第七屆日本數(shù)學奧林匹克竟賽試題分析
來源:網(wǎng)友投稿 文章作者:王海山 張麗 2008-11-04 09:16:08
問題1 兩個整數(shù)相加時,得到的數(shù)是一個兩位數(shù),且兩個數(shù)字相同;相乘時,得到的數(shù)是一個三位數(shù),且三個數(shù)字相同,請寫出所有滿足上述條件的兩個整數(shù)。
分析與解 兩位數(shù)中,數(shù)字相同的兩位數(shù)有11、22、33、44、55、66、77、88、99共九個,它們中的每個數(shù)都可以表示成兩個整數(shù)相加的形式,例如33=1+32=2+31=3+30=……=16+17,共有16種形式,如果把每個數(shù)都這樣分解,再相乘,看哪兩個數(shù)的乘積是三個數(shù)字相同的三位數(shù),顯然太繁瑣了?梢詮某朔e入手,因為三個數(shù)字相同的三位數(shù)有111、222、333、444、555、666、777、888、999,每個數(shù)都是111的倍數(shù),而111=37×3,因此把這九個數(shù)表示成一個兩位數(shù)與一個一位數(shù)或兩個兩位數(shù)相乘時,必有一個因數(shù)是37或37的倍數(shù),但只能是37的2倍(想想為什么?)
把九個三位數(shù)分解:
111=37×3 222=37×6=74×3
333=37×9 444=37×12=74×6
555=37×15 666=37×18=74×9
777=37×21 888=37×24=74×12
999=37×27
把兩個因數(shù)相加,只有(74+3=)77和(37+18=)55的兩位數(shù)字相同。所以滿足見意的答案是74和3,37和18。
問題2 把26個玻璃球分裝在a、b、c、d、e五個袋子里,每個袋子里的球數(shù)不同且都裝了1個以上。用一臺天平稱重量,當稱到裝有11個玻璃球的袋子時,超重警鈴就會響?聪聢D。
當①、③、④的狀態(tài)時,警鈴就響;②的狀態(tài)時,警鈴不響。
請按從小到大的順序寫出裝入5個袋中玻璃球的數(shù)量的組合(例如:1、3、5、7、10),并寫出所有的組合。
分析與解 根據(jù)題意,a、b、c、d、e袋中裝的玻璃球的數(shù)量各不相同。a、b、c、d、e五個袋子里共裝有26個玻璃球,這26個玻璃球的重量應是相同的,所以五個袋子的重量各不相同。用一臺天平稱重,當稱到裝有11個玻璃球的袋子時,超重警鈴就會響,這一條件,應理解為天平稱得的玻璃球個數(shù)是11或多于11個時,超重警鈴就會響。從給出的條件可知:
比較(2)、(3)、(4)式可知,a<b,a<d。
由(1)+(3),(1)+(4),(5)式可得:
由上面的三個式子可知,b、d兩袋中球的數(shù)量是4或3或2或1個,但由于a<b,a<d,所以a袋中球的數(shù)量是2或1個,b、d兩袋中的球只能是4或3或2個。進一步由(2)、(3)、(4)式可知,c袋中球的數(shù)量只能是8或9個。
由此可列舉出符合題意的數(shù)組,它們是:
(1、2、3、9、11)(1、2、4、9、10)
。1、3、4、8、10)(2、3、4、8、9)
問題3 把6cm×10cn的長方形沿點線分割成4個圖形,請按下面兩個要求分割。
、俜指詈蟮4個圖形,面積可大可小,但它們應該互為相似形;
、诜指詈蟮4個圖形,可以有面積相等的,但不能都是面積相等的圖形。
請回答出4種分割方法,并分別在解答欄中用實線畫出(翻轉后如果同另一種分割重疊的話,將看做是同一種分割方法)。
分析與解 先來解釋一下什么是相似形。把一個多邊形的各邊都擴大或縮小相同的倍數(shù)后與另一個多邊形的每一對應邊都完全重合,這樣的兩個多邊形就是相似形。例如,所有的等邊三角形都是相似的,所有的正方形都是相似的。
把大長方形沿點線分割成4部分,可以將其分成四個長方形。根據(jù)長方形長與寬的不同比值,結合題意,枚舉出每一類可能分割出的長方形,看用哪一類中的4個長方形(面積不同的)能拼出6cm×10cm的長方形(為了敘述方便,下面省去單位)。
。ㄒ唬1×n形(即長方形長與寬的比是1:n,n是整數(shù))
。l)最小的長方形是1×1,與它相似的長方形有2×2,3×3,4×4,5×5,6×6。
可以分割出6×6的長方形(見圖1)。
不能分割出5×5的長方形(見圖2),因為不論把5 × 5的長方形放在6 × 10的長方形中的哪一位置,在這個5×5的長方形的上邊(或下邊)的5個小正方形,只能分割成5塊1×1的長方形,這顯然不合題意。
分割出的長方形中最大的不可能是4×4或更小的。因為(4 × 4)× 4= 64> 6 × 10,(4 × 4) × 3+(3 × 3)×1=57< 6 × 10。
。2)最小的長方形是1×2,與其相似的長方形有2×4,3 × 6,4 × 8,5 × 10。
不能分割出5×10的長方形(分析同(1)中 5×5)。
也不能分割出4×8的長方形(見圖3),因為6×10-(4 × 8) ×1=32,(2 × 4)×3= 24<32。
還不能分割出3×6的長方形。不能分出4個3×6的長方形,因為(3 × 6)× 4=72> 6 × 10。不能分出3個3×6的長方形,因為6×10-(3×6)×3=6, 1×2=2< 6,2 × 4 = 8>6。不能分出2個3×6的長方形,因為60-(3×6)×2=24,(2×4)×2=16<24,也不能分出1個 3×6的長方形,因為(3×6)×l+(2×4)×3=42<60。
更不能分割出2×4或回1×2的長方形,因為(2×4) × 4=32< 6×10。
。3)最小的長方形是1×3,與其相似的長方形有2×6,3×9。
可以分割出3×9的長方形(見圖4)。
不能分割出2×6的長方形,因為(2×6)×4=48< 6×10。
(4)最小的長方形是1×4,與其相似的長方形有2×8,這樣的兩個長方形都不能分割出來。因為(2×8)×4=64>6×10,(2×8)×3+(1×4)×1=52<6×10。
(5)最小的長方形是1×5,與其相似的長方形有2×10,這樣的兩個長方形都不能分割出來。因為(2 ×10)×3=6×10,(2×10)×2+(1×5)×2=50< 6×10。
。6)同樣可以證明不能分割出 1×6、1×7、1×8、1×9、1×10這些長方形。
。ǘ⿲τ2×n、3×n、4×n、5×n形的長方形,按照(一)的分析方法,可以找到一種符合題意的分割方法(見圖5)。
也可以把6×10的長方形沿點線分割成其他多邊形(見圖6)。
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