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1、最值问题【最小值问题】例1外宾由甲地经乙地、丙地去丁地参观。甲、乙、丙、丁四地和甲乙、乙丙、丙丁的中点,原来就各有一位民警值勤。为了保证安全,上级决定在沿途增加值勤民警,并规定每相邻的两位民 警(包括原有的民警)之间的距离都相等。现知甲乙相距5000米,乙丙相距8000米,丙丁相距 4000米,那么至少要增加_位民警。5。米 米 米 甲 乙 丙 丁如图5.91(中华电力杯少年数学竞赛决赛第一试试题)讲析:如图5.91,现在甲、乙、丙、丁和甲乙、乙丙、丙丁各处中点各有一位民警,共有7 位民警。他们将上面的线段分为了 2个2500米,2个4000米,2个2000米。现要在他们各自的中 间插入若干名民警,要求每两人之间距离相等,这实际上是要求将2500、4000、2000分成尽可能 长的同样长的小路。由于2500、4000、2000的最大公约数是500,所以,整段路最少需要的民警数是(5000+8000+4000)+500+1=35(名)。例2在一个正方体表面上,三只蚂蚁分别处在A、B、C的位置上,如图5.92所示,它们爬行 的速度相等。若要求它们同时出发会面,那么,应选择哪点会面最省时?(湖南怀化地区小学数学奥林匹克预赛试题)如图5.92讲析:因为三只蚂蚁速度相等,要想从各自的地点出发会面最省时,必须三者同时到达,即各 自行的路程相等。我们可将正方体表面展开,如图5.93,则A、B、C三点在同一平面上。这样,便将问题转化 为在同一平面内找出一点0,使0到这三点的距离相等且最短。如图5.93二所以,连接A和C,它与正方体的一条棱交于0;再连接0B,不难得出A0=0C二0B。故,0点即为三只蚂蚁会面之处。【最大值问题】例1有三条线段a、b、c,并且aVbVc。判断:图5.94的三个梯形中,第几个图形面积最 大?(全国第二届“华杯赛”初赛试题)讲析:三个图的面积分别是:J(a+c)Xb;:(b+c)Xa;g(a+b)X c;三个面积数变化的部分是两数和与另一数的乘积,不变量是(a+b+c)的和一定。其问题实 质上是把这个定值拆成两个数,求这两个数为何值时,乘积最大。由等周长的长方形面积最大原理 可知,(a+b)Xc这组数的值最接近。故图(3)的面积最大。例2某商店有一天,估计将进货单价为90元的某商品按100元售出后,能卖出500个。已知 这种商品每个涨价1元,其销售量就减少10个。为了使这一天能赚得更多利润,售价应定为每个 _yu o(台北市数学竞赛试题)讲析:因为按每个100元出售,能卖出500个,每个涨价1元,其销量减少10个,所以,这 种商品按单价90元进货,共进了 600个。现把600个商品按每份10个,可分成60份。因每个涨价1元,销量就减少1份(即10个);相反,每个减价1元,销量就增加1份。所以,每个涨价的钱数与销售的份数之和是不变的(为60),根据等周长长方形面积最大原 理可知,当把60分为两个30时,即每个涨价30元,卖出30份,此时有最大的利润。因此,每个售价应定为90+30=120(元)时,这一天能获得最大利润。2、最值规律【积最大的规律】(1)多个数的和一定(为一个不变的常数),当这几个数均相等时,它们的积最大。用字母 表小,就是如果为+a+dn=b(b为一常数),那么,当2二二an时,aiXaXXan有最大值。例如,ai+a2=10,1+9=101X9=9;2+8=10-2X8=16;3+7=103X7=21;4+6=10-4X6=24;4.5+5.5=104.5X5.5=24.75;5+5=105X5=25;5.5+4.5=105.5X4.5=24.75;9+1=109X1=9;由上可见,当、a?两数的差越小时,它们的积就越大;只有当它们的差为0,即为9时,它 们的积就会变得最大。三个或三个以上的数也是一样的。由于篇幅所限,在此不一一举例。由“积最大规律”,可以推出以下的结论:结论1所有周长相等的n边形,以正n边形(各角相等,各边也相等的n边形)的面积为最 大。例如,当联4时,周长相等的所有四边形中,以正方形的面积为最大。例题:川长为24厘米的铁丝,围成一个长方形,长宽如何分配时,它的面积为最大?解 设长为a厘米,宽为b厘米,依题意得(a+b)X2=24即 a+b-12由积最大规律,得a=b二6(厘米)时,面积最大为6X6=36(平方厘米)。(注:正方形是特殊的矩形,即特殊的长方形。)结论2在三度(长、宽、高)的和一定的长方体中,以正方体的体积为最大。例题:用12米长的铁丝焊接成一个长方体,长、宽、高如何分配,它的体积才会最大?解 设长方体的长为a米,宽为b米,高为c米,依题意得(a+b+c)X4=12即 a+b+c=3由积最大规律,得a二b二c=l(米)时,长方体体积为最大。最大体积为IX IX 1=1(立方米)。(2)将给定的自然数N,分拆成若干个(不定)的自然数的和,只有当这些自然数全是2或3,并且2至多为两个时,这些自然数的积最大。例如,将自然数8拆成若干个自然数的和,要使这些自然数的乘积为最大。怎么办呢?我们可将各种拆法详述如下:分拆成8个数,则只能是8个“1”,其积为1。分拆成7个数,则只能是6个“1”,1个“2”,其积为2。分拆成6个数,可得两组数:(1,1,1,1,1,3);(1,1,1,1,2,2)o它们的积分别 是3和4。分拆成 5 个数,可得三组数:(1,1,1,1,4);(1,1,1,2,3);(1,1,2,2,2)。它们的积分别为4,6,8o分拆成 4 个数,可得 5 组数:(1,1,1,5);(1,1,2,4);(1,1,3,3);(1,2,2,3);(2,2,2,2)o 它们的积分别为 5,8,9,12,16。分拆成 3 个数,可得 5 组数:(1,1,6);(1,2,5);(1,3,4);(2,2,4);(2,3,3)o它们的积分别为6,10,12,16,18o分拆成2个数,可得4组数:(1,7);(2,6);(3,5);(4,4)。它们的积分别为7,12,15,16o分拆成一个数,就是这个8。从上面可以看出,积最大的是18=3X3X2o可见,它符合上面所述规律。用同样的方法,将6、7、14、25分拆成若干个自然数的和,可发现6二3+3时,其积3X3=9为最大;7=3+2+2时,其积3 X 2义2=12为最大;14=3+3+3+3+2 时,其积 3X3X3X3X2-162 为最大;25=3+3+-+3+2+2时,X 22=8748为最大。._37个由这些例子可知,上面所述的规律是正确的。【和最小的规律】几个数的积一定,当这几个数相等时,它们的和相等。用字母表达,就是 如果aiXazXXan=c(c为常数),那么,当ai=a2=-=an时,ai+a2+an有最小值。例如,aiXa2=9,X 18=9-k 5+18=18;1X9=91+9=10;2义41=9f 2+41=612 2 23X3=9-3+3=6;4X27=94+27=6ii由上述各式可见,当两数差越小时,它们的和也就越小;当两数差为。时,它们的和为最小。例题:川铁丝围成一个面积为16平方分米的长方形,如何下料,材料最省?解 设长方形长为a分米,宽为b分米,依题意得aXb二16。要使材料最省,则长方形周长或最小,即a+b要最小。根据“和最小规律”,取a=b=4(分米)时,即用16分米长的铁丝围成一个正方形,所用的材料为最省。推论由“和最小规律”可以推出:在所有面积相等的封闭图形中,以圆的周长为最小。例如,面积均为4平方分米的正方形和圆,正方形的周长为8分米;而圆的半径为:五分米,圆周长为4石=7.08(分米),小于8分米。所以圆的周长小于正方形的周长。【面积变化规律】在周长一定的正多边形中,边数越多,面积越大。例如,周长为6分米的正方形与正六边形中,正方形的边长为米,面积为X弓=29平方分米;而正六边形有六个边长为1分米的等边三角形,每个等边三角形的面积为拳=0.433(平方分米),则正六边形的面积约为 0.433X6=2.598(平方分米)。显然,2,59821,所以,正六边形的面积,大于和它周长相等的正方形的面积。推论由这一面积变化规律,可以推出下面的结论:在周长一定的所有封闭图形中,以圆的面积为最大。例如,周长为4分米的正方形面积为1平方分米;而周长为4分米的圆,半径为不分米,面积为+=1.273(平方分米)。1.2731,故圆面积大于和它周长相等的正方形面积。【体积变化规律】在表面积一定的正多面体(各面为正n边形,各面角和各二面角相等的多 面体)中,面数越多,体积越大。例如,表面积为8平方厘米的正四面体SABC(如图1.30),它每一个面均为正三角形,每 个三角形面积为2平方厘米,它的体积约是1.1697立方厘米。而表面积为8平方厘米的正方体(如图1.31),每个面的面积为8+6=*(平方厘米),边长约为1.1546厘米,体积约为1.539立方厘米。显然,正方体体积大于正四面体体积。推论由这一体积变化规律,可推出如下结论:在表面积相等的所有封闭体中,以球的体积为最大。例如,表面积为8平方厘米的正四面体,体积约为1.1697立方米;表面积为8平方厘米的正 六面体(正方体),体积约为L 539立方厘米;而表面积是8平方厘米的球,体积却约有2.128 立方厘米。可见上面的结论是正确的。【排序不等式】对于两个有序数组:aW&W-Wan 及 biWbzW-Wbn,贝U aibi+a2b2+.+anb 拍 n(同序)TNaib 拍 1+a2b 拍 2+anb 拍 n(乱序)2aibn+a2bn-l+anbl(倒序)(其中b拍1、b拍2、b拍n为bl、b2,、bn的任意一种排列(顺序、倒序排列在外),当且仅当d国2二二4,或Wb2二 二bn时,式中等号成立o)由这一不等式可知,同序积之和为最大,倒序积之和为最小。例题:设有10个人各拿一只水桶,同时到一 个水龙头下接水。水龙头注满第一、第二、九、十个人的桶,分别需要1、2、3、9、10分钟。问:如何安排这10个人的排队顺序,可使每个人所费时间的总和尽可能少?这个总费时 至少是多少分钟?%舛%G解 设每人水桶注满时间的一个有序数组为:1,2,3,,9,10o打水时,等候的人数为第二个有序数组,等候时间最长的人数排前,这样组成1,2,3,9,10o根据排序不等式,最小积的和为倒序,即IX 10+2 X 9+3 X 8+4 X 7+5 X 6+6 X 5+7 X 4+8 X 3+9 X 2+10 X 1=(1 X 10+2X9+3X8+4X7+5X6)X2=(10+18+24+28+30)X2=220(分钟)其排队顺序应为:根据注满一桶水所需时间的多少,按从少到多的排法。3、最优方案与最佳策略【最优方案】例1某工厂每天要生产甲、乙两种产品,按工艺规定,每件甲产品需分别在A、B、C、D四台 不同设备上加工2、1、4、0小时;每件乙产品需分别在A、B、C、D四台不同设备上加工2、2、0、4小时。已知A、B、C、D四台设备,每天最多能转动的时间分别是12、8、16、12小时。生产一 件甲产品该厂得利润200元,生产一件乙产品得利润300元。问:每天如何安排生产,才能得到最 大利润?(中国台北第一届小学数学竞赛试题)讲析:设每天生产甲产品a件,乙产品b件。由于设备A的转动时间每天最多为12小时,则 有:(2a+2b)不超过12o又(a+2b)不超过8,4a不超过16,4b不超过12o由以上四个条件知,当b取1时,a可取1、2、3、4;当b取2时,a可取1、2、3、4;当b取3时,a可取1、2o这样,就是在以上情况下,求利润200a+300b的最大值。可列表如下:b123i1234123412200a+300b500700900110080010001200140011001300所以,每天安排生产4件甲产品,2件乙产品时,能得到最大利润1400元。例2甲厂和乙厂是相邻的两个服装厂。它们生产同一规格的成衣,每个厂的人员和设备都能 进行上衣和裤子生产。由于各厂的特点不同,甲厂每月用弓的时间生产上衣,的时间生产裤子,每月生产900套成衣;乙厂每月用空的时间生产上衣,微的时间生产裤子,每月生产1200套成衣。现在两厂联合生产,尽量发挥各自的特长多生产成衣。那么现在比过去每月能多生产成衣_套。(1989年全国小学数学奥林匹克初赛试题)讲析:甲厂每月用(即当的时间生产上衣;乙厂每月用之(即当、5 35 7 35的时间生产上衣。所以,甲厂长于生产裤子,乙厂长于生产上衣。如果甲厂全月生产裤子,则可生产2900+5=2250(条);如果乙厂全月生产上衣,则可生产41200+.=2100(件)。把甲厂生产的裤子与乙厂生产的上衣配成2100套成衣,这时甲厂生产150条裤子的时间可用 来生产成套的成衣2150X 5=60(套)。故现在比过去每月可以多生产60套。【最佳策略】例1A、B二人从A开始,轮流在1、2、3、1990这1990个数中划去一个数,直到最后 剩下两个数互质,那么B胜,否则A胜。问:谁能必胜?制胜的策略是什么?(中华电力杯少年数学竞赛试题)讲析:将这1990个数按每两个数分为一组;(1、2),(3、4),(5、6),(1989、1990)o当A任意在括号中划去一个时,B就在同一个括号中划去另一个数。这样B就一定能获胜。例2桌上放有1992根火柴。甲乙两人轮流从中任取,每次取得根数为1根或2根,规定取得 最后一根火柴者胜。问:谁可获胜?(1992年乌克兰基辅市小学数学竞赛试题)讲析:因为两人轮流各取一次后,可以做到只取3根。谁要抢到第1992根,谁就必须抢到第 1989 根,进而抢到第 1986、1983、1980、6、3 根。谁抢到第3根呢?自然是后取的人。即后取的可以获胜。后者获胜的策略是,当先取的人每取一次火柴梗时,他紧接着取一次,每次取的根数与先取的 加起来的和等于3。例3有分别装球73个和H8个的两个箱子,两人轮流在任一箱中任意取球,规定取得最后一 球者为胜。问:若要先取者为获胜,应如何取?(上海市数学竞赛试题)讲析:先取者应不断地让后者在取球之前,使两箱的球处于平衡状态,即每次先取者取之后,使两箱球保持相等。这样,先取者一定获胜。4、直接思路“直接思路”是解题中的常规思路。它一般是通过分析、综合、归纳等方法,直接找到解题的 途径。【顺向综合思路】从已知条件出发,根据数量关系先选择两个已知数量,提出可以解决的问 题;然后把所求出的数量作为新的已知条件,与其他的已知条件搭配,再提出可以解决的问题;这 样逐步推导,直到求出所要求的解为止。这就是顺向综合思路,运用这种思路解题的方法叫“综合 法”。例1兄弟俩骑车出外郊游,弟弟先出发,速度为每分钟200米,弟弟出发5分钟后,哥哥带 一条狗出发,以每分钟250米的速度追赶弟弟,而狗以每分钟300米的速度向弟弟追去,追上弟弟 后,立即返回,见到哥哥后又立即向弟弟追去,直到哥哥追上弟弟,这时狗跑了多少千米?分析(按顺向综合思路探索):(1)根据弟弟速度为每分钟200米,出发5分钟的条件,可以求什么?可以求出弟弟走了多少米,也就是哥哥追赶弟弟的距离。(2)根据弟弟速度为每分钟200米,哥哥速度为每分钟250米,可以求什么?可以求出哥哥每分钟能追上弟弟多少米。(3)通过计算后可以知道哥哥追赶弟弟的距离为1000米,每分钟可追上的距离为50米,根 据这两个条件,可以求什么?可以求出哥哥赶上弟弟所需的时间。(4)狗在哥哥与弟弟之间来回不断奔跑,看起来很复杂,仔细想一想,狗跑的时间与谁用的 时间是一样的?狗跑的时间与哥哥追上弟弟所用的时间是相同的。(5)已知狗以每分钟300米的速度,在哥哥与弟弟之间来回奔跑,直到哥哥追上弟弟为止,和哥哥追上弟弟所需的时间,可以求什么?可以求出这时狗总共跑了多少距离?这个分析思路可以用下图(图2.1)表示。图2.1例2下面图形(图2.2)中有多少条线段?A B C D E F GI 1f 1 11图2.2分析(仍可用综合思路考虑):我们知道,直线上两点间的一段叫做线段,如果我们把上面任意相邻两点间的线段叫做基本线 段,那么就可以这样来计数。(1)左端点是A的线段有哪些?有 AB AC AD AE AF AG 共 6 条。(2)左端点是B的线段有哪些?有 BC、BD、BE、BF、BG 共 5 条。(3)左端点是C的线段有哪些?有 CD、CE、CF、CG 共 4 条。(4)左端点是D的线段有哪些?有 DE、DF、DG 共 3 条。(5)左端点是E的线段有哪些?有EF、EG共2条。(6)左端点是F的线段有哪些?有FG共1条。然后把这些线段加起来就是所要求的线段。【逆向分析思路】从题目的问题入手,根据数量关系,找出解这个问题所需要的两个条件,然后把其中的一个(或两个)未知的条件作为要解决的问题,再找出解这一个(或两个)问题所需 的条件;这样逐步逆推,直到所找的条件在题里都是已知的为止,这就是逆向分析思路,运用这种 思路解题的方法叫分析法。例1两只船分别从上游的A地和下游的B地同时相向而行,水的流速为每分钟30米,两船在 静水中的速度都是每分钟600米,有一天,两船又分别从A、B两地同时相向而行,但这次水流速 度为平时的2倍,所以两船相遇的地点比平时相遇点相差60米,求A、B两地间的距离。分析(用分析思路考虑):(1)要求A、B两地间的距离,根据题意需要什么条件?需要知道两船的速度和与两船相遇的时间。(2)要求两船的速度和,必要什么条件?两船分别的速度各是多少。题中已告之在静水中两船都是每分钟600米,那么不论其水速是否 改变,其速度和均为(600+600)米,这是因为顺水船速为:船速+水速,逆水船速为:船速-水速,故顺水船速与逆水船速的和为:船速+水速+船速-水速二2个船速(实为船在静水中的速度)(3)要求相遇的时间,根据题意要什么条件?两次相遇的时间因为距离相同,速度和相同,所以应该是相等的,这就是说,尽管水流的速度 第二次比第一次每分钟增加了 30米,仍不会改变相遇时间,只是改变了相遇地点:偏离原相遇点 60米,由此可知两船相遇的时间为60 30二2(小时)。此分析思路可以用下图(图2.3)表示:图2.3例2五环图由内径为4,外径为5的五个圆环组成,其中两两相交的小曲边四边形(阴影部分)的面积都相等(如图2.4),已知五个圆环盖住的总面积是122.5,求每个小曲边四边形的面积(圆 周率兀取3.14)图2.4分析(仍用逆向分析思路探索):(1)要求每个小曲边四边形的面积,根据题意必须知道什么条件?曲边四边形的面积,没有公式可求,但若知道8个小曲边四边形的总面积,则只要用8个曲边 四边形总面积除以8,就可以得到每个小曲边四边形的面积了。(2)要求8个小曲边四边形的总面积,根据题意需要什么条件?8个小曲边四边形恰好是圆环面积两两相交重叠一次的部分,因此只要把五个圆环的总面积减 去五个圆环盖住的总面积就可以了。(3)要求五个圆环的总面积,根据题意需要什么条件?求出一个圆环的面积,然后乘以5,就是五个圆环的总面积。(4)要求每个圆环的面积,需要什么条件?已知圆环的内径(4)和外径(5),然后按圆环面积公式求就是了。圆环面积公式为:S 圆环二 n(R2-r2)二兀(R+r)(Rr)其思路可用下图(图2.5)表示:图2.5【一步倒推思路】顺向综合思路和逆向分析思路是互相联系,不可分割的。在解题时,两种 思路常常协同运用,一般根据问题先逆推第一步,再根据应用题的条件顺推,使双方在中间接通,我们把这种思路叫“一步倒推思路”。这种思路简明实用。例1 一只桶装满10千克水,另外有可装3千克和7千克水的两只空桶,利用这三只桶,怎样 才能把10千克水分为5千克的两份?分析(用一步倒推思路考虑):(1)逆推第一步:把10千克水平分为5千克的两份,根据题意,关键是要找到什么条件?因为有一只可装3千克水的桶,只要在另一只桶里剩2千克水,利用3+2=5,就可以把水分 成5千克一桶,所以关键是要先倒出一个2千克水。(2)按条件顺推。第一次:10千克水倒入7千克桶,10千克水桶剩3千克水,7千克水倒入 3千克桶,7千克水桶剩4千克水,3千克水桶里有水3千克;第二次:3千克桶的水倒入10千克 水桶,这时10千克水桶里有水6千克,把7千克桶里的4千克水倒入3千克水桶里,这时7千克 水桶里剩水1千克,3千克水桶里有水3千克;第三次:3千克桶里的水倒入10千克桶里,这时 10千克桶里有水9千克,7千克桶里的1千克水倒入3千克桶里,这时7千克桶里无水,3千克桶 里有水1千克;第四次:10千克桶里的9千克水倒入7千克桶里,10千克水桶里剩下2千克水,7千克桶里的水倒入3千克桶里(原有1千克水),只倒出2千克水,7千克桶里剩水5千克,3 千克桶里有水3千克,然后把3千克桶里的3千克水倒10千克桶里,因为原有2千克水,这时也 正好是5千克水了。其思路可用下图(图2.6和图2.7)表示:问题:怎样把10千克水分为5千克的两份先倒出一个2千克水利用3+2=5逆推第一步条件(单位:千克)10 10从条件顺推10 10凌遵H。国国J-1 B10,1。1Bd !6 乙 同图2.7例2今有长度分别为1、2、39厘米的线段各一条,可用多少种不同的方法,从中选用若 干条线段组成正方形?分析(仍可用一步倒推思路来考虑):(1)逆推第一步。要求能用多少种不同方法,从中选用若干条线段组成正方形必须的条件是 什么?根据题意,必须知道两个条件。一是确定正方形边长的长度范围,二是每一种边长有几种组成 方法。(2)从条件顺推。因为九条线段的长度各不相同,所以用这些线段组成的正方形至少要7条,最多用了 9条,这样就可以求出正方形边长的长度范围为(1+2+7)+4-(1+2+.+9)+4=7-11(厘米)。当边长为7厘米时,各边分别由1+6、2+5、3+4及7组成,只有一种组成方法。当边长为8厘米时,各边分别由1+7、2+6、3+5及8组成,也只有一种组成方法。当边长为9厘米时,各边分别由1+8、2+7、3+6及9;1+8、2+7、4+5及9;2+7、3+6、4+5 及 9;1+8、3+6、4+5 及 9;1+8、2+7、3+6 及 4+5 共 5 种组成方法。当边长为10厘米时,各边分别由1+9、2+8、3+7及4+6组成,也只有一种组成方法。当边长为H厘米时,各边分别由2+9、3+8、4+7及5+6组成,也只有一种组成方法。将上述各种组成法相加,就是所求问题了。此题的思路图如下(图2.8):问题:能用多少种不同方法从中选用若干条线段组成正方形正方形边长的长度范围第一种边长各奉 多少种蛆成法逆推第一步|用1、2、3、4 50条线组成正方形|图2.8条件【还原思路】从叙述事情的最后结果出发利用已知条件,一步步倒着推理,直到解决问题,这种解题思路叫还原思路。解这类问题,从最后结果往回算,原来加的用减、原来减的用加,原来 乘的用除,原来除的用乘。运用还原思路解题的方法叫“还原法”。例1 一个数加上2,减去3,乘以4,除以5等于12,你猜这个数是多少?分析(用还原思路考虑):从运算结果12逐步逆推,这个数没除以5时应等于多少?没乘以4时应等于多少?不减去3 时应等于多少?不加上2时又是多少?这里分别利用了加与减,乘与除之间的逆运算关系,一步步 倒推还原,直找到答案。其思路图如下(图2.9):条件:一个数f加2,口减3 f 口乘以4-口除以5等于叵还原问题,山一减2-日加E;一叵|除以4-臼乘以5图2.9例2李白街上走,提壶去打酒;遇店加一倍,见花喝一斗,三遇店和花,喝光壶中酒。试问 酒壶中,原有多少酒?分析(用还原思路探索):李白打酒是我国民间自古以来广为流传的一道用打油诗叙述的著名算题。题意是:李白提壶上 街买酒、喝酒,每次遇到酒店,便将壶中的酒量增添1倍,而每次见到香花,便饮酒作诗,喝酒1 斗。这样他遇店、见花经过3次,便把所有的酒全喝光了。问:李白的酒壶中原有酒多少?下面我们运川还原思路,从“三遇店和花,喝光壶中酒”开始推算。见花前有1斗酒。第三次:见花后壶中酒全喝光。第三次:遇店前壶中有酒半斗。第二次:见花前一一壶中有酒斗半(1+)。1 3遇店前一一壶中有酒斗半的1半(1+4)-2=!2 4第一次:见花前壶中有酒为第二次遇店前的再加1斗。遇店前壶中有酒为第一次见花前的一半。其思路图如下【假设思路】在自然科学领域内,一些重要的定理、法则、公式等,常常是在“首先提出假 设、猜想,然后再进行检验、证实”的过程中建立起来的。数学解题中,也离不开假设思路,尤其 是在解比较复杂的题目时,如能用“假设”的办法去思考,往往比其他思路简捷、方便。我们把先 提出假设、猜想,再进行检验、证实的解题思路,叫假设思路。例1中山百货商店,委托运输队包运1000只花瓶,议定每只花瓶运费0.4元,如果损坏一只,不但不给运费,而且还要赔偿损失5.1元。结果运输队获得运费382.5元。问:损坏了花瓶多少只?分析(用假设思路考虑):(1)假设在运输过程中没有损坏一个花瓶,那么所得的运费应该是多少?0.4X1000=400(元)o(2)而实际只有383.5元,这当中的差额,说明损坏了花瓶,而损坏一只花瓶,不但不给运 费,而且还要赔偿损失5.1元,这就是说损坏一只花瓶比不损坏一只花瓶的差额应该是多少元?0.4+5.1=5.5(元)(3)总差额中含有一个5.5元,就损坏了一只花瓶,含有几个5.5元,就是损坏了几只花瓶。由此便可求得本题的答案。例2有100名学生在车站准备乘车去离车站600米的烈士纪念馆搞活动,等最后一人到达纪 念馆45分钟以后,再去离纪念馆900米的公园搞活动。现在有中巴和大巴各一辆,它们的速度分 别是每分钟300米和150米,而中巴和大巴分别可乘坐10人和25人,问最后一批学生到达公园最 少需要多少时间?分析(用假设思路思索);假设从车站直接经烈士纪念馆到公园,则路程为(600+900)米。把在最后1人到达纪念馆后 停留45分钟,假设为在公园停留45分钟,则问题将大大简化。(1)从车站经烈士纪念馆到达公园,中巴、大巴往返一次各要多少时间?中巴:(600+900)+300X2=10(分钟)大巴:(600+900)+150X2=20(分钟)(2)中巴和大巴在20分钟内共可运多少人?中巴每次可坐10人,往返一次要10分钟,故20分钟可运20人。大巴每次可坐25人,往返一次要20分钟,故20分钟可运25人。所以在20分钟内中巴、大巴共运45人。(3)中巴和大巴20分钟可运45人,那么40分钟就可运45X2=90(人),100人运走90 人还剩下10人,还需中巴再花10分钟运一次就够了。(4)最后可求出最后一批学生到达公园的时间:把运90人所需的时间,运10人所需的时间,和在纪念馆停留的时间相加即可。【消去思路】对于要求两个或两个以上未知数的数学题,我们可以想办法将其中一个未知数 进行转化,进而消去一个未知数,使数量关系化繁为简,这种思路叫消去思路,运用消去思路解题 的方法叫消去法。二元一次方程组的解法,就是沿着这条思路考虑的。例1师徒两人合做一批零件,徒弟做了 6小时,师傅做了 8小时,一共做了 312个零件,徒 弟5小时的工作量等于师傅2小时的工作量,师徒每小时各做多少个零件?分析(川消去思路考虑):这里有师、徒每小时各做多少个零件两个未知量。如果以徒弟每小时工作量为1份,把师傅的 工作量用徒弟的工作量来代替,那么师傅8小时的工作量相当于这样的几份呢?很明显,师傅2 小时的工作量相当于徒弟5小时的工作量,那么8小时里有几个2小时就是几个5小时工作量,这 样就把师傅的工作量换成了徒弟的工作量,题目里就消去了师傅工作量这个未知数;然后再看312 个零件里包含了多少个徒弟单位时间里的工作量,就是徒弟应做多少个。求出了徒弟的工作量,根 据题中师博工作量与徒弟工作量的倍数关系,也就能求出师傅的工作量了。例2小明买2本练习本、2枝铅笔、2块橡皮,共用0.36元,小军买4本练习本、3枝铅笔、2块橡皮,共用去0.60元,小庆买5本练习本、4枝铅笔、2块橡皮,共用去075元,问练习本、铅笔、橡皮的单价各是多少钱?分析(用消去法思考):这里有三个未知数,即练习本、铅笔、橡皮的单价各是多少钱?我们要同时求出三个未知数是 有困难的。应该考虑从三个未知数中先去掉两个未知数,只留下一个未知数就好了。如何消去一个未知数或两个未知数?一般能直接消去的就直接消去,不能直接消去,就通过扩 大或缩小若干倍,使它们之间有两个相同的数量,再用加减法即可消去,本题把小明小军、小庆所 购买的物品排列如下:小明2本2枝2块0.36元小军4本3枝2块0.60元小庆5本4枝2块0.75元现在把小明的各数分别除以2,可得到1本练习本、1枝铅笔、1块橡皮共0.18元。接着用小庆的各数减去小军的各数,得1本练习本、1枝铅笔为0.15元。再把小明各数除以2所得的各数减去上数,就消去了练习本、铅笔两个未知数,得到1块橡皮 0.03元,采用类似的方法可求出练习本和铅笔的单价。【转化思路】解题时,如果用一般方法暂时解答不出来,就可以变换一种方式去思考,或改 变思考的角度,或转化为另外一种问题,这就是转化思路。运用转化思路解题就叫转化法。例1姐妹两养兔100只,姐姐养的;比妹妹养的奈多16只,求姐妹两各养兔多少只?分析(用转化思路思索):题中数量关系比较复杂,两个分率的标准量不同,为了简化数量关系,我们假设姐姐养的;等于妹妹养的,那么姐姐比实际养的只数少了多少只呢?这时两人养的总只数该是多少只呢?假设后的数量关系,两人养的总只数应是:100T6义 3=52(只)根据上面的假设,此题就转化为“姐妹两人共养兔52只,姐姐养的;等于妹妹养的奈,两人各养兔多少只?”这时问题就解决了。例2计算:1+-+-1+2 1+2+3 1+2+3+100分析(用转化思路分析):本题求和,题中每个分数的分子都是1,分母是几个连续自然数的和,好像不能把每个分数分 成两个分数相减,然后相加抵消一些数。但是只要我们按等差数列求和公式,求出分母就会发现,可将上面各分数的分母转化为两个连续自然数积的形式。因为1=1 1 2苗=(1+2)7,它共有(5+1)X(1+1)X(1+1)=16(个)奇约数。所以,945共能分拆成16-1二15(种)不同形式的连续自然数之和。例2几个连续自然数相加,和能等于1991吗?如果能,有几种不同的答案?写出这些答案;如果不能,说明理由。(全国第五届从小爱数学邀请赛试题)讲析:1991=11X181,它共有(1+1)X(1+1)=4(个)奇约数。所以,1991可以分成几个连续自然数相加,并且有3种答案。由 1991=1X1991 得:1991=995+996o由 1991-11X181 得:181+181+181J11个相加176+177+186;1991=181+181+.+181=(90+91)+(89+92)+11个181相加+(80+101)=80+81+100+101o6、整除及数字整除特征【数字整除特征】例1 42口28口是99的倍数,这个数除以99所得的商是_。(上海市第五届小学数学竞赛试题)讲析:能被99整除的数,一定能被9和H整除。设千位上和个位上分别填上数字a、b,贝1J:各位上数字之和为16+(a+b)。要使原数能被9 整除,必须使16+(a+b)是9的倍数,即(a+b)之和只能取2或11。又原数奇位上的数字和减去偶位上数字和的差是(8+a-b)或(b-a-8),要使原数能被H整 除,必须使(8+a-b)或(b-a-8)是11的倍数。经验证,(b-a-8)是11的倍数不合。所以a-b=3o又a+b=2或H,可求得a=7,b=4o从而很容易求出商为427284+99=4316。例2某个七位数1993口 口能同时被2、3、4、5、6、7、8、9整除,那么它的最后三位数字 依次是_。(1993年全国小学数学奥林匹克初赛试题)讲析:因为2、3、4、5、6、7、8、9的最小公倍数是2520。而 1993000+2520=790 余 2200。于是再加上(2520-2200)二320时,就可以了。所以最后三位数字依次是3、2、0。例3七位数175口62口的末位数字是的时候,不管千位上是0到9中的哪一个数字,这个七 位数都不是11的倍数。(上海市第五届小学数学竞赛试题)讲析:设千位上和个位上的数字分别是a和b。则原数奇位上各数字和与偶位上各数字之和的 差是3+(b-a)或(a-b)-3 o要使原数是H的倍数,只需3+(b-a)或(a-b)-3是H的倍数。则有b-a=8,或者a-b=3。当b-a=8时,b可取9、8;当 a-b=3 时,b 可取 6、5、4、3、2、1、0o所以,当这个七位数的末位数字取7时,不管千位上数字是几,这个七位数都不是H的倍数。例4下面这个四十一位数555D999(其中5和9各有20个)能被7整除,那么中间方格内的数字是(1991年全国小学数学奥林匹克决赛试题)讲析:注意到nnn+7=15873,所以555555与999999也能被7整除。则18个5或18个9 组成的数,也能被7整除。要使原四十一位数能被7整除,只需55D99这个五位数是7的倍数。容易得出,中间方格内的数字是6。【整除】例1 一个数除以3余2,除以5余3,除以7余2,适合这些条件的最小数是 o(天津市第一届“我爱数学”邀请赛试题)讲析:所求这个数分别除以3和7时,余数相同。3和7的最小公倍数为21。所以这个数是23。经检验,23除以5商4余3,23是本题的答案。例2 一个整数在3600到3700之间,它被3除余2,被5除余1,被7除余3。这个整数是(现代小学数学邀请赛试题)讲析:所求整数分别除以3、5、7以后,余数各不相同。但仔细观察可发现,当把这个数加上 4以后,它就能同时被3、5、7整除了。因为3、5和7的最小公倍数是105。3600 105=34 余 30,105-30=75,所以,当3600加上75时,就能被3、5和7整除了。即所求这个整数是3675。例3在一个两位数中间插入一个数字,就变成了一个三位数。如52中间插入4后变成542。有些两位数中间插入某个数字后变成的三位数,是原两位数的9倍。这样的两位数共有一个。(中南地区小学数学竞赛试题)讲析:因为插入一个数字后,所得的三位数是原两位数的9倍,且个位数字相同。则原两位数 的个位数字一定是。或5。又插入的一个数字,必须小于个位数字,否则新三位数就不是原两位数的9倍了。因此原二位 数的个位不能为0,而一定是5。结合被9整除的数字特征,不难找到符合要求的两位数有45、35、25和15共4个。例4a是一个自然数,已知a与a+1的各位数字之和都能被7整除,那么这样的自然数a最小 是_。(1993年全国小学数学奥林匹克总决赛第一试试题)讲析:a与a+1的各位数字之和都是7的倍数。则a的个位数字一定是9。因为如果个位上不 是9时,若a的各位数字之和是7的倍数,则a+1的各位数字之和除以7以后,肯定余1。只有当a的个位上是9时,a+1之后,个位上满十后向前一位进一,a+1的个位数字和才有可 能是7的倍数。联想到69,69+1=70,经适当调整可得,符合条件的最小数a是69999。例5 一个自然数被8除余1,所得的商被8除也余1,再把第二次所得的商被8除后余7,最 后得到的一个商是a见图5.43(1),又知这个自然数被17除余4,所得的商被17除余15,最 后得到一个商是2a见图5.43(2),求这个自然数。(北京市第九届“迎春杯”小学数学竞赛试题)8晚的警戮余1 171所求的自然数余48曾一次商余1.第一次商余158 1第二次商余7 一图5.43讲析:可从最后的商步步向前推算。由图5.43(1)可得:第二次商是(8a+7);第一次商是8义(8a+7)+l=64a+57;所求的自然 数是 8X(64a+57)+l=512a+457由图5.43(2)得,所求的自然数是578a+259所以,512a+457=578a+259o解得a=3o故,这个自然数是512X3+457=1993。例6某住宅区有十二家住户。他们的门牌号分别是1、2、3、12。他们的电话号码依次 是十二个
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