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华罗庚学校数学教材(五年级下)第10讲 逻辑推理(一)

本系列共15讲第十讲逻辑推理(一).文档贡献者:与你的缘

由于数学学科的特点,通过数学的学习来培养少年儿童的逻辑

推理能力是一种极好的途径。为了使同学们在思考问题时更严密更

合理,会有根有据地想问题,而不是凭空猜想,这里我们专门讨论

一些有关逻辑推理的问题。

解答这类问题,首先要从所给的条件中理清各部分之间的关

系,然后进行分析推理,排除一些不可能的情况,逐步归纳,找到

正确的答案。

例1公路上按一路纵队排列着五辆大客车,每辆车的后面都

贴上了该车的目的地的标志。每个司机都知道这五辆车有两辆开往

A市,有三辆开往B市;并且他们都只能看见在自己前面的车的标

志。调度员听说这几位司机都很聪明,没有直接告诉他们的车是开

往何处的,而让他们根据已知的情况进行判断。他先让第三个司机

猜猜自己的车是开往哪里的。这个司机看看前两辆车的标志,想了

想说“不知道”。第二辆车的司机看了看第一辆车的标志,又根据

第三个司机的“不知道”,想了想,也说不知道。第一个司机也很

聪明,他根据第二、三个司机的“不知道”,作出了正确的判断,说出了自己的目的地。

请同学们想一想,第一个司机的车是开往哪儿去的?他又是怎

样分析出来的?

解:根据第三辆车司机的“不知道”,且已知条件只有两辆车

开往A市,说明第一、二辆车不可能都开往A市(否则,如果第一、

二辆车都开往A市,那么第三辆车的司机立即可以断定他的车一定

开往B市)。

再根据第二辆车司机的“不知道”,则第一辆车一定不是开往A

市的(否则,如果第一辆车开往A市,则第二辆车即可推断他一定

开往B市)。

运用以上分析推理,第一辆车的司机可以判断,他一定开往B

市。

例2李明、王宁、张虎三个男同学都各有一个妹妹,六个人

在一起打羽毛球,举行混合双打比赛。事先规定,兄妹二人不许搭

伴。

第一盘:李明和小华对张虎和小红;

第二盘:张虎和小林对李明和王宁的妹妹;

请你判断:小华、小红和小林各是谁的妹妹?

解:因为张虎和小红、小林都搭伴比赛,根据已知条件,兄妹二人不许搭伴,所以张虎的妹妹不是小红和小林,那么只能是小华。

剩下就只有两种可能了。

第一种可能是:李明的妹妹是小红,王宁的妹妹是小林;

第二种可能是:李明的妹妹是小林,王宁的妹妹是小红。

对于第一种可能,第二盘比赛是张虎和小林对李明和王宁的妹

妹,王宁的妹妹是小林,这样就是张虎、李明和小林三人打混合双

打,不符合实际,所以第一可能是不成立的,只有第二种可能是合

理的。

所以判断结果是:张虎的妹妹是小华;李明的妹妹是小林;王

宁的妹妹是小红。

例3“迎春杯”数学竞赛后,甲、乙、丙、丁四名同学猜测

他们之中谁能获奖。甲说:“如果我能获奖,那么乙也能获奖。”乙

说:“如果我能获奖,那么丙也能获奖。”丙说:“如果丁没获奖,

那么我也不能获奖。”实际上,他们之中只有一个人没有获奖,并

且甲、乙、丙说的话都是正确的。那么没能获奖的同学是______。

解:首先根据丙说的话可以推知,丁必能获奖,否则,假设丁

没获奖,那么丙也没获奖,这与“他们之中只有一个人没有获奖”

矛盾。

其次考虑甲是否获奖。假设甲能获奖,那么根据甲说的话可以推知:乙也能获奖;再根据乙说的话又可以推知丙也能获奖,这样

就得出四个人全都能获奖,不可能。因此,只有甲没有获奖。

例4数学竞赛后,小明、小华、小强各获得一枚奖牌,其中

一人得金牌,一人得银牌,一人得铜牌。王老师猜测:“小明得金

牌;小华不得金牌;小强不得铜牌。”结果王老师只猜对了一个。

那么小明得______牌,小华得______牌,小强得______牌。

分析逻辑问题通常直接采用正确的推理,逐一分析,讨论所

有可能出现的情况,舍弃不合理的情形,最后得到问题的解答。这

里以小明所得奖牌进行分析。

解:(1)若“小明得金牌”时,小华一定“不得金牌”,这与

“王老师只猜对了一个”相矛盾,不合题意。

(2)若“小明得银牌”时,再以小华得奖情况分别讨论。如

果小华得金牌,小强得铜牌,那么王老师没有猜对一个,不合题意;

如果小华得铜牌,小强得金牌,那么王老师猜对了两个,也不合题

意。

(3)若“小明得铜牌”时,仍以小华得奖情况分别讨论。如

果小华得金牌,小强得银牌,那么王老师只猜对小强得奖牌的名次,

符合题意;如果小华得银牌,小强得金牌,那么王老师猜对了两个,

不合题意。综上所述,小明、小华、小强分别获铜牌、金牌、银牌,符合

题意。

例5有三只盒子,甲盒装了两个1克的砝码,乙盒装了两个

2克的砝码,丙盒装了一个1克、一个2克的砝码。每只盒子外面

所贴的标明砝码重量的标签都是错的。聪明的小明只从一只盒子里

取出一个砝码,放到天平上称了一下,就把所有标签都改正过来了。

你知道这是为什么吗?

分析解决本题的关键是确定打开哪只盒子:若打开标有“两

个1克砝码”的盒子,则该盒的真实内容是“两个2克砝码”或“一

个1克砝码,一个2克砝码”,当取出的是2克砝码时,就无法对

其内容作出准确判断。同样,打开标有“两个2克砝码”的盒子时,

也会出现类似的情况。所以,应打开标有“一个1克砝码,一个2

克砝码”的盒子。而它的真实内容应该是“两个1克砝码”或“两

个2克砝码”。

(1)若取出的是1克砝码,则该盒一定装有两个1克砝码,

从而标有“两个2克砝码”的盒子里,不可能是两个2克或两个1

克的砝码,而只能是一个1克,一个2克的砝码了;标有“两个1

克砝码”的盒子自然装有两个2克砝码。

(2)若取出的是2克砝码,同理可知,此盒装有两个2克砝码;标有“两个1克砝码”的盒子里实际上是一个1克和一个2克

的砝码;标有“两个2克砝码”的盒子里实际上是两个1克砝码。

按以上的推理结果,小明就将全部标签改正过来了。

例6四人打桥牌,某人手中有13张牌,四种花色样样有;

四种花色的张数互不相同。红桃和方块共5张;红桃与黑桃共6张;

有两张将牌(主牌)。试问这付牌以什么花色的牌为主?

解:(1)假设红桃为主,那么红桃有2张,方块有3张,黑桃

有4张。因为共13张牌,所以草花有4张。这样,黑桃与草花张

数相同,与已知条件“四种花色的张数互不相同”矛盾,即红桃不

是主牌。

(2)假设方块为主牌,那么方块有2张,红桃有3张,则黑

桃也有3张,亦与已知矛盾。

(3)假设草花为主牌,那么草花有2张,并且推得红桃+方

块+黑桃共有11张牌。而已知“红桃和方块共5张,红桃与黑桃

共6张”,即得红桃+方块+红桃+黑桃共11张牌。由此得到红桃

的张数应为零,与已知条件“四种花色样样有”相矛盾,说明草花

不是主牌。

由以上推理得知,黑桃必为主牌,即黑桃有2张,红桃有4张,

方块有1张,那么草花有6张。例7S、B、J、R四人分别获数学、英语、语文和逻辑学四个

学科的奖学金,但他们都不知自己获得的是哪一门奖学金。他们相

互猜测:

S:“R得逻辑学奖”;

B:“J得英语奖”;

J:“S得不到数学奖”;

R:“B得语文奖”。

最后发现,数学和逻辑学的获奖者所作的猜测是正确的,其他

两人都猜错了。那么他们各得哪门学科的奖学金?

分析假设S猜对,即R得逻辑学奖。由已知条件“逻辑学获

奖者所作的猜测是正确的”,则R猜对,那么B得语文奖,并且J、

B均猜错。而由B猜错,可知J得数学奖,S只好得英语奖,这又

说明J猜“S得不到数学奖”是正确的,与前面的推理(J猜错)

矛盾。所以S的猜测是错误的。

解:S猜错,即R得不到逻辑学奖,S不得数学奖且不得逻辑

学奖。由此可知,J的猜测是正确的。则J得数学或逻辑学奖。于

是推得,B猜错,故R猜对,即B得语文奖,S得英语奖,所以R

得数学奖,J得逻辑学奖。

例8A、B、C三人进行小口径步枪射击比赛,每个人射击6次,并且都得了71分,三人共18次的得分情况,从小到大排列为:

1,1,1,2,2,3,3,5,5,10,10,10,20,20,20,25,

25,50。

已知A首先射击两次,共得22分;C第一次射击只得3分。

请根据条件判断,是谁击中了靶心(击中靶心得50分)?

解:我们先来判断A六次射击的情况。已知前两次得22分,

六次共得71分,从而

71-22=49分

可知,击中靶心的决不会是A。另一方面,在上面18个数中,

两数之和等于22的只可能是20和2。再来推算一下四个数之和等

于49的可能性。首先,在这四个数中,如果没有25,是绝不可能

组成49的。其次,由于49-25=24,则如果没有20,任意三个数

也不能组成24。而24-20=4,剩下的两个数显然只能是1和3了。

所以A射击六次的得分(不考虑得分顺序)应该是:

20,2,25,20,3,1

(可在前面18个数中,划去上述6个数)

再来推断击中靶心的人六次得分的情况。从

71-50=21

可知,要在前面12个未被划去的数中,取5个数,使其和是21,可以断定,这5个数中,必须包括一个10,一个5,一个3,一个2,

一个1。即六次得分情况为:

50,10,5,3,2,1。

在前面12个未被划去的数中,划去上面这六个数。

剩下的六个数中没有3,而C第一次得了3分,可知这六个数

是B射击的得分数。因此C是击中靶心的人。

例9在一俱乐部里,有老实人和骗子两类成员,老实人永远

说真话,骗子永远说假话。一次我们和俱乐部的四个成员谈天,我

们便问他们:“你们是什么人,是老实人?还是骗子?”这四人的

回答如下:

第一个人说:“我们四个人全都是骗子。”

第二个人说:“我们当中只有一个人是骗子。”

第三个人说:“我们四个人当中有两个人是骗子。”

第四个人说:“我是老实人。”

请判断一下,第四个人是老实人吗?

解:(1)四个人当中一定有老实人。因为如果四个人都是骗子,

则谁也不会说“我们四个人全都是骗子”。所以第一个人为骗子。

(2)第二个人为骗子。因为如果他是老实人,说实话,由于

我们已经判断了第一个人是骗子,则第二、第三、第四个人都是老

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