華數(shù)思維訓練導引四年級組合問題 構(gòu)造與論證

1、華數(shù)思維訓練導引 四年級組合問題構(gòu)造與論證1、有一把長為9厘米的直尺，你能否在上面只標出3條刻度線，使得用這把直尺可以量出從1至9厘米中任意整數(shù)厘米的長度？ 分析：可以。（1）標3條刻度線，刻上A，B，C厘米（都是大于1小于9的整數(shù)），那么，A，B，C，9這4個數(shù)中，大減小兩兩之差，至多有6個：9-A，9-B，9-C，C-A，C-B，B-A，加上這4個數(shù)本身，至多有10個不同的數(shù)，有可能得到1到9這9個不同的數(shù)。（2）例如刻在1，2，6厘米處，由1，2，6，9這4個數(shù)，以及任意2個的差，能夠得到從1到9之間的所有整數(shù)：1，2，9-6=3，6-2=4，6-1=5，6，9-2=7，9-1

2、=8，9。（3）除1，2，6之外，還可以標出1，4，7這3個刻度線：1，9-7=2，4-1=3，4，9-4=5，7-1=6，7，9-1=8，9。另外，與1，2，6對稱的，標出3，7，8；與1，4，7對稱的，標出2，5，8也是可以的。 2、一個三位數(shù)，如果它的每一位數(shù)字都不超過另一個三位數(shù)對應數(shù)位上的數(shù)字，那么就稱它被后下個三位數(shù)“吃掉”。例如，241被352吃掉，123被123吃掉（任何數(shù)都可以被與它相同的數(shù)吃掉），但240和223互相都不能被吃掉?，F(xiàn)請你設計6個三位數(shù)，它們當中任何一個都不能被其它5個數(shù)吃掉，并且它們的百位數(shù)字只允許取1，2，3，4。問這6個三位數(shù)分別是多少？ 分析：6個三位

3、數(shù)都不能互吃，那么其中任意兩個數(shù)，都不能同時有2個數(shù)位相同。由于百位只取1，2，十位只取1，2，3，所以，只能讓3個數(shù)百位是1，另外3個數(shù)百位數(shù)是2。百位是1的3個數(shù)，分別配上十位1，2，3；百位是2的3個數(shù)同樣。這樣先保證前兩位沒有完全一樣的。即：11*，12*，13*，21*，22*，23*。11*最小，個位應取取最大的，4，它要求另外5個數(shù)個位均小于4。11412*較小，個位應取3，它要求前兩位能吃12*的數(shù)，個位小于3。12313*個位取2，就不能吃前兩數(shù)，同時它要求前兩位能吃13*的數(shù)個位小于2。13221*較小，個位應取3，才能不被23*和22*吃。21322*個位取2即可。222

4、23*各位必須取1。231所以這6個數(shù)是114，123，132，213，222，231。 3、盒子里放著紅、黃、綠3種顏色的鉛筆，并且規(guī)格也有3種：短的、中的和長的。已知盒子的鉛筆，3種顏色和3種規(guī)格都齊全。問是否一定能從中選出3支筆，使得任意2支筆在顏色和規(guī)格上各不相同？ 分析：如果能選出3支筆，使得任意2支筆在顏色和規(guī)格上各不相同，則這3支筆必須包含紅、黃、綠，短、中、長這6個因子，即不能有重復因子出現(xiàn)。但是這種情況并不能保證出現(xiàn)。例如，盒子中有4種筆：紅短，黃短，綠中，綠長，3種顏色和3種規(guī)格都齊全，由于紅和黃只出現(xiàn)1次，必須選，但是這時短已經(jīng)出現(xiàn)2次，必然無法滿足3支筆6個因子的要求。

5、所以，不一定能選出。4、一個立方體的12條棱分別被染成白色和紅色，每個面上至少要有一條邊是白色的，那么最少有多少條邊是白色的？ 分析：立方體的12條棱位于它的6個面上，每條棱都是兩個相鄰面的公用邊，因此至少有3條邊是白色的，就能保證每個面上至少有一條邊是白色。如圖就是一種。 5、國際象棋的皇后可以沿橫線、豎線、斜線走，為了控制一個4×4的棋盤至少要放幾個皇后？ 分析：2×2棋盤，1個皇后放在任意一格均可控制2×2=4格；3×3棋盤，1個皇后放在中心格里即可控制3×3=9格；4×4棋盤，中心在交點上，1個皇后不能控制兩條對角線，還需要1

6、個皇后放在拐角處控制邊上的格。所以至少要放2個皇后。如圖所示。 6、在如圖10-1所示表格第二行的每個空格內(nèi)，填入一個整數(shù)，使它恰好表示它上面的那個數(shù)字在第二行中出現(xiàn)的次數(shù)，那么第二行中的5個數(shù)字各是幾？ 分析：設第二行從左到右填入A，B，C，D，E，則A+B+C+D+E=5 若E大于0，如E=1，則B=1，A+C+D=3，小于4，矛盾，可得：E=0，A大于0小于4； 若D大于0，如D=1，則B大于0，因A大于0，則A和C無法填寫，所以D=0，A必等于2； A=2，可知B+C=3，只有當B=1，C=2時，ABCDE=21200，符合要求。 所以第二行的5個數(shù)字是2，1，2，0，0。 7、在10

7、0個人之間，消息的傳遞是通過電話進行的，當甲與乙兩個人通話時，甲把他當時所知道的信息全部告訴乙，乙也把自己所知道的全部信息告訴甲。請你設計一種方案，使得只需打電話196次，就可以使得每個人都知道其他所有人的信息。 分析：給100個人分別編號1-100，他們知道的消息也編上相同的號碼。 （1）2-50號每人給1號打1次電話，共49次，1，50號得到1-50號消息。同時，52-100號每人給51號打1次電話，共49次，51，100號得到51-100號消息。 （2）1號和51號通1次電話，50號和100號通1次電話，這時1，50，51，100號這4個人都知道了1-100號消息。 （3）2-49號，5

8、2-99號，每人與1號（或者50，51，100號中的任意1人）通1次話，這96人也全知道了1-100號消息。 這個方案打電話次數(shù)一共是（49+49）+2+96=196（次）。 8、有一張8×8的方格紙，每個方格都涂上紅、藍兩色之一。能否適當涂色，使得每個3×4小長方形（不論橫豎）的12個方格中都恰有4個紅格和8個藍格？ 分析：能。3×4=12，有4紅8藍，即紅1藍2，橫豎方向都按這個規(guī)律染成下圖的樣子。 9、桌上放有1993枚硬幣，第一次翻動1993枚，第二次翻動其中的1992枚，第三次翻動其中的1991枚，依此類推，第1993次翻動其中的一枚。能否恰當?shù)剡x擇每次

9、翻動的硬幣，使得最后所有的硬幣原先朝下的一面都朝上？ 分析：可以。 按要求一共翻動1+2+3+1993=1993×997，平均每個硬幣翻997次，是奇數(shù)。而每個硬幣翻奇數(shù)次，結(jié)果都是把原來朝下的一面翻上來。因為：1993×997=1993+（1992+1）+（1991+2）+（997+996） 所以，可以這樣翻動： 第1次翻1993個，每個全翻1次； 第2次與第1993次（最后1次）一共翻1993次，等于又把每個翻了一遍； 第3次與第1992次（倒數(shù)第2次），第4次與第1991次，第997次與第998次也一樣，都可以把每個硬幣全翻1次。這樣每個都翻動了997次，都把原先朝下

10、的一面翻成朝上。10、能否在5×5方格表的各個小方格內(nèi)分別填入數(shù)1，2，24，25，使得從每行中都可以選擇若干個數(shù)，這些數(shù)的和等于該行中其余各數(shù)之和？ 分析：不能。 假設可以使每行中都可以選擇若干個數(shù)，這些數(shù)的和等于該行中其余各數(shù)之和，那么每行數(shù)的和一定為偶數(shù)，5行之和也必定為偶數(shù)。1+2+3+25的和是奇數(shù)，不符合要求，假設的情況不能出現(xiàn)。11、把圖10-2中的圓圈任意涂上紅色或藍色。問：能否使得在同一條直線上的紅圈數(shù)都是奇數(shù)？ 分析：不能。 假設每條直線上的紅圈數(shù)都是奇數(shù)，五角形有五條邊，奇數(shù)之和是奇數(shù)，則五條線上的紅圈，包括重復，共有奇數(shù)個。另一方面，每個圈為兩線交點，每個圓圈

11、算了兩次，總個數(shù)為偶數(shù)。兩者矛盾，假設不成立。所以，不能使同一條直線上的紅圈數(shù)都是奇數(shù)。 12、在99枚外觀相同的硬幣中，要找出其中的某些偽幣。已知每枚偽幣與真幣的重均相差奇數(shù)克，而所給硬幣的總重量恰等于99枚真幣的重量。今有能標明兩盤重量之差的天平，證明：只要稱一次即可辨別出預先選擇的一枚硬幣是否偽幣。 分析：已知每枚偽幣與真幣的重均相差奇數(shù)克，99個硬幣總重量恰等于99枚真幣的重量，說明偽幣數(shù)為偶數(shù)。 如果拿出1個真幣，剩下的98個里還是有偶數(shù)個偽幣，隨便分成兩部分放天平上，重量之差必為偶數(shù)。 如果拿出1個偽幣，剩下的98個里是有奇數(shù)個偽幣，隨便分成兩部分放天平上，重量之差必為奇數(shù)。所以，

12、只要把98個硬幣分兩部分在天平上稱，顯示出的重量差只要是奇數(shù)，拿出來的那個一定是偽幣。13、在象棋比賽中，勝者得1分；敗者扣1分；若為平局，則雙方各得0分。今有若干名學生進行比賽，每兩個人之間都賽一局?，F(xiàn)知，其中一個學生共得7分，另一個學生共得20分。試說明，在比賽過程中至少有過一次平局。 分析：設7分者勝X局，負Y局；20分者勝M局，負N局，則有X-Y=7，M-N=20 假設沒有1次平局，那么由于比賽局數(shù)相同，得到：X+Y=M+N，X+Y+M+N為偶數(shù)。 另一方面，因為X-Y=7，X和Y兩個數(shù)奇偶性不同，兩者之和為奇數(shù)；又因為M-N=20，可知M和N奇偶性相同，那么M+N為偶數(shù)。得出的結(jié)果是

13、：X+Y+M+N之和為奇數(shù)。矛盾。說明沒有平局的假設不成立。所以，比賽過程中至少有一次平局。 14、如圖10-3，在3×3的方格表中已經(jīng)填入了9個整數(shù)。如果將表中同一行同一列的3個數(shù)加上相同的整數(shù)稱為一次操作。問：你能否通過若干次操作使得表中9個數(shù)都變?yōu)橄嗤臄?shù)？ 分析：不能。 如果進行操作后，表中9個數(shù)能變?yōu)橄嗤臄?shù)，其和必能整除3；因為每次操作是同一行或同一列的3個數(shù)加上相同的整數(shù)，增加的數(shù)也能整除3。那么，原來表中的9個數(shù)的和也必能整除3。把表中的9個數(shù)相加，2+3+5+13+11+7+17+19+23=100，100不能整除3，與假設矛盾，所以不能實現(xiàn)。15、今有長度為1，2，3，198，199的金屬桿各一根，能否用上全部的金屬桿，不彎曲其中的任何一根，把它們焊成接成 （1）一個正方體框架？（2）一個長方體框架？ 分析：（1）不能。 正方體有12條棱，金屬桿長度之和能被12整除時，才能不彎曲任何一根焊成正方體框架。1+2+3+199=19900，1+9+9=19，19不能整除3，所以長度之和不是12的整數(shù)倍。 （2）可以。 （1+198）+（2+197）+（3+196）+199，可以組成10