、 例5 畫圖游戲先畫第一代,一個△,再畫第二代,在△下面畫出兩條線段,在一條線段的末端又畫一個△,在另一條的末端畫一個○;畫第三代,在第二代的△下面又畫出兩條線段,一條末端畫△,另一條末端畫○;而在第二代的○的下面畫一條線,線的末端再畫一個△;…一直照此畫下去(見下圖),問第十次的△和○共有多少個?
解:按著畫圖規(guī)則繼續(xù)畫出幾代,以便于觀察,以期從中找出圖形的生成規(guī)律,見下圖。
數(shù)一數(shù),各代的圖形(包括△和○)的個數(shù)列成下表:
可以發(fā)現(xiàn)各代圖形個數(shù)組成一個數(shù)列,這個數(shù)列的生成規(guī)律是,從第三項起每一項都是前面兩項之和。按此規(guī)律接著把數(shù)列寫下去,可得出第十代的△和○
11、共有89個(見下表):
這就是著名的裴波那契數(shù)列。裴波那契是意大利的數(shù)學家,他生活在距今大約七百多年以前的時代。
例6 如下圖所示,5個大小不等的中心有孔的圓盤,按大的在下、小的在上的次序套在木樁上構成了一座圓盤塔。現(xiàn)在要把這座圓盤塔移到另一個木樁上。規(guī)定移動時要遵守一個條件,每搬一次只許拿一個圓盤而且任何時候大圓盤都不能壓住小圓盤。假如還有第三個木樁可作臨時存放圓盤之用。問把這5個圓盤全部移到另一個木樁上至少需要搬動多少次?(下圖所示)
解:先從最簡單情形試起。
①當僅有一個圓盤時,顯然只需搬動一次(見下頁圖)。
?、诋斢袃蓚€圓盤時,只需搬動3次(見下
12、圖)。
③當有三個圓盤時,需要搬動7次(見下頁圖)。
總結,找規(guī)律:
?、佼攦H有一個圓盤時,只需搬1次。
②當有兩個圓盤,上面的小圓盤先要搬到臨時樁上,等大圓盤搬到中間樁后,小圓盤還得再搬回來到大圓盤上。所以小的要搬兩次,下面的大盤要搬1次。這樣搬到兩個圓盤需3次。
?、郛斢腥齻€圓盤時,必須先要把上面的兩個小的圓盤搬到臨時樁上,見上圖中的(1)~(3)。由前面可知,這需要搬動3次。然后把最下層的最大圓盤搬一次到中間樁上,見圖(4),之后再把上面的兩個搬到中間樁上,這又需搬3次,見圖中(5)~(7)。
所以共搬動2×3+1=7次。
?、芡普摚?/p>
13、有4個圓盤時,就需要先把上面的3個圓盤搬到臨時樁上,需要7次,然后把下面的大圓盤搬到中間樁上(1次),之后再把臨時樁上的3個圓盤搬到中間樁上,這又需要7次,所以共需搬動2×7+1=15次。
?、菘梢姰斢?個圓盤時,要把它按規(guī)定搬到中間樁上去共需要:
2×15+1=31次。
這樣也可以寫出一個一般的公式(叫遞推公式)
對于有更多圓盤的情況可由這個公式算出來。
進一步進行考察,并聯(lián)想到另一個數(shù)列:
若把n個圓盤搬動的次數(shù)寫成an,把兩個表對照后,
可得出
有了這個公式后直接把圓盤數(shù)代入計算就行了,不必再像前一個公式那樣進行遞推了。