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(shù),是奇數(shù)就加1,是偶數(shù)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(shù) n,當 n為奇數(shù)時,加上121;當n為偶數(shù)時,除以2。這算一次操作,F(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(shù)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(shù),2不是11的倍數(shù),所以在操作過程中產(chǎn)生的數(shù)也應當是11的倍數(shù)。100不是11的倍數(shù),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(shù),將其中較大的數(shù)換成這兩數(shù)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(shù)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(shù)是幾?
分析與解:如果兩個數(shù)的最大公約數(shù)是a,那么這兩個數(shù)之差與這兩個數(shù)中的任何一個的最大公約數(shù)也是a。因此在每次變換的過程中,所得兩數(shù)的最大公約數(shù)始終不變,所以最后得到的兩個相同的數(shù)就是它們的最大公約數(shù)。因為12345和54321的最大公約數(shù)是3,所以最后得到的兩個相同的數(shù)是3。
注:這個變換的過程實際上就是求兩數(shù)最大公約數(shù)的輾轉(zhuǎn)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(shù)字所對應的黑板處均寫著0。然后轉(zhuǎn)動圓盤,每次可以轉(zhuǎn)動90°的任意整數(shù)倍,圓盤上的四個數(shù)將分別正對著黑板上寫數(shù)的位置,將圓盤上的數(shù)加到黑板上對應位置的數(shù)上。問:經(jīng)過若干次后,黑板上的四個數(shù)是否可能都是999?
解:不可能。因為每次加上的數(shù)之和是 1+2+3+4=10,所以黑板上的四個數(shù)之和永遠是10的整數(shù)倍。 999×4=3996,不是10的倍數(shù),所以黑板上的四個數(shù)不可都是999。