教学目标
1. 通过实际操作寻找题目中蕴含的数学规律
2. 在操作过程中,体会数学规律的并且设计最优的策略和方案
3. 熟练掌握通过简单操作、染色、数论等综合知识解决策略问题
知识点拨
实际操作与策略问题这类题目能够很好的提高学生思考问题的能力,激发学生探索数学规律
的兴趣,并通过寻找最佳策略过程,培养学生的创造性思维能力,这也是各类考试命题者青睐的这类题目的原因。
例题精讲
模块一、探索与操作
【例 1】 将1—13这13个自然数分别写在13张卡片上,再将这13张卡片按一定的顺序从左至右排好.然后进行如下操作:将从左数第一张和第二张依次放到最后,将第三张取出而这张卡片上的数是1;再将下面的两张依次放到最后并取出下一张,取出的卡片上面的数是2;继续将下面的两张依次放到最后并取出下一张,取出的卡片上面的数是3……如此进行下去,直到取出最后一张是13为止.则13张卡片最初从左到右的顺序为 .
【例 2】 在纸上写着一列自然数1,2,…,98,99.一次操作是指将这列数中最前面的三个数划去,然后把这三个数的和写在数列的最后面.例如第一次操作后得到4,5,…,98,
99,6;而第二次操作后得到7,8,…,98,99,6,15.这样不断进行下去,最后将只剩下一个数,则最后剩下的数是 .
【巩固】 在1,9,8,9后面写一串这样的数字:先计算原来这4个数的后两个之和8917,取个位数字7写在1,9,8,9的后面成为1,9,8,9,7;再计算这5个数的后两个之和9716;取个位数字6写在1,9,8,9,7的后面成为1,9,8,9,7,6;再计算这6个数的后两个之和7613,取个位数字3写在1,9,8,9,7,6的后面成为1,9,8,9,7,6,3. 继续这样求和,这样添写,成为数串1,9,8,9,7,6,3,9,2,1,3,4…那么这个数串的前398个数字的和是________.
【例 3】 圆周上放有枚棋子,如图所示,点的那枚棋子紧邻点的棋子.小洪首先拿走点处的1枚棋子,然后沿顺时针方向每隔1枚拿走2枚棋子,这样连续转了10周,9次越过.当将要第10次越过处棋子取走其他棋子时,小洪发现圆周上余下20多枚棋子.若是14的倍数,请精确算出圆周上现在还有多少枚棋子?
【例 4】 有足够多的盒子依次编号0,1,2,…,只有0号是黑盒,其余的都是白盒.开始时把10个球放入白盒中,允许进行这样的操作:如果号白盒中恰有个球,可将这个球取出,并给0号、1号、…,号盒中各放1个.如果经过有限次这样的操作后,最终把10个球全放入黑盒中,那么4号盒中原有 个球.
【例 5】 一个数列有如下规则:当数是奇数时,下一个数是;当数是偶数时,下一个数是.如果这列数的第一个数是奇数,第四个数是,则这列数的第一个数是 .
【巩固】 在信息时代信息安全十分重要,往往需要对信息进行加密,若按照“乘3加1取个位”的方式逐位加密,明码“16”加密之后的密码为“49”,若某个四位明码按照上述加密方式,经过两次加密得到的密码是“2445”,则明码是 .
【例 6】 设有25个标号筹码,其中每个筹码都标有从1到49中的一个不同的奇数,两个人轮流选取筹码.当一个人选取了标号为的筹码时,另一个人必须选取标号为的最大奇因数的筹码.如果第一个被选取的筹码的编号为5,那么当游戏结束时还剩 个筹码.
【例 7】 一个盒子里有400枚棋子,其中黑色和白色的棋子各200枚,我们对这些棋子做如下操作:每次拿出2枚棋子,如果颜色相同,就补1枚黑色棋子回去;如果颜色不同,就补1枚白色的棋子回去.这样的操作,实际上就是每次都少了1枚棋子,那么,经过399次操作后,最后剩下的棋子是 颜色(填黑或者白)
【巩固】 30粒珠子依8粒红色、2粒黑色、8粒红色、2粒黑色、的次序串成一圈.一只蚱蜢从第2粒黑珠子起跳,每次跳过6粒珠子落在下一粒珠子上.这只蚱蜢至少要跳几次才能再次落在黑珠子上.
【巩固】 在黑板上写上、、、、……、,按下列规定进行“操怍”:每次擦去其中的任意两个数和,然后写上它们的差(大数减小数),直到黑板上剩下一个数为止.问黑板上剩下的数是奇数还是偶数?为什么?
【例 8】 桌上有一堆石子共1001粒。第一步从中扔去一粒石子,并把余下的石子分成两堆。以后的每一步,都从某个石子数目多于1的堆中扔去一粒,再把某一堆分作两堆。问:能否在若干步之后,桌上的每一堆中都刚好有3粒石子?
【巩固】 有3堆小石子,每次允许进行如下操作:从每堆中取走同样数目的小石子,或是将其中的某一石子数是偶数的堆中的一半石子移入另外的一堆.开始时,第一堆有1989块石子,第二堆有989块石子,第三堆有89块石子.问,能否做到:⑴某2堆石子全部取光?⑵3堆中的所有石子都被取走?
【例 9】 今有101枚硬币,其中有100枚同样的真币和1枚伪币,伪币和真币的重量不同.现需弄清楚伪币究竟比真币轻还是重、但只有一架没有砝码的天平,那么怎样利用这架天平称两次,来达到目的?
【巩固】 9个金币中,有一个比真金币轻的假金币,你能用天平称两次就找出来吗(天平无砝码)?
【巩固】 你有四个装药丸的罐子,每个药丸都有一定的重量,被污染的药丸是没被污染的重量+1.只称量一次,如何判断哪个罐子的药被污染了?
【例 10】 有大,中,小3个瓶子,最多分别可以装入水1000克,700克和300克.现在大瓶中装满水,希望通过水在3个瓶子间的流动使得中瓶和小瓶上标出100克水的刻度线,问最少要倒几次水?
【例 11】 对一个自然数作如下操作:如果是偶数则除以2;如果是奇数则加1. 如此进行直到为1操作停止. 求经过9次操作变为1的数有多少个?
模块二、染色与操作(证明)
【例 12】 六年级一班全班有名同学,共分成排,每排人,坐在教室里,每个座位的前后左右四个位置都叫作它的邻座.如果要让这名同学各人都恰好坐到他的邻座上去,能办到吗?为什么?
【例 13】 图是学校素质教育成果展览会的展室,每两个相邻的展室之间都有门相通.有一个人打算从室开始依次而入,不重复地看过各室展览之后,仍回到室,问他的目的能否达到,为什么?
【例 14】 右图是某套房子的平面图,共个房间,每相邻两房间都有门相通.请问:你能从某个房间出发,不重复地走完每个房间吗?
【巩固】 有一次车展共个展室,如右图,每个展室与相邻的展室都有门相通,入口和出口如图所示.参观者能否从入口进去,不重复地参观完每个展室再从出口出来?
【例 15】 如右图,在方格的格中有一只爬虫,它每次总是只朝上下左右四个方向爬到相邻方格中.那么它能否不重复地爬遍每个方格再回到格中?
【例 16】 右图是半张中国象棋盘,棋盘上放有一只马.众所周知,马是走“日”字的.请问:这只马能否不重复地走遍这半张棋盘上的每一个点,然后回到出发点?
【巩固】 一只电动老鼠从右图的点出发,沿格线奔跑,并且每到一个格点不是向左转就是向右转.当这只电动老鼠又回到点时,甲说它共转了次弯,乙说它共转了次弯.如果甲、乙二人有一人说对了,那么谁正确?
模块三、染色与操作(剪拼)
【例 17】 有7个苹果要平均分给12个小朋友,园长要求每个苹果最多分成5份.应该怎样分?
【例 18】 右图是由个大小相同的方格组成的图形.试问能不能剪裁成个由相邻两方格组成的长方形?
【巩固】 你能把下面的图形分成个大小相同的长方形吗?动手画一画.
【巩固】 有6张电影票(如右图) ,想撕成相连的3张,共有________种不同的撕法.
【巩固】 右图是由个小正方形组成的图形,能否将它剪裁成个相同的长方形?
【巩固】 右面的三个图形都是从4×4的正方形纸片上剪去两个1×1的小方格后得到的. 问:能否把它们分别剪成1×2的七个小矩形.
【例 19】 用个的长方形能不能拼成一个的正方形?请说明理由.
【例 20】 能否用个所示的卡片拼成一个的棋盘?
【巩固】 如右图,缺两格的方格有个格,能否用个图不重复地盖住它且不留空隙?
【巩固】 用个和个能否盖住的大正方形?
【例 21】 在的网格正方形(如图1)中用图2形状的图形来覆盖,要求图2的分割线落在正方形的网格线上.为使所余部分不能再放下图2形状的图形,最少需用图2形状的图形 个.
图1 图2
【例 22】 用若干个和的小正方形能不能拼成一个的大正方形?请说明理由.
【巩固】 个正方形和个长方形能不能拼出的大正方形?请说明理由.
【例 23】 有一批商品,每一件都是长方体形状,尺寸是.现有一批现成的木箱,内空尺寸是,问:为什么不能用这些商品将木箱装满?
模块四、操作问题(计算)
【例 24】 对于任意一个自然数,当为奇数时,加上;当为偶数时,除以,这算一次操作.现在对连续进行这种操作,在操作过程中是否可能出现?为什么?
【巩固】 小牛对小猴说:“对一个自然数进行系列变换:当是奇数时,则加上2007;当是偶数时,则除以2.现在对2004连续做这种变换,变换中终于出现了数2008.”小猴说:“你骗人!不可能出现2008.”请问:小牛和小猴谁说得对呢?为什么?
【例 25】 在2009张卡片上分别写着数字1、2、3、4、……、2009,现在将卡片的顺序打乱,让空白面朝上,并在空白面上又分别写上1、2、3、4、……、2009.然后将每一张卡片正反两个面上的数字相加,再将这2009个和相乘,所得的积能否确定是奇数还是偶数?
【巩固】 先写出一个两位数62,接着在62右端写这两个数字的和8,得到628,再写末两位数字2和8的和10,得到62810,用上述方法得到一个有2006位的整数:6 2 8 1 0 1 1 2 3 ……则这个整数的数字之和是 。
【例 26】 右图是一个圆盘,中心轴固定在黑板上.开始时,圆盘上每个数字所对应的黑板处均写着.然后转动圆盘,每次可以转动的任意整数倍,圆盘上的四个数将分别正对着黑板上写数的位置,将圆盘上的数加到黑板上对应位置的数上.问:经过若干次后,黑板上的四个数是否可能都是?
【例 27】 如右图所示,将顺次排成一圈.如果报出一个数(在之间),那么就从数的位置顺时针走个数的位置.例如,就从的位置顺时针走个数的位置到达的位置;,就从的位置顺时针走个数的位置到达的位置.问:是多少时,可以走到的位置?
【例 28】 有5个黑色和白色棋子围成一圈,规定:将同色且相邻的两个棋子之间放入一个白色棋子,在异色且相邻的两个棋子之间放入一个黑色棋子,然后将原来的5个棋子拿掉。如果第一幅图的初始状态开始依照上述规定操作下去,对于圆圈上呈现5个棋子的情况,圆圈上黑子最多能有 个。
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