第七屆日本數(shù)學(xué)奧林匹克竟賽試題分析
來(lái)源:網(wǎng)友投稿 文章作者:王海山 張麗 2008-11-04 09:16:08

問(wèn)題1 兩個(gè)整數(shù)相加時(shí),得到的數(shù)是一個(gè)兩位數(shù),且兩個(gè)數(shù)字相同;相乘時(shí),得到的數(shù)是一個(gè)三位數(shù),且三個(gè)數(shù)字相同,請(qǐng)寫(xiě)出所有滿足上述條件的兩個(gè)整數(shù)。
分析與解 兩位數(shù)中,數(shù)字相同的兩位數(shù)有11、22、33、44、55、66、77、88、99共九個(gè),它們中的每個(gè)數(shù)都可以表示成兩個(gè)整數(shù)相加的形式,例如33=1+32=2+31=3+30=……=16+17,共有16種形式,如果把每個(gè)數(shù)都這樣分解,再相乘,看哪兩個(gè)數(shù)的乘積是三個(gè)數(shù)字相同的三位數(shù),顯然太繁瑣了?梢詮某朔e入手,因?yàn)槿齻(gè)數(shù)字相同的三位數(shù)有111、222、333、444、555、666、777、888、999,每個(gè)數(shù)都是111的倍數(shù),而111=37×3,因此把這九個(gè)數(shù)表示成一個(gè)兩位數(shù)與一個(gè)一位數(shù)或兩個(gè)兩位數(shù)相乘時(shí),必有一個(gè)因數(shù)是37或37的倍數(shù),但只能是37的2倍(想想為什么?)
把九個(gè)三位數(shù)分解:
111=37×3 222=37×6=74×3
333=37×9 444=37×12=74×6
555=37×15 666=37×18=74×9
777=37×21 888=37×24=74×12
999=37×27
把兩個(gè)因數(shù)相加,只有(74+3=)77和(37+18=)55的兩位數(shù)字相同。所以滿足見(jiàn)意的答案是74和3,37和18。
問(wèn)題2 把26個(gè)玻璃球分裝在a、b、c、d、e五個(gè)袋子里,每個(gè)袋子里的球數(shù)不同且都裝了1個(gè)以上。用一臺(tái)天平稱(chēng)重量,當(dāng)稱(chēng)到裝有11個(gè)玻璃球的袋子時(shí),超重警鈴就會(huì)響?聪聢D。
當(dāng)①、③、④的狀態(tài)時(shí),警鈴就響;②的狀態(tài)時(shí),警鈴不響。
請(qǐng)按從小到大的順序?qū)懗鲅b入5個(gè)袋中玻璃球的數(shù)量的組合(例如:1、3、5、7、10),并寫(xiě)出所有的組合。
分析與解 根據(jù)題意,a、b、c、d、e袋中裝的玻璃球的數(shù)量各不相同。a、b、c、d、e五個(gè)袋子里共裝有26個(gè)玻璃球,這26個(gè)玻璃球的重量應(yīng)是相同的,所以五個(gè)袋子的重量各不相同。用一臺(tái)天平稱(chēng)重,當(dāng)稱(chēng)到裝有11個(gè)玻璃球的袋子時(shí),超重警鈴就會(huì)響,這一條件,應(yīng)理解為天平稱(chēng)得的玻璃球個(gè)數(shù)是11或多于11個(gè)時(shí),超重警鈴就會(huì)響。從給出的條件可知:
比較(2)、(3)、(4)式可知,a<b,a<d。
由(1)+(3),(1)+(4),(5)式可得:
由上面的三個(gè)式子可知,b、d兩袋中球的數(shù)量是4或3或2或1個(gè),但由于a<b,a<d,所以a袋中球的數(shù)量是2或1個(gè),b、d兩袋中的球只能是4或3或2個(gè)。進(jìn)一步由(2)、(3)、(4)式可知,c袋中球的數(shù)量只能是8或9個(gè)。
由此可列舉出符合題意的數(shù)組,它們是:
。1、2、3、9、11)(1、2、4、9、10)
。1、3、4、8、10)(2、3、4、8、9)
問(wèn)題3 把6cm×10cn的長(zhǎng)方形沿點(diǎn)線分割成4個(gè)圖形,請(qǐng)按下面兩個(gè)要求分割。
①分割后的4個(gè)圖形,面積可大可小,但它們應(yīng)該互為相似形;
、诜指詈蟮4個(gè)圖形,可以有面積相等的,但不能都是面積相等的圖形。
請(qǐng)回答出4種分割方法,并分別在解答欄中用實(shí)線畫(huà)出(翻轉(zhuǎn)后如果同另一種分割重疊的話,將看做是同一種分割方法)。
分析與解 先來(lái)解釋一下什么是相似形。把一個(gè)多邊形的各邊都擴(kuò)大或縮小相同的倍數(shù)后與另一個(gè)多邊形的每一對(duì)應(yīng)邊都完全重合,這樣的兩個(gè)多邊形就是相似形。例如,所有的等邊三角形都是相似的,所有的正方形都是相似的。
把大長(zhǎng)方形沿點(diǎn)線分割成4部分,可以將其分成四個(gè)長(zhǎng)方形。根據(jù)長(zhǎng)方形長(zhǎng)與寬的不同比值,結(jié)合題意,枚舉出每一類(lèi)可能分割出的長(zhǎng)方形,看用哪一類(lèi)中的4個(gè)長(zhǎng)方形(面積不同的)能拼出6cm×10cm的長(zhǎng)方形(為了敘述方便,下面省去單位)。
。ㄒ唬1×n形(即長(zhǎng)方形長(zhǎng)與寬的比是1:n,n是整數(shù))
。l)最小的長(zhǎng)方形是1×1,與它相似的長(zhǎng)方形有2×2,3×3,4×4,5×5,6×6。
可以分割出6×6的長(zhǎng)方形(見(jiàn)圖1)。
不能分割出5×5的長(zhǎng)方形(見(jiàn)圖2),因?yàn)椴徽摪?/font>5 × 5的長(zhǎng)方形放在6 × 10的長(zhǎng)方形中的哪一位置,在這個(gè)5×5的長(zhǎng)方形的上邊(或下邊)的5個(gè)小正方形,只能分割成5塊1×1的長(zhǎng)方形,這顯然不合題意。
分割出的長(zhǎng)方形中最大的不可能是4×4或更小的。因?yàn)椋?/font>4 × 4)× 4= 64> 6 × 10,(4 × 4) × 3+(3 × 3)×1=57< 6 × 10。
。2)最小的長(zhǎng)方形是1×2,與其相似的長(zhǎng)方形有2×4,3 × 6,4 × 8,5 × 10。
不能分割出5×10的長(zhǎng)方形(分析同(1)中 5×5)。
也不能分割出4×8的長(zhǎng)方形(見(jiàn)圖3),因?yàn)?/font>6×10-(4 × 8) ×1=32,(2 × 4)×3= 24<32。

還不能分割出3×6的長(zhǎng)方形。不能分出4個(gè)3×6的長(zhǎng)方形,因?yàn)椋?/font>3 × 6)× 4=72> 6 × 10。不能分出3個(gè)3×6的長(zhǎng)方形,因?yàn)?/font>6×10-(3×6)×3=6, 1×2=2< 6,2 × 4 = 8>6。不能分出2個(gè)3×6的長(zhǎng)方形,因?yàn)?/font>60-(3×6)×2=24,(2×4)×2=16<24,也不能分出1個(gè) 3×6的長(zhǎng)方形,因?yàn)椋?/font>3×6)×l+(2×4)×3=42<60。
更不能分割出2×4或回1×2的長(zhǎng)方形,因?yàn)椋?/font>2×4) × 4=32< 6×10。
。3)最小的長(zhǎng)方形是1×3,與其相似的長(zhǎng)方形有2×6,3×9。
可以分割出3×9的長(zhǎng)方形(見(jiàn)圖4)。
不能分割出2×6的長(zhǎng)方形,因?yàn)椋?/font>2×6)×4=48< 6×10。
。4)最小的長(zhǎng)方形是1×4,與其相似的長(zhǎng)方形有2×8,這樣的兩個(gè)長(zhǎng)方形都不能分割出來(lái)。因?yàn)椋?/font>2×8)×4=64>6×10,(2×8)×3+(1×4)×1=52<6×10。
。5)最小的長(zhǎng)方形是1×5,與其相似的長(zhǎng)方形有2×10,這樣的兩個(gè)長(zhǎng)方形都不能分割出來(lái)。因?yàn)椋?/font>2 ×10)×3=6×10,(2×10)×2+(1×5)×2=50< 6×10。
(6)同樣可以證明不能分割出 1×6、1×7、1×8、1×9、1×10這些長(zhǎng)方形。
。ǘ⿲(duì)于2×n、3×n、4×n、5×n形的長(zhǎng)方形,按照(一)的分析方法,可以找到一種符合題意的分割方法(見(jiàn)圖5)。

也可以把6×10的長(zhǎng)方形沿點(diǎn)線分割成其他多邊形(見(jiàn)圖6)。

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