【例 26】 六年级一班全班有35名同学,共分成5排,每排7人,坐在教室里,每个座位的前后左右四个
位置都叫作它的邻座.如果要让这35名同学各人都恰好坐到他的邻座上去,能办到吗?为什么?
【解析】 建议建议教师在本讲可以以游戏的形式激发学生自主解决问题.划一个5?7的方格表,其中每一
个方格表示一个座位.将方格黑白相间地染上颜色,这样黑色座位与白色座位都成了邻座.因此每位同学都坐到他的邻座相当于所有白格的坐到黑格,所有黑格坐到白格.但实际上图中有17个黑格,18个白格,黑格与白格的个数不相等,故不能办到.
【例 27】 图是学校素质教育成果展览会的展室,每两个相邻的展室之间都有门相通.有一个人打算从A室
开始依次而入,不重复地看过各室展览之后,仍回到A室,问他的目的能否达到,为什么?
AA
【解析】 采用染色法.如右图,共有9个展览室,对这9个展览室,黑白相间地进行染色,从白室A出发
走过第1扇门必至黑室,再由黑室走过第2扇门至白室,由于不重复地走遍每一间展览室,因此将走过黑白相间的8个展览室,再回到白室A,共走过9扇门.由于走过奇数次门至黑室,走过偶数次门至白室. 现在,走过9扇门,必至黑室,所以无法回到原来的白室A.
【例 28】 右图是某套房子的平面图,共12个房间,每相邻两房间都有门相通.请问:你能从某个房间出
发,不重复地走完每个房间吗?
【解析】 如图所示,将房间黑白相间染色,发现有5个白格,7个黑格.因为每次只能由黑格到白格或由
白格到黑 格,路线必然黑白相间,这样白格数目与黑格数目之差最多为1才能不重复,但图中黑格比白格多2个,所以无法实现不重复走遍.
【巩固】 有一次车展共6?6?36个展室,如右图,每个展室与相邻的展室都有门相通,入口和出口如图
所示.参观者能否从入口进去,不重复地参观完每个展室再从出口出来?
【解析】 如右图,对每个展室黑白相间染色,那么每次只能从黑格到白格或从白格到黑格.由于入口处和
出口处都是白格,而路线黑白相间,首尾都是白格,于是应该白格比黑格多1个,而实际上白格、黑格都是18个,故不可能做到不重复走遍每个展室.
【例 29】 如右图,在5?5方格的A格中有一只爬虫,它每次总是只朝上下左右四个方向爬到相邻方格
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中.那么它能否不重复地爬遍每个方格再回到A格中?
A
【解析】 由小虫的爬法,仍可黑白相间对方格自然染色,于是小虫只能由黑格爬到白格或由白格爬到黑
格.所以,它由A出发回到A,即黑格爬到黑格,必须经过偶数步.而小方格为5?5?25个,每格爬过一次,就应该为25步,不是偶数.于是这只爬虫不可能不重复地爬遍每格再回到A格.
【例 30】 右图是半张中国象棋盘,棋盘上放有一只马.众所周知,马是走“日”字的.请问:这只马能
否不重复地走遍这半张棋盘上的每一个点,然后回到出发点?
【解析】 马走“日”字,在中国象棋盘上走有什么规律呢?为方便研究规律,如下图所示:
马
先在棋盘各交点处相间标上○和●,图中共有22个○和23个●.因为马走“日”字,每步只能从○跳到●,或由●跳到○,所以马从某点跳到同色的点(指○或●),要跳偶数步;跳到不同色的点,要跳奇数步.现在马在○点,要跳回这一点,应跳偶数步,可是棋盘上共有23?22?45个点,所以不可能做到不重复地走遍所有的点后回到出发点.
讨论:如果马的出发点不是在○点上而是在●点上,那么这只马能不能不重复地走遍这半张棋盘上的每个点,最后回到出发点上呢?按照上面的分析,显然也是不可能的.但是如果放弃“回到出发点”的要求,那么情况就不一样了.从某点出发,跳遍半张棋盘上除起点以外的其它44个点,要跳44步,44是偶数,所以起点和终点应是同色的点(指○或●).因为44步跳过的点○与点●各22个,所以起点必是●,终点也是●.也就是说,当不要求回到出发点时,只要从●出发,就可以不重复地走遍半张棋盘上的所有点.
【巩固】 一只电动老鼠从右图的A点出发,沿格线奔跑,并且每到一个格点不是向左转就是向右转.当
这只电动老鼠又回到A点时,甲说它共转了81次弯,乙说它共转了82次弯.如果甲、乙二人有一人说对了,那么谁正确?
【解析】 如右图所示:格点黑白相间染色,因为老鼠遇到格点必须转弯,所以经过多少个格点就转了多少
次弯.如右上图所示,老鼠从黑点出发,到达任何一个黑点都转了奇数次弯,所以甲正确.
A模块四、染色与操作(剪拼)
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【例 31】 有7个苹果要平均分给12个小朋友,园长要求每个苹果最多分成5份.应该怎样分? 【解析】 显然每人应该分
712=
412+
312=+
3114.
于是,拿4个苹果,每个苹果3等分;拿3个苹果,每个苹果4等分
【例 32】 右图是由14个大小相同的方格组成的图形.试问能不能剪裁成7个由相邻两方格组成的长方
形?
【解析】 将这14个小方格黑白相间染色(见右下图),有8个黑格,6个白格.相邻两个方格必然是一黑
一白,如果能剪裁成7个小长方形,那么14个格应当是黑、白各7个,与实际情况不符,所以不能剪裁成7个由相邻两个方格组成的长方形.
【巩固】 你能把下面的图形分成7个大小相同的长方形吗?动手画一画.
【解析】 可以通过染色发现黑白方格个数相同,可以按一黑一白分成7块含有2个小方格的长方形,答案
如下(答案不唯一):
【巩固】 有6张电影票(如右图) ,想撕成相连的3张,共有________种不同的撕法.
【解析】 形如的有2种,
形如的有8种.
所以共有2?8?10(种)
【巩固】 (难度等级 ※※※)右图是由40个小正方形组成的图形,能否将它剪裁成20个相同的长方形?
【解析】 将40个小正方形剪裁成20个相同的长方形,就是将图形分割成20个1?2的小长方形,将图形黑
白相间染色后,发现有21黑,19白,黑、白格数目不等,而1?2的小长方形覆盖的总是黑白格各一个,所以不可能做到.
【巩固】 右面的三个图形都是从4×4的正方形纸片上剪去两个1×1的小方格后得到的. 问:能否把它
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们分别剪成1×2的七个小矩形.
【解析】 如右图
(1)能,黑白格数相等;(2)(3)不能,黑白格数不等,而1×2的小矩形一次覆盖黑白格各一个.
【例 33】 用9个1?4的长方形能不能拼成一个6?6的正方形?请说明理由.
123412
2341233
41234
412341
123412
234123
【解析】 本题若用传统的自然染色法,不能解决问题.因为要用1?4来覆盖,我们对6?6正方形用四种颜
色染色.为了方便起见,这里用1、2、3、4分别代表四种颜色.为了使每个1?4长方形在任何位臵盖住的都一样,我们采用沿对角线染色,如右图.这样,可以发现无论将1?4长方形放于何处,盖住的必然是1、2、3、4各一个.要不重叠地拼出6?6,需9个1?4长方形,则必然盖住
但实际上图中一共是9个1、10个2、9个3、8个4,因而不可能用9个1?41、2、3、4各9个.
长方形拼出6?6正方形. 【例 34】 能否用9个
所示的卡片拼成一个6?6的棋盘?
【解析】 不能.将6?6的棋盘黑白相间染色(见右图),有18个黑格.而每张卡片盖住的黑格数只能是1或
者3,所以每张卡片盖住的黑格数是个奇数,9张卡片盖住的黑格数之和也是奇数,不可能盖住18个黑格.
【巩固】 如右图,缺两格的8?8方格有62个格,能否用31个
图不重复地盖住它且不留空隙?
【解析】 这种覆盖问题是典型的用染色方法解决的问题之一.用
来覆盖,则用黑白相间染色,可以
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