智巧趣题知识要点数学问题中有许多趣题,它们充分地体现了数学思维和方法的神奇魅力,学习这些趣题,并掌握其中的数学原理,有利于我们思维的拓展,同时激发对数学的兴趣。
本讲主要考察学生对于所学知识的活学活用能力,注意观察生活中的各类事实,学会用数学方法巧解各类问题。
旨在锻炼学生的灵活思考、创新思考的能力,鼓励学生多多动手、动脑,从解决问题的过程中感受学习的乐趣。
翻硬币【例 1】(2003年4月20日第一届小学“希望杯”全国数学邀请赛五年级2试第6题)桌面上4枚硬币向上的一面都是“数字”,另一面都是“国徽”,如果每次翻转3枚硬币,至少_______次可使向上的一面都是“国徽”。
【分析】将4枚硬币都翻转成向上的一面都是“国徽”要翻转偶数次;翻转2次后的情况为⑴“国徽”、“国徽”、“国徽”、“数字”⑵“数字”、“数字”、“国徽”、“国徽”;所以翻转2次不能使向上的一面都是“国徽”;通过如下操作,可使硬币只翻转4次后为向上的一面都是“国徽”;①“数字”、“国徽”、“国徽”、“国徽”②“国徽”、“数字”、“数字”、“国徽”;③“数字”、“国徽”、“数字”、“数字”;④“国徽”、“国徽”、“国徽”、“国徽”。
【例 2】桌上放有345枚正面朝下的硬币,第1次翻动其中1枚,第2次翻动其中2枚,第3次翻动其中3枚,……,第345次翻动其中345枚。
经过345次翻动后,能否使这345枚硬币都正面朝上?【分析】第1次与第344次合起来共翻动345枚硬币,可将所有硬币各翻动一次;同理,第2次与第343次,第3次与第342次,……,第172次与第173次,都可将所有硬币各翻动一次;第345次也将所有硬币各翻动一次;所以所有硬币都被翻动()34512173+÷=次,即每枚硬币都被翻动了奇数次,都变为正面朝上。
所以经过345次翻动后,能否使这345枚硬币都正面朝上。
倒墨水【例 3】(2005年第三届小学“希望杯”全国数学邀请赛四年级培训题)甲杯中有200毫升红墨水,乙杯中有100毫升蓝墨水,从甲杯倒出50毫升到乙杯里,搅匀后,又从乙杯倒出50毫升到甲杯里。
这时,甲杯中混入的蓝墨水与乙杯中混入的红墨水的多少关系是_______(填“前者少”、“前者多”、“相同”或“不确定的”)。
【分析】因为最后甲、乙两杯墨水的体积均不变,甲杯中混入多少蓝墨水,乙杯中就混入多少红墨水;所以填相同。
【例 4】(2005年3月13日第三届小学“希望杯”全国数学邀请赛四年级第1试第18题)小华和爸爸分享“红、黑甜品”(红豆沙加芝麻糊)。
方法是:小华先将两勺红豆沙倒进盛载芝麻糊的碗中,搅匀后再取回两勺放入原先盛载红豆沙的碗中,混成后,爸爸问小华:“如果混合前红豆沙与芝麻糊的体积一样,那么混合后红豆沙含芝麻糊的分量与芝麻糊含红豆沙的分量比较,哪一个多?”。
小华的正确答案是_______。
【分析】因为混合前红豆沙与芝麻糊的体积一样;所以混合后红豆沙含芝麻糊的分量与芝麻糊含红豆沙的分量一样多。
【例 5】欣欣喝一杯牛奶,第一次喝了这杯牛奶的13,用水加满;第二次又喝了杯里的13,又用水加满;第三次又喝了杯里的13,又用水加满;之后她把这一杯全部喝完。
想想欣欣喝的牛奶多还是水多?【分析】首先整体上欣欣喝了1杯牛奶;欣欣加了3次水,每次都是整个杯子13,一共加了1杯水,所以欣欣一共喝了1杯水;所以欣欣喝的牛奶和水一样多。
【例 6】有一个注入了1999升的容器A和一个与A大小相同的空着的容器B。
第一回把A的12移入B;第二回把B的13移入A;第三回把A的14移入B;然后把B的15移入A……就这样不断地移下去。
请问:当第1999回把A中的水移入B中时,B容器中有多少升水?【分析】当第一回把A的12移入B时,A、B的各自的水量相等;第二回把B的13移入A时,移入的量是A现有的量的14,第三回把A的14移入B时,这个14是第二回从B移入的部分;所以经过前三回移动后,A、B中的水量相等;第四回把B的15移入A时,移入的量是A现有的量的16,第三回把A的16移入B时,这个16是第二回从B移入的部分;所以经过前五回移动后,A、B中的水量相等;……所以第偶数回从B移到A的部分在下一回又以相同的量从A移到B;所以第奇数次后,A和B中的水量相等,为19992999.5÷=升;因为最后甲、乙两杯墨水的体积均不变,甲杯中混入多少蓝墨水,乙杯中就混入多少红墨水;【例 7】有两个相同大小的试杯A、B,里面分别装有同样多的红墨水(A)和蓝墨水(B),第一次将A 中墨水平均分成两份,将其中一份倒入B中,第二次将B中溶液平均分成三份,将其中一份倒入A中,第三次将A中溶液平均分成四份,将其中一份倒入B中,……,按照这样的程序,一直操作2010次,此时,A中的红墨水是B中蓝墨水的_______倍。
【分析】第一次把A的12移入B时,移入的量是B现有的量的13,第二次把B的13移入A时,这个13是第一次从A移入的部分;所以经过前两次移动后,A、B中的墨水量相等;第三次把A的14移入B时,移入的量是B现有的量的15,第四次把B的15移入A时,这个15是第三次从A移入的部分;所以经过前四次移动后,A、B中的墨水量相等;……所以第奇数次从A移到B的部分在下一回又以相同的量从B移到A;所以第偶数次后,A和B中的墨水量相等;因为最后A、B两杯墨水的体积均不变,甲杯中有多少红墨水,乙杯中就有多少蓝墨水;操作2010次后,A中的红墨水是B中蓝墨水的1倍。
【例 8】今有10升果汁一瓶,要用7升和3升的两种容器分成5升一份的两份果汁,怎么分?【例 9】已知有3个杯子,其中2个杯子的容量为8升,1个杯子的容量为3升。
现在2个容量为8升的杯子装满水,1个3升的杯子空着,要把这些水平均分给4个人喝,该怎么分?【分析】每个人喝到的水为8244⨯÷=升。
最短时间【例 10】 (2003年“数学大王”小学趣味数学测试题中年级组(3、4年级)第10题)要把图中四段链子接成一条圆项链,最少要断开_______个环。
【分析】最少要断开3个环,即将D 的3个环拆开将A 、B 、C 接成一条圆项链。
【例 11】 如图所示,有六条铁链,每条有四个环。
已知打开一个环要用5分钟,闭合一个打开的环要用7分钟。
现在要把六条铁链连成一条长铁链,至少要用多少时间?【分析】打开一条铁链的4个环,用这4个环将其余五条铁链连在一起,所以至少要()57448+⨯=(分钟)【例 12】 现有5段铁环,每段上有4个封闭的铁环。
现在要打开一些铁环,把这20个铁环焊接成一个一环套一环的圆圈。
如果打开一个铁环要2分钟,焊接一个铁环要3分钟。
那么焊成这个圆圈,至少需要_______时间。
【分析】时间最短的方法是把其中一段的4个环都打开,然后用4个环把剩余的4段铁链连接起来,这样最少需要()23420+⨯=(分钟)还原【例 13】(2006年第四届“走进美妙的数学花园”中国青少年数学论坛趣味数学解题技能展示大赛三年级初赛第9题)24枚棋子排成三行,第一行6枚,第二行7枚,第三行11枚。
每次可将一些棋子从一行移入另一行,但移动的棋子数必须等于移入那一行的棋子数。
只移动三次,使每行都变成8个。
把移动过程写如下表。
【分析】采用倒推法。
最后一步是(8,8,8);倒数第二步必定是(12,8,4);倒数第三步是(16,4,4)或(14,8,2)或(12,10,2)或(14,6,4)或(10,8,6);发现(6,7,11)变成(14,6,4);所以答案如下。
【例 14】(2010年3月20日第十届“中环杯”小学生思维能力训练活动第二(4)题)一个小孩在沙滩上把16个贝壳分成8个,3个,5个共三堆。
按照下面的规则进行移动:取其中的任意两堆贝壳。
记为1号堆和2号堆,且1号堆的贝壳不少于2号堆。
然后从1号堆拿去与2号堆相同数量的贝壳,放入2号堆。
经若干次这样的移动,使所有的贝壳成为一堆。
以下是一种移动方法:(8,3,5)→(8,6,2)→(8,4,4)→(8,8,0)→(16,0,0),共移动了4次。
现在把16个贝壳分成9个,5个,2个共三堆,那么按照上面的规则,最少移动多少次,就能使所有的贝壳成为一堆?请写出移动过程。
【分析】采用倒推法。
最后一步是(16,0,0);倒数第二步必定是(8,8,0);倒数第三步是(12,4,0)或(8,4,4);倒数第四步是(14,2,0)或(12,2,2)或(10,6,0)或(6,6,4)或(10,4,2)或(8,6,2);发现(9,5,2)可以变成(10,4,2);所以至少要移动4次,移动方法如下:(9,5,2)→(10,4,2)→(8,4,4)→(8,8,0)→(16,0,0)走迷宫【例 15】(2006年第四届“走进美妙的数学花园”中国青少年数学论坛趣味数学解题技能展示大赛三年级初赛第4题四年级初赛第3题)如图是一座迷宫,请画出任意一条从A到B的通道。
AB【分析】只要走出来即可,答案不惟一。
AB【例 16】(2006年第四届“走进美妙的数学花园”中国青少年数学论坛趣味数学解题技能展示大赛五年级初赛第12题六年级初赛第12题)如图是一座迷宫,请画出任意一条从A到B的通道,每个格子至多经过一次,通道上处于同一列小方格恰好等于该列上方所标出的数。
AB12345678987654321【分析】①如果一次不能达到规定的格数,可以留大于1格,以便进出。
(不可留1格,有进无出);②可从出口进来,逆向推导;③可先选择一条可以通行的路线再根据要求的格子数逐渐修改; 经过尝试和逐步推断,答案如图所示。
【例 17】 (2007年台湾省第十一届小学数学世界邀请赛队际赛第1题)如图是某个小城镇的街道图,共有A ,B ,C ,D ,E ,F 六个城门。
此镇有一个很奇怪的交通规则:除非无法再继续直行,否则在任何路口都不可以转弯。
在可以转弯的情况下,可以任意选择左转或右转。
某人驾车从城门E 进城,欲由其他的城门出城,但除了某一个城门之外,其他的都可以出城。
请问,哪一个城门是不可能的?ABCDEFFEDCBA【分析】如图所示,C 城门是不可能的。
其他【例 18】 (2004年4月11日第二届小学“希望杯”全国数学邀请赛四年级第2试第14题)如图所示,在22⨯方格中,画一条直线最多穿过3个方格;在33⨯方格中,画一条直线最多穿过5个方格可知;那么在55⨯方格中,画一条直线,最多穿过_______个方格。
⑧⑦⑥⑤④③②①【分析】如图所示在55⨯的方格中,当直线穿过①~⑧时,能够碰到新的方格;因为最多只能穿过8条直线,所以能够穿过9个方格。
【说明】在n n ⨯方格中,画一条直线,最多穿过(21n -)个方格(n +∈)。