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1、
《數(shù)學(xué)廣角—鴿巢問題》教案
教學(xué)目標(biāo)
1、知識(shí)與技能
知道什么是“鴿巢問題”并掌握解決“鴿巢問題”的方法。
2、過程與方法
通過探究“鴿巢問題”的解決過程,掌握數(shù)形結(jié)合的學(xué)習(xí)思想。
3、情感態(tài)度和價(jià)值觀通過用“鴿巢問題”解決簡單的實(shí)際問題,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考問題的能力。
教學(xué)重難點(diǎn)
把具體問題轉(zhuǎn)化成“鴿巢問題”并總結(jié)“鴿巢問題”解決的方法。
教學(xué)用具
多媒體課件
教學(xué)過程
一、情景引入(課件展示)
我給大家變一個(gè)“魔術(shù)”:一副撲克牌,抽掉大小王之后還有52張牌,現(xiàn)在你們5個(gè)人每人隨意抽一張,我知道至少有兩張牌是同花色的,你相信我嗎?
二、導(dǎo)入新
2、課
例1、把4支鉛筆放進(jìn)3個(gè)筆筒中,不管怎么放,總有1個(gè)筆筒里至少有2支鉛筆。為什么呢?“總有”和“至少”是什么意思?
學(xué)生動(dòng)手操作:
方法一:把各種情況都擺出來。(列舉法)
方法二:把4分解成3個(gè)數(shù)。(分解法)
例1提出的問題就是“鴿巢問題”,4支鉛筆就相當(dāng)于4只“鴿子”,“3個(gè)筆筒”就相當(dāng)于3個(gè)“鴿巢”,把此問題用“鴿巢問題”的語言描述就是把4只鴿子放進(jìn)3個(gè)籠子,總有1個(gè)籠子里至少有2只鴿子。這里的“總有”指的是“一定有”或“肯定有”的意思;而“至少”指的是最少,即在所有方法中,放的鴿子最多的那個(gè)“籠子”里鴿子“最少”的個(gè)數(shù)。
例2、把7本書放進(jìn)3個(gè)抽屜,不管怎么放,總有1個(gè)抽
3、屜里至少有3本書。為什么呢?如果有8本書會(huì)怎樣呢?10本書呢?
方法一:把7本書放進(jìn)3個(gè)抽屜里,共有8種情況,每種情況分得的3個(gè)數(shù)中,至少有1個(gè)數(shù)不小于3,也就是每種分法中最多那個(gè)數(shù)最小是3,即總有1個(gè)抽屜至少放進(jìn)3本書。
方法二:如果每個(gè)抽屜最多放2本,那么3個(gè)抽屜最多放6本,可是題目要求放7本,那么剩下的那本書要放在3個(gè)抽屜中的其中一個(gè)中。所以7本書放進(jìn)3個(gè)抽屜中,不管怎么放,總有1個(gè)抽屜里至少放進(jìn)3本書。
83=2余2本,分別放進(jìn)其中2個(gè)抽屜中,使其中2個(gè)抽屜都變成3本;放進(jìn)其中一個(gè)抽屜里,這個(gè)抽屜就變成4本。因此把8本書放進(jìn)3個(gè)抽屜中,不管怎么放,總有1個(gè)抽屜里至少放進(jìn)3本書。
4、
103=3余1本,把10本書放進(jìn)3個(gè)抽屜中,不管怎么放,總有1個(gè)抽屜里至少放進(jìn)4本書。
問題:你是這樣想的嗎?你有什么發(fā)現(xiàn)?
例3、盒子里有同樣大小的紅球和籃球各4個(gè),要想摸出的球一定有2個(gè)同色的,至少要摸出幾個(gè)球?
思考:只摸2個(gè)球就能保證這2個(gè)球同色嗎?當(dāng)摸出的這兩個(gè)球正好是一紅一藍(lán)時(shí)就不能同色。
解:把紅、藍(lán)兩種顏色看作兩個(gè)“鴿巢”,因?yàn)?2=2余下1,所以摸出3個(gè)球時(shí),至少有2個(gè)是同色的。
結(jié)論:只要摸出的球數(shù)比它們的顏色種數(shù)多1,就能保證有兩個(gè)球同色。
三、即時(shí)練習(xí)
1、5只鴿子飛進(jìn)了3只籠子,總有一只鴿籠至少飛進(jìn)了2只鴿子,為什么?
解:3只鴿子分別飛入3只籠子中
5、,剩下的2只分別放入其中2只鴿籠中,那么這兩只鴿籠中都有2只鴿子;剩下的2只放入其中一只鴿籠里,那么這只鴿籠就有3只鴿子。所以5只鴿子飛進(jìn)了3只籠子,總有一只鴿籠至少飛進(jìn)了2只鴿子。
2、你理解上面撲克魔術(shù)的道理了嗎?
解:撲克牌有4種花色,看做4個(gè)“鴿巢”,5個(gè)人每人抽一張,抽了5張,看做5只“鴿子”;問題就轉(zhuǎn)化為“5只鴿子飛入4個(gè)鴿巢,總有一個(gè)鴿巢飛入了2只鴿子”。4只鴿子分別飛入4個(gè)鴿巢中,剩下的1只飛入其中一個(gè)鴿巢,那么總有一個(gè)鴿巢飛入了2只鴿子。
3、11只鴿子飛進(jìn)了4只鴿籠,總有一只鴿籠至少飛入了3只鴿子,為什么?
解:114=2余3只,分別放進(jìn)其中3只鴿籠中,使其中3只鴿
6、籠都變成3只;放進(jìn)其中2只鴿籠里,這兩只鴿籠中一只鴿籠變成4只鴿子,另一只鴿籠里變成了3只鴿子;放進(jìn)其中一個(gè)鴿籠里,這個(gè)鴿籠利就變成了5只鴿子。所以11只鴿子飛進(jìn)了4只鴿籠,總有一只鴿籠至少飛入了3只鴿子。
4、5人坐4把椅子,總有一把椅子上至少坐2人,為什么?
解:54=1余下1人,這個(gè)人坐在其中一個(gè)椅子上,那么這把椅子上坐了2個(gè)人。所以5人坐4把椅子,總有一把椅子上至少坐2人。
5、向東小學(xué)六年級(jí)共有367名學(xué)生,其中六(2)班有49名學(xué)生。(1)六年級(jí)里至少有2個(gè)人的生日是同一天。(2)六(2)班中至少有5人是同一個(gè)月出生的。他們說的對(duì)嗎?為什么?
解:(1)一年最多366天。假
7、設(shè)367個(gè)學(xué)生中366個(gè)學(xué)生的生日在不同的一天:367366=1余1個(gè)學(xué)生,可以看做鴿巢問題,所以六年級(jí)里至少有2個(gè)人的生日在同一天。
(2)一年有12個(gè)月。假設(shè)49個(gè)學(xué)生的生日分別在不同的月份:4912=4余1人,看做鴿巢問題,所以六(2)班中至少有5人是同一個(gè)月出生的。所以他們的說法正確。
6、把紅、黃、藍(lán)、白四種顏色的球各10個(gè)放到一個(gè)袋子里。至少取多少個(gè)球,可以保證取到兩個(gè)顏色相同的球?
解:看作鴿巢問題,54=1余1,至少取5個(gè)球,就能保證取到兩個(gè)顏色相同的球。拓展思考
把紅、藍(lán)、黃3種顏色的筷子各3根混在一起,如果讓你閉上眼睛,每次最少拿出幾根才能保證一定有2根同色的筷子?
8、如果要保證有2雙筷子呢?
解:把紅、黃、藍(lán)看作3個(gè)鴿巢:43=1余1,每次至少拿出4根能保證一定有2根同色的筷子。
保證有2雙筷子:一次拿出5根時(shí) ,因?yàn)槊糠N顏色各有3根,當(dāng)一種顏色的筷子拿了3根,其余2種顏色的筷子各拿1根,這時(shí)不能保證有2雙筷子;一次拿出6根時(shí),有以下情況:
紅(黃、藍(lán))
藍(lán)(紅、黃)
黃(藍(lán)、紅)
2
2
2
3
2
1
3
3
0
這時(shí)能保證至少有2雙筷子。所以至少拿出6根能保證有2雙筷子。
習(xí)題鞏固
1、隨意找13位老師,他們中至少有2個(gè)人的屬相相同,為什么?
解:一共有12個(gè)屬相。1312=1余1,所以他們中至少有2個(gè)人屬相相同。
9、
2、張叔叔參加飛鏢比賽,投了5鏢,成績是41環(huán)。張叔叔至少有一鏢不低于9環(huán)。為什么?
解:當(dāng)5鏢全部低于9環(huán)時(shí),成績最多是58=40環(huán),而張叔叔得了41環(huán),那么其中一環(huán)必定要大于8環(huán),即至少有一鏢不低于9環(huán)。
3、給一個(gè)正方體木塊的6個(gè)面分別涂上藍(lán)、黃兩種顏色。不論怎么涂至少有3個(gè)面涂的顏色相同,為什么?
解:藍(lán)(黃)色涂1個(gè)面時(shí),黃(藍(lán))色涂5個(gè)面;藍(lán)(黃)色涂2個(gè)面時(shí),黃(藍(lán))色涂4個(gè)面;藍(lán)(黃)色涂3個(gè)面時(shí),黃(藍(lán))色涂3個(gè)面。所以不論怎么涂至少有3個(gè)面涂的顏色相同。
4、任意給出3個(gè)不同的自然數(shù),其中一定有2個(gè)數(shù)的和是偶數(shù),為什么?
解:已知:偶數(shù)與偶數(shù)的和是偶數(shù),奇數(shù)與奇數(shù)的和是偶數(shù),自然數(shù)分為偶數(shù)、奇數(shù)。那么找出3個(gè)自然數(shù)只有兩種情況:兩個(gè)偶數(shù),一個(gè)奇數(shù);一個(gè)偶數(shù),兩個(gè)奇數(shù)。這兩種情況都滿足有2個(gè)數(shù)的和是偶數(shù)。
本課小結(jié)
1、把具體問題轉(zhuǎn)化成“鴿巢問題”。
2、總結(jié)“鴿巢問題”解決的方法。