例1.
1.有9个同学要进行象棋比赛,他们准备分成两组,不同组的人相互之间只比赛一场,同组的人之间不比赛。
他们一共最多能比赛多少场?
解答:两组人数的乘积即为比赛场数,故最多比赛4×5=20(场) 2.直角三角形斜边长为10cm ,求这个直角三角形面积的最大值。
解答:设直角三角形三边长分别为a ,b ,c ,其中c 为斜边长,根据勾股定理有a 2+ b 2=c 2=100,则当a 2= b 2
=50
时,a 2× b 2
最大,为2500,所以面积a×b÷2最大为25.
3.一个边长为30的正方形,四个角减去四个正方形,剩下部分可以拼成一个无盖长方体,那么所得的长方体容积最大是多少?
解答:假设减去的正方形边长为x ,则拼成的长方体的容积为x (30-2x )(30-2x).由于4x+30-2x+30-2x=60,则当4x=30-2x=60÷3=20时,容积最大,为20×20×20÷4=2000.
4.用1、2、3、4、5、6、7、8、9这九个数字(每个数字仅用一次)组成两个多位数,那么这两个多位数的乘积最大是多少?
解答:先讨论确定两个多位数应为一个四位数和一个五位数。
再确定各个数位上的数字,高位数字越大则乘积越大。
再补上一个0(放在个位,计算出乘积后去掉),根据平均值定理:两个数和一定时,这两个数越接近,乘积越大。
可以得出最大值为:96420×87531÷10=843973902。
5.用1,3,5,7,9这5个数字组成一个三位数ABC 和一个两位数DE ,再用0,2,4,6,8这5个数字组成一个三位数FGH 和一个两位数IJ 。
求算式IJ FGH DE ABC ⨯-⨯的计算结果的最大值。
解答:为使IJ FGH DE ABC ⨯-⨯尽可能大,则要DE ABC ⨯尽可能大,IJ FGH ⨯尽可能小,后面类似例1的第4题,可得到算式的最大值为2046893751⨯-⨯=60483。
例2.
1.如图。
用12⨯和13⨯两种规格的小长方形地板砖铺满的地面,至少需要地板砖多少块?
解答:单块砖的面积越大,所用数量越少。
总面积为5×8=40,40÷3=13……1,故至少需要14块,构造如右图。
2.国际象棋的皇后可以控制她所在的横线、竖线和斜线,图中一个皇后(图中五角星)就把整个33⨯的棋盘控制了。
那么为了控制一个44⨯的棋盘至少要放几个皇后?
解答:4×4的棋盘两条对角线各有4个格,且没有重叠,一个皇后不可能同时控制这两条对角线,故至少需要2个皇后。
构造如下:
3.通过在表达式1÷2÷3中加括号,我们可以得到两个不同的值(1÷2)÷3=
61和1÷(2÷3)=2
3,现在表达式1÷2÷3÷4÷5÷6÷7÷8中加上括号,问我们所能得到的最大值是多少?
解答:添加括号的效果是将其中的“÷”变成“×”,所以将其中的“÷”尽可能多的变成“×”可以使得结果最大,其中第一个“÷”无法改变,所以最大的结果为1÷2×3×4×5×6×7×8=10080,添加括号的方法如下:1÷(2÷3÷4÷5÷6÷7÷8)
4.把14分拆成几个自然数的和,再求出这些自然数的乘积,使得到的积尽可能大,这个乘积是多少?请证明你的结论。
解答: 这个乘积是162.
(1)分拆出的自然数中,不应该有0和1. 否则,将1或0和某个分拆出的自然数相加,则有
11a a +>⨯,00a a +>⨯.
(2)如果分拆出的自然数中,有一个K ≥4,那么可以将K 再分拆成a 和b ,即K a b =+.由(1)
2, 2a b ≥≥,并且()()()1110a b K a b a b a b ⨯-=⨯-+=-⨯--≥.即:新的分拆出的自然数的乘积要大
于或等于原来分拆出的自然数的乘积.
(3)由(1)和(2),需要将14分拆为若干个2和若干个3的和,才能确保这些自然数的乘积最大.因为6=2+2+2=3+3,3×3>2×2×2. 所以,当14=2+3+3+3+3,3×3×3×3×2=162.
5.在1,3,5,……99中选取k 个数,使得它们的和为1949,那么k 的最大值是多少?
解答:显然,选的数越小,可以使选出的数的个数越多,因此考虑选1,3,5,7,…,99中n 个连续奇数之和不超过1949.
由于1+3+5+…+(2n -1)=2
n 1949≤,得
2n 1949≤.
19491936442<=,19492025452>=.
如果选取44个奇数,因为偶数个奇数的和为偶数,所以不可能选取44个奇数,使得它们的和为1949. 因为45个奇数的和不小于202589531=++++ 1949>,所以n 的最大值为43.
因为2025194976-=,且76是偶数,所以至少从1,3,5,…,89中删除两个奇数,并使它们的和为76. 如,去掉1,3,5,…,89中的两个奇数37和39,即选1,3,…,35,41,…,87,89. 易验证,135353940892025761949++++++++=-= .1+3+5+…+35+41+43+…+89=2025-(37+39)=2025-76=1949
6.A 、B 、C 、D 、E 、F 、G 、H 、I 表示9个各不相同的不为零的自然数,这9个数排成一排,如果其中任何五个相邻的数之和都大于40,那么这9个数的和最小是多少?
解答:依题意有A+B+C+D+E ≥41,E+F+G+H+I ≥41
令S= A+B+C+D+E+F+G+H+I
则有S+E≥82,即2S-(A+B+C+D+F+G+H+I)≥82
整理得2S≥82+(A+B+C+D+F+G+H+I)
所以当A+B+C+D+F+G+H+I 最小且等号成立时,2S最小。
A+B+C+D+F+G+H+I≥1+2+3+4+5+6+7+8=36,故2S 最小为82+36=118,S最小为59。
此时E=59-36=23。
构造如下:。