所謂操作問題,實際上是對某個事物按一定要求進行的一種變換,這種變換可以具體執(zhí)行。例如,對任意一個自然數,是奇數就加1,是偶數就除以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)進行這種操作后可能得到的結果。
1、 對于任意一個自然數 n,當 n為奇數時,加上121;當n為偶數時,除以2。這算一次操作。現(xiàn)在對231連續(xù)進行這種操作,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。當然,連續(xù)操作下去會發(fā)現(xiàn),數字一旦重復出現(xiàn)后,這一過程就進入循環(huán),這時就可以肯定不會出現(xiàn)100。因為這一過程很長,所以這不是好方法。
解:因為231和121都是11的倍數,2不是11的倍數,所以在操作過程中產生的數也應當是11的倍數。100不是11的倍數,所以不可能出現(xiàn)。
由習題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、對任意兩個不同的自然數,將其中較大的數換成這兩數之差,稱為一次變換。如對18和42可進行這樣的連續(xù)變換:
18, 42—→ 18, 24—→ 18, 6—→ 12, 6—→ 6, 6。直到兩數相同為止。問:對12345和54321進行這樣的連續(xù)變換,最后得到的兩個相同的數是幾?
分析與解:如果兩個數的最大公約數是a,那么這兩個數之差與這兩個數中的任何一個的最大公約數也是a。因此在每次變換的過程中,所得兩數的最大公約數始終不變,所以最后得到的兩個相同的數就是它們的最大公約數。因為12345和54321的最大公約數是3,所以最后得到的兩個相同的數是3。
注:這個變換的過程實際上就是求兩數最大公約數的輾轉相除法。
3、下圖是一個圓盤,中心軸固定在黑板上。開始時,圓盤上每個數字所對應的黑板處均寫著0。然后轉動圓盤,每次可以轉動90°的任意整數倍,圓盤上的四個數將分別正對著黑板上寫數的位置,將圓盤上的數加到黑板上對應位置的數上。問:經過若干次后,黑板上的四個數是否可能都是999?
解:不可能。因為每次加上的數之和是 1+2+3+4=10,所以黑板上的四個數之和永遠是10的整數倍。 999×4=3996,不是10的倍數,所以黑板上的四個數不可都是999。