所謂操作問題,實(shí)際上是對(duì)某個(gè)事物按一定要求進(jìn)行的一種變換,這種變換可以具體執(zhí)行。例如,對(duì)任意一個(gè)自然數(shù),是奇數(shù)就加1,是偶數(shù)就除以2。這就是一次操作,是可以具體執(zhí)行的。操作問題往往是求連續(xù)進(jìn)行這種操作后可能得到的結(jié)果。
1、 對(duì)于任意一個(gè)自然數(shù) n,當(dāng) n為奇數(shù)時(shí),加上121;當(dāng)n為偶數(shù)時(shí),除以2。這算一次操作,F(xiàn)在對(duì)231連續(xù)進(jìn)行這種操作,在操作過程中是否可能出現(xiàn)100?為什么?
解題思路:
這個(gè)過程還可以繼續(xù)下去,雖然一直沒有得到100,但也不能肯定得不到100。當(dāng)然,連續(xù)操作下去會(huì)發(fā)現(xiàn),數(shù)字一旦重復(fù)出現(xiàn)后,這一過程就進(jìn)入循環(huán),這時(shí)就可以肯定不會(huì)出現(xiàn)100。因?yàn)檫@一過程很長(zhǎng),所以這不是好方法。
解:因?yàn)?31和121都是11的倍數(shù),2不是11的倍數(shù),所以在操作過程中產(chǎn)生的數(shù)也應(yīng)當(dāng)是11的倍數(shù)。100不是11的倍數(shù),所以不可能出現(xiàn)。
由習(xí)題1看出,操作問題不要一味地去“操作”,而要找到解決問題的竅門。
2、對(duì)任意兩個(gè)不同的自然數(shù),將其中較大的數(shù)換成這兩數(shù)之差,稱為一次變換。如對(duì)18和42可進(jìn)行這樣的連續(xù)變換:
18, 42—→ 18, 24—→ 18, 6—→ 12, 6—→ 6, 6。直到兩數(shù)相同為止。問:對(duì)12345和54321進(jìn)行這樣的連續(xù)變換,最后得到的兩個(gè)相同的數(shù)是幾?
分析與解:如果兩個(gè)數(shù)的最大公約數(shù)是a,那么這兩個(gè)數(shù)之差與這兩個(gè)數(shù)中的任何一個(gè)的最大公約數(shù)也是a。因此在每次變換的過程中,所得兩數(shù)的最大公約數(shù)始終不變,所以最后得到的兩個(gè)相同的數(shù)就是它們的最大公約數(shù)。因?yàn)?2345和54321的最大公約數(shù)是3,所以最后得到的兩個(gè)相同的數(shù)是3。
注:這個(gè)變換的過程實(shí)際上就是求兩數(shù)最大公約數(shù)的輾轉(zhuǎn)相除法。
3、下圖是一個(gè)圓盤,中心軸固定在黑板上。開始時(shí),圓盤上每個(gè)數(shù)字所對(duì)應(yīng)的黑板處均寫著0。然后轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤,每次可以轉(zhuǎn)動(dòng)90°的任意整數(shù)倍,圓盤上的四個(gè)數(shù)將分別正對(duì)著黑板上寫數(shù)的位置,將圓盤上的數(shù)加到黑板上對(duì)應(yīng)位置的數(shù)上。問:經(jīng)過若干次后,黑板上的四個(gè)數(shù)是否可能都是999?
解:不可能。因?yàn)槊看渭由系臄?shù)之和是 1+2+3+4=10,所以黑板上的四個(gè)數(shù)之和永遠(yuǎn)是10的整數(shù)倍。 999×4=3996,不是10的倍數(shù),所以黑板上的四個(gè)數(shù)不可都是999。