三、歸納法
當(dāng)我們要解決一個(gè)問題的時(shí)候,可以先分析這個(gè)問題的幾種簡(jiǎn)單的、特殊的情況,從中發(fā)現(xiàn)并歸納出一般規(guī)律或作出某種猜想,從而找到解決問題的途徑。這種從特殊到一般的思維方法稱為歸納法。
例10 將100以內(nèi)的質(zhì)數(shù)從小到大排成一個(gè)數(shù)字串,依次完成以下5項(xiàng)工作叫做一次操作:
。1)將左邊第一個(gè)數(shù)碼移到數(shù)字串的最右邊;
(2)從左到右兩位一節(jié)組成若干個(gè)兩位數(shù);
。3)劃去這些兩位數(shù)中的合數(shù);
(4)所剩的兩位質(zhì)數(shù)中有相同者,保留左邊的一個(gè),其余劃去;
。5)所余的兩位質(zhì)數(shù)保持?jǐn)?shù)碼次序又組成一個(gè)新的數(shù)字串。
問:經(jīng)過1999次操作,所得的數(shù)字串是什么?
解:第1次操作得數(shù)字串711131131737;
第2次操作得數(shù)字串11133173;
第3次操作得數(shù)字串111731;
第4次操作得數(shù)字串1173;
第5次操作得數(shù)字串1731;
第6次操作得數(shù)字串7311;
第7次操作得數(shù)字串3117;
第8次操作得數(shù)字串1173。
不難看出,后面以4次為周期循環(huán),1999=4×499+3,所以第1999次操作所得數(shù)字串與第7次相同,是3117。
例11 有100張的一摞卡片,玲玲拿著它們,從最上面的一張開始按如下的順序進(jìn)行操作:把最上面的第一張卡片舍去,把下一張卡片放在這一摞卡片的最下面。再把原來的第三張卡片舍去,把下一張卡片放在最下面。反復(fù)這樣做,直到手中只剩下一張卡片,那么剩下的這張卡片是原來那一摞卡片的第幾張?
分析與解:可以從簡(jiǎn)單的不失題目性質(zhì)的問題入手,尋找規(guī)律。列表如下:
設(shè)這一摞卡片的張數(shù)為N,觀察上表可知:
。1)當(dāng)N=2a(a=0,1,2,3,…)時(shí),剩下的這張卡片是原來那一摞卡片的最后一張,即第2a張;
。2)當(dāng)N=2a+m(m<2a)時(shí),剩下的這張卡片是原來那一摞卡片的第2m張。
取N=100,因?yàn)?/font>100=26+36,2×36=72,所以剩下這張卡片是原來那一摞卡片的第72張。
說明:此題實(shí)質(zhì)上是著名的約瑟夫斯問題:
傳說古代有一批人被蠻族俘虜了,敵人命令他們排成圓圈,編上號(hào)碼1,2,3,…然后把1號(hào)殺了,把3號(hào)殺了,總之每隔一個(gè)人殺一個(gè)人,最后剩下一個(gè)人,這個(gè)人就是約瑟夫斯。如果這批俘虜有111人,那么約瑟夫斯的號(hào)碼是多少?