1992年小學(xué)數(shù)學(xué)奧林匹克初賽(B)卷第3題是:
的結(jié)果是x。那么,與x最接近的整數(shù)是____。
這道題并不要求求x,而求“與x最接近的整數(shù)”,這就是估計(jì)或估算。
估計(jì)與估算是一種十分重要的算法,在生活實(shí)踐和數(shù)學(xué)解題中有廣泛的應(yīng)用,其表現(xiàn)形式通常有以下兩種:
(1)省略尾數(shù)取近似值,即觀其“大概”;
(2)用放大或縮小的方法來確定某個(gè)數(shù)或整個(gè)算式的取值范圍,即估計(jì)范圍。
例1 A=12345678910111213÷31211101987654321,求 A的小數(shù)點(diǎn)后前3位數(shù)字。
解:A>1234÷3122=0.3952…
A<1235÷3121=0.3957…
所以0.3952<A<0.3957,A的小數(shù)點(diǎn)后前3位數(shù)是395。
說明:上述解法是采用放縮法估計(jì)范圍解答的,本題還可采用取近似值的辦法求解。解法如下:
將被除數(shù)、除數(shù)同時(shí)舍去13位,各保留4位,則有
1234÷3121≈0.3953≈0.395。
得它們的和大于3,至少要選多少個(gè)數(shù)?
解:要使所選的數(shù)盡量少,所選用的數(shù)就應(yīng)盡量大,所以應(yīng)從開頭依次選。首先注意到:
從而
所以,至少應(yīng)選11個(gè)數(shù)。
說明:(1)上述解答是采用取近似值的辦法估值的,也可以利用放縮法估值解答。解法如下:
所以,至少應(yīng)選11個(gè)數(shù)。
(2)以上解答過程中包括兩個(gè)方面,其一是確定選數(shù)的原則;其二是驗(yàn)算找到“分界聲、”,而這里的驗(yàn)算只是一種估計(jì)或估算,并不要求精確。
。3)類似的問題是至少取出多少個(gè)數(shù),才能使取出的數(shù)的和大于2?
答案是7,請(qǐng)讀者自己練習(xí)。
例3 右面的算式里,每個(gè)方框代表一個(gè)數(shù)字。問:這6個(gè)方框中的數(shù)字的總和是多少?
解:每個(gè)方框中的數(shù)字只能是0~9,因此任兩個(gè)方框中的數(shù)字之和最多是18,F(xiàn)在先看看被加數(shù)與加數(shù)中處于百位的兩個(gè)數(shù)字之和,這個(gè)和不可能小于18,因?yàn)椴还芩鼈兒竺娴膬蓚(gè)二位數(shù)是什么,相加后必小于200,也就是說最多只能進(jìn)1。這樣便可斷定,處于百位的兩個(gè)數(shù)字之和是18,而且后面兩位數(shù)相加進(jìn)1。
同樣理由,處于十位的兩個(gè)數(shù)字之和也是18,而且兩個(gè)個(gè)位數(shù)字相加后進(jìn)1。因此,處于個(gè)位的兩個(gè)數(shù)字之和必是17。
所以,6個(gè)方框中數(shù)字之和為18+18+17=53。
例4 如果兩個(gè)四位數(shù)的差等于8921,就說這兩個(gè)四位數(shù)組成一個(gè)數(shù)對(duì),那么這樣的數(shù)對(duì)共有多少個(gè),
解:最小的四位數(shù)是1000,與1000組成一個(gè)數(shù)對(duì)的另一個(gè)四位數(shù)是 8921+1000=9921,也就是最小一個(gè)數(shù)對(duì)是 9921與1000。同時(shí)由最大的四位數(shù)是9999,可知共有
9999-(9921―1)=79(個(gè))
不同的被減數(shù)。所以,這樣的數(shù)對(duì)共有79個(gè)。
說明:解答的關(guān)鍵在于確定符合條件的的最小數(shù)對(duì)(9921,1000),同時(shí)因?yàn)橛袔讉(gè)不同的被減數(shù),就有幾個(gè)不同的減數(shù)相對(duì)應(yīng)地存在,所以我們只要考慮有幾個(gè)不同的被減數(shù)即可。
例5 七位數(shù)175□62□的未位數(shù)字是幾時(shí),不管千位上是0~9中的哪一個(gè)數(shù)字,這個(gè)七位數(shù)都不是11的倍數(shù)?
解:因?yàn)?750620÷11=159147……3,
1759629÷11=159966……3,
所以這個(gè)七位數(shù)是11的倍數(shù)的最小值是1750628,最大值是1759626。
又因?yàn)?001=7×11×13,由數(shù)的整除性質(zhì),可知1750628加上若干個(gè)1001,或1759626減去若干個(gè)1001后,其值也是11的倍數(shù)。這樣1750628,1751629,1759626,1758625,1757624,1756623,1755622,1754621,1753620都是11的倍數(shù)。
由上述討論可知七位數(shù)175□62□的末位數(shù)字是7時(shí),不管其千位上是0到9中的哪一個(gè)數(shù)字,這個(gè)七位數(shù)都不是11的倍數(shù)。
說明:上述解法是利用估算確定出取值范圍再進(jìn)行討論。此題也可由能被11整除的數(shù)的特征入手解決。留給讀者思考。
例6 小明的兩個(gè)衣服口袋中各有13張卡片,每張卡片上分別寫著1,2,3,…,13。從這兩個(gè)口袋中各拿出1張卡片并計(jì)算2張卡片上的數(shù)的乘積,可以得到許多不相等的乘積。那么,其中能被6整除的乘積共有多少個(gè)?
解:根據(jù)題意可知,在所得到的許多不相等的乘積中,最小值是 1×1=1,最大值是13×13=169,并且1與169都不能被 6整除,這樣,在得到的許多不相等的積中,能被6整除的最小值是1×6=6,最大值是13×12=26×6,而介于1×6與26×6之間的能被6整除的數(shù)并非每個(gè)都是2張卡片上的數(shù)的積,如25×6,23×6, 21×6,19×6,17×6這五個(gè)就不是。
所以,這些積中能被6整除的數(shù)共有
26-5=21(個(gè))。
說明:解答這類問題要特別注意:不能簡(jiǎn)單地根據(jù)最小值是6的1倍,最大值是6的26倍,就錯(cuò)誤地下結(jié)論是26個(gè)。
。如果取每個(gè)數(shù)的整數(shù)部分(例如1.64的整數(shù)部分是1,
解:關(guān)鍵是判斷從哪個(gè)數(shù)開始整數(shù)部分是2。因?yàn)?-1.64=0.36,我們11+19×2=49。
例8 有一列數(shù),第一個(gè)數(shù)是105,第二個(gè)數(shù)是85,從第三個(gè)數(shù)開始,每個(gè)數(shù)都是它前面兩個(gè)數(shù)的平均數(shù),那么第19個(gè)數(shù)的整數(shù)部分是幾?
總介于這兩個(gè)數(shù)之間,所以后面各數(shù)的整數(shù)部分均為91,當(dāng)然第19個(gè)數(shù)的整數(shù)部分也為91。
說明:注意到每個(gè)正數(shù)都介于兩個(gè)相鄰整數(shù)n和n+1之間,或者寫成n≤a<n+1,此時(shí)n就是a的整數(shù)部分。因此確定某個(gè)正數(shù)的整數(shù)部分,實(shí)際上就是去估計(jì)它介于哪兩個(gè)相鄰自然數(shù)之間。
例9 求下式中S的整數(shù)部分:
解:根據(jù)“一個(gè)分?jǐn)?shù),當(dāng)分子不變而分母變大時(shí),分?jǐn)?shù)值變。划(dāng)分子不變,分母變小時(shí),分?jǐn)?shù)值變大”對(duì)S的分母進(jìn)行放縮。
不但非常麻煩,而且容易出錯(cuò)。為了求得一個(gè)數(shù)大概是多少,我們采用放縮法,以確定它的范圍,也就是估值。放縮是解答估值問題的一種常用方法。在用這種方法時(shí),一定要注意放縮要適當(dāng),要合情合理。
一個(gè)類似的問題是
答案是19。
例10 學(xué)校組織若干人參加夏令營(yíng)。先乘車,每個(gè)人都要有座位,這樣需要每輛有60個(gè)座位的汽車至少4輛。而后乘船,需要定員為70人的船至少3條。到達(dá)營(yíng)地后分組活動(dòng),分的組數(shù)跟每組的人數(shù)恰好相等。這個(gè)學(xué)校參加夏令營(yíng)的人有多少?
解:由“每輛有60個(gè)座位的汽車至少4輛”可知,參加夏令營(yíng)的人數(shù)在(60×3+1=)181~(60×4=) 240人之間。
由“需要定員為70人的船至少3條”可知,參加夏令營(yíng)人數(shù)在(70×2+1=)141~(70×3=)210人之間。
這樣,參加夏令營(yíng)的人數(shù)在181~210人之間。又由“分的組數(shù)和每組人數(shù)恰好相等”可知,參加夏令營(yíng)的人數(shù)一定是一個(gè)平方數(shù)。而181~210之間只有196是平方數(shù),所以參加夏令營(yíng)的人數(shù)是196。
說明:解答此題的關(guān)鍵是估計(jì)人數(shù)的范圍:
從乘車來看,1≤第四輛車人數(shù)≤60,
從乘船來看,1≤第三條船人數(shù)≤70,
所以,181≤夏令營(yíng)的人數(shù)≤210。
例11 將自然數(shù)按如下順序排列:
1 2 6 7 15 16 …
3 5 8 14 17 …
4 9 13 …
10 12 …
11 …
在這樣的排列下,數(shù)字3排在第2行第1列,數(shù)字13排在第3行第3列。
問:數(shù)字168排在第幾行第幾列?
分析:我們來分析一下給出數(shù)陣中每一斜行的規(guī)律。這里第2斜行的數(shù)字是3,2;第3斜行的數(shù)字是4,5,6;余此類推。仔細(xì)觀察后我們發(fā)現(xiàn):
奇數(shù)斜行中的數(shù)字由下向上遞增,
偶數(shù)斜行中的數(shù)字由上向下遞增,
我們只要找出168位于第幾斜行,再換算成原數(shù)陣中的第幾行第幾列,問題便解決了。
18斜行最大的數(shù)字是171,所以168位于第18斜行。第18斜行中的數(shù)字是由上向下遞增,因此,168位于第18斜行由上向下數(shù)第(168-153=)15位,換算成原數(shù)陣的行和列,便是第15行,第(18-15+1=)4列。
解法2:為方便起見,可將數(shù)陣按順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)45°,則原數(shù)陣變?yōu)?/p>
1
3 2
4 5 6
10 9 8 7
11 12 13 14 15
… … … … … … … … … …
設(shè)168位于上述數(shù)陣的第n行,則
1+2+…+(n―1)<168≤1+2+…+n,
可見,n應(yīng)為18,即168位于上述數(shù)陣中的第18行。
又 168-153=15,18-15+1=4,由數(shù)陣排列次序可知168位于上述數(shù)陣的第18行從左數(shù)第4個(gè)數(shù),從右數(shù)第15個(gè)數(shù)。將上述數(shù)陣還原為題中數(shù)陣,168在第15行第4列的位置上。
例12 唐老鴨與米老鼠進(jìn)行萬米賽跑,米老鼠每分鐘跑125米,唐老鴨每分鐘跑100米。唐老鴨手中掌握著一種迫使米老鼠倒退的電子遙控器,通過這種遙控器發(fā)出第n次指令,米老鼠就以原來速度的n×10%倒退一分鐘,然后再按原來的速度繼續(xù)前進(jìn)。如果唐老鴨想在比賽中獲勝,那么它通過遙控器發(fā)出指令的次數(shù)至少是多少次?
解:唐老鴨跑完1萬米需要100分鐘。設(shè)唐老鴨在100分鐘內(nèi)共發(fā)出n次迫使米老鼠倒退的指令,則在100分鐘內(nèi)米老鼠有n分鐘的時(shí)間在倒退,有(100-n)分鐘的時(shí)間在前進(jìn),依題意有
125×(100-n)-125×(0.1+0.1×2+0.1×3+…+0.1×n)<10000,整理得 n(n+21)>400。
當(dāng) n=12時(shí), n+21=33,12×33=396<400。
當(dāng) n=13時(shí),n+21=34,12×34=442>400。
所以n至少等于13,即遙控器發(fā)出指令的次數(shù)至少是13次。