第十讲数字谜、数阵、数表教学目标数字谜问题被称作思维锻炼的体操,这一部分问题可以很好的培养学生的观察力、判断及推理能力。
数字谜也是一类非常有趣的数学问题,在小学数学竞赛中经常出现。
和数字谜问题类似的,数阵、数表问题由于其本身的数学美感,受出题者青睐,解这类问题必须认真审题,根据题目的特点,找出突破口,从而逐步简化题目直至问题完全解决。
1.回顾常用的数字谜的解题技巧。
2.精讲经典数字谜、及数阵数表。
经典精讲数字谜(一)解题的突破口多在于竖式或横式中的特殊之处,例如首位、个位以及位数的差异。
(二)要根据不同的情况逐步缩小范围,并进行恰当的估算。
(三)当题目中涉及多个字母或汉字时,要注意利用不同符号代表不同数字这一条件来排除若干可能性。
(四)注意结合进位及退位来考虑。
(五)有时可运用到数论中的分解质因数等方法。
【例1】在右边的算式中,相同的符号代表相同的数字,不同的符号代表不同的数字,根据这个算式,可以推算出:△□□〇+〇□□△□□☆☆那么:口+○+△+☆=_________。
【分析】比较竖式中百位与十位的加法,十位上“□+□”肯定进位,(否则由百位可知□=0),且有“□+□+1=10+□”,从而□=9,☆=8。
再由个位加法,推知○+△=8.从而口+○+△+☆=9+8+8=25。
【拓展】(2008年迎春杯初赛)在右边的竖式中,相同字母代表相同数字,不同字母代表不同数字,则四位数tavs=______。
s t v av t s tt t v t t+【分析】首先可以判断1t=,所以11s v+=,13v t t=++=,可解得1138s=-=,又因为a t t+=所以0a=,1038tavs=。
【例2】电子数字0~9如图所示,右图是由电子数字组成的乘法算式,但有一些模糊不清,请将右图的电子数字恢复,并将它写成横式形式:。
【分析】⑴显然乘积的百位只能是2,⑵被乘数的十位和乘数只能是0、2、6、8,才有可能形如,0首先排除⑶如果被乘数十位是6或8,那么乘数无论是2、6或8,都不可能乘出百位是2的三位数。
所以被乘数十位是2,相应得乘数是8。
⑷被乘数大于25,通过尝试得到符合条件的答案:288224⨯=。
【例3】在下面的乘法算式中,“数”、“字”、“谜”各代表一个互不相同的数字,求这个算式。
⨯数字谜数字谜谜谜谜谜谜235235117570547055225⨯【分析】这是集数字谜和填空格于一体的数字问题,从题面上看,提供的信息较少,“谜”所在的位置较多,紧紧抓住“谜”所在的位置特点,逐一突破。
可以判断“谜”1≠,由“⨯=数字谜谜谜”可知,,因此“谜”=5或6。
⑴若“谜”5=,“⨯=数字谜数”的乘数的百位数字必须大于3且小于等于5,所以“数”2=,由于“⨯=数字谜字谜”,可知“255⨯=字字”,字是单数且小于5,故“字”1=或3,当“字”=1时,21521546225⨯=,不符合条件,当“字”=3时,23523555225⨯=,符合题意。
⑵若“谜”6=,同理,“⨯=数字谜数”的乘积的百位数字必须大于4且小于等于6,所以“数”=2,由266⨯=字字 ,可知“字”=1,但21621646656⨯=,不符合条件。
所以满足条件的算式是:【拓展】在算式:2⨯=的六个方框中,分别填入2,3,4,5,6,7这六个数字,使算式成立,并且算式的积能被13整除,那么这个乘积是_____。
【分析】先从个位数考虑,有224⨯=,236⨯=,2612⨯=,2714⨯=,再考虑乘数的百位只能是2或3,因此只有三种可能的填法:2273546⨯=,2327654⨯=,2267534⨯=,其中只有546能被13整除,所以这个积是546。
【例4】 在下图中的除法竖式中,相同的字母代表相同的数字,不同的字母代表不同的数字,那么被除数DEFGF 是多少?【分析】显然的1D =,由AB A IF ⨯=可知,A 不会超过3,否则得到的乘积应该是3位数,如果3A =,那么B 也不能超过3,所以B 只能是2,这样的32396AB B ⨯=⨯=与AAH 矛盾,所以3A ≠,所以2A =,根据AB B AAH ⨯=,可以尝试出8B =时,等式成立,得到这些条件既可依次求得:5I =,6F =,0E =,9G =,所以被除数DEFGF 是10696。
【例5】 (2008年迎春杯初赛)在右图的每个方框中填入一个数字,使得除法算式成立。
则被除数应是___________。
【分析】如下图,我们将空格标上字母,以便分析。
由88B -=,得6B =。
因为88XY AE ⨯=,所以,我们可以得知1Y =或者6,我们现来看看1可以不可以。
假设1Y =,则8Y ⨯没有进位,8X ⨯所得个位E 必是偶数,B 必是6,因为8816B =+=,所以,8 08 8 8 8W G DG D 8 0A B D A E F C HX YVC H 8 88 8必进位。
所以,F 必是奇数。
因为8W X F ⨯=, 所以,W 可能是2,3,4,6,7,9。
通过试值,逐个排除。
这里应用到倒除法,例:128X F ⨯说明:9X =,再结合算式中其它部分,例如继续计算:918728⨯=, 在算式中,F 出现矛盾。
所以,2W =不成立。
假设6Y =,分别将1至9代入X 进行计算,我们会发现,A ) 若1X =、2、3、6、7、8,会发现第一次除法后的余数都大于除数XY ,所以可以排除;B )若4X =,得6E =,3A =,进而得到1F =,4W =,4H =,因为46V ⨯的结果是一个两位数,所以1V =或者2,当2V =的时候,92GD =,而4C -没有借位,所以结果最大为5,产生矛盾,故1V =,进而推出4G =,8C =,6D =,符合题目要求,被除数为38686; C ) 若5X =,由第一次除法可以推出3F =,6W =或者7,但是无论6W =还是7W =,都无法满足88F C F H -的结果为1位数,所以排除;D )若9X =,则7A =,1F =,因为9618W C ⨯=,W 找不到满足这个等式的整数,所以9X =可以排除;综上所述,4X =,6Y =的时候满足题目中的式子,被除数为38686。
【例6】 (2008年迎春杯决赛)将数字1至9分别填入右边竖式的方格内使算式成立(每个数字恰好使用一次),那么加数中的四位数最小是 。
12008+【分析】三个加数的个位数字之和可能是8,18;十位数字之和可能是9,19,20;百位数字之和可能是8,9,10,其中只有1819845++=。
要使加数中的四位数最小,尝试百位填1,十位填2,此时另两个加数的百位只能填3,4;四位数的加数个位可填5,另两个加数的十位可填8,9,个位可填6,7,符合条件,所以加数中的四位数最小是1125。
数阵图、数表【例7】 将1~9填入下图的○中,使得任意两个相邻的数之和都不是3,5,7的倍数.848926731【分析】1的两边只能是3与7,2的两边只能是6与9.因为在剩下的4,5,8三个数中,4与5,8都不能相邻,所以有下面四种可能:926731926731926731926731因为△处是4,所以只有第2图可得符合题意的一种填法。
【例8】 如图大、中、小三个正方形组成了8个三角形,现在把2、4、6、8四个数分别填在大正方形的四个顶点;再把2、4、6、8分别填在中正方形的四个顶点上;最后把2、4、6、8分别填在小正方形四个顶点上:⑴能不能使8个三角形顶点上数字之和都相等? ⑵能不能使8个三角形顶点上数字之和各不相同?如果能,请画图填上满足要求的数;如果不能,请说明理由.248668862244【分析】⑴不能.如果这8个三角形顶点上数字之和都相等,设它们都等于S 。
考察外面的4个三角形,每个三角形顶点上的数的和是S ,在它们的和4S 中,大正方形的2、4、6、8各出现一次,中正方形的2、4、6、8各出现二次。
即()42468360S =+++⨯=。
∴60415S =÷=,但是三角形每个顶点上的数都是偶数,和不可能是奇数15,因此这8个三角形顶点上数字之和不可能相等.⑵能,右图是一种填法。
8个三角形顶点数字之和分别是:8、10、12、14、16、18、20、22。
【拓展】将3,5,7,11,13,17,19,23,29这9个数分别填人右图的9个○中,使3条边上的○中的数之和都相等。
请分别求出满足上述条件的最大的和与最小的和。
【分析】设三个顶点○内所填的数为a ,b ,c ,每条边上的和为K ,三个顶点上的数在求和时各用了2次,所以条边上的三数之和相加得()()3571113171923291273a b c a b c K +++++++++++=+++=;由于所得的和必须能被3整除,而1273421÷=L L ,所以()a b c ++的和应被3除余2,a b c ++的最小值是571123++=,最大值是29231971++=,所以K 的最小值是()12723350+÷=,最大值是()12771366+÷=。
【例9】 一列自然数 0,1,2,3,L ,2004,第一个数是0,从第二个数开始,每一个都比它前一个大1,最后一个是20240 3 8 15 …… 1 2 7 14 …… 4 5613 ……910 11 12 ……… … … … ……规定横排为行,竖排为列,则2005在数表中位于第______行和第______列。
【分析】第n 行的第1个数是()21n -。
224419362005202545=<<=。
第45行的第1个数是1936,第45列的第1个数是 202512024-=。
20242005120-+=。
2005在第20行第45列。
【附加】如图的数阵是由于77个偶数排成的,其中20,22,24,36,38,40这六个由一个平等四边形围住,它们的和是180。
把这个平行四边形沿上下,左右平移后,又围住了右边数阵中的另外六个数,如果这六个数的和是660。
那么它们当中位于平行四边形左上角的那个数是______。
【分析】六个和一共增加:660180480-=。
每个增加480680÷=,第一个数就变为2080100+=。
【例10】在右边表格的每个空格内,填入一个整数,使它恰好表示它上面的那个数字在第二行出现的次数,那么第二行的五个数字依次是_____。
2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 …………………142 144 146 148 150 152 154【分析】每一空格填一个数,共有5个空格,各个数出现的次数综合应该为5,即第二行所填的五数之和为5,即第二行所填无数之和是5,将5拆分有以下几种方法:=++++;541000=++++532000=++++531100=++++;522100=++++;521110=++++;511111将这几种拆分方法,按各个数字出现频数填入表格,可以发现,只有522100=++++不会出现矛盾,填法如下:【例11】将最小的10个合数填到图中所示表格的10个空格中,要求满足以下条件:1)填入的数能被它所在列的第一个数整除;2)最后一行中每个数都比它上面那一格中的数大;那么,最后一行中5【分析】最小的10个合数分别是4,6,8,9,10,12,14,15,16,18。