发现它无论横放、竖放,必然盖住一白一黑.要不重复不留空白,那总共盖住的黑格数与白格数应该相等.但从染色后整个图来看,黑格30个,白格32个,故不可能将整个图不重不漏地盖住.
【巩固】 用11个
和5个
能否盖住8?8的大正方形?
【解析】 如右图,对8?8的正方形黑白相间染色后,发现
必然盖住2白2黑,5个则盖住10白10黑.则盖住了3白1黑或3黑1白,从奇偶性考虑,都是奇数.而这种形状共11个,奇数个奇数相加仍为奇数,故这种形状盖住的黑格和白格都是奇数,加上另一种形状的10白10黑,两种形状共盖住奇数个白格奇数个黑格.但实际染色后共32个白格32个黑格,故不可能按题目要求盖住.
注意:本题中每个盖3白1黑或3黑1白,11个这种形状盖住的不一定是33白11黑或33黑11白,因为可能一部分盖3白1黑,另一部分盖3黑1白.这是一个容易犯错的地方.
【例 35】 在8?8的网格正方形(如图1)中用图2形状的图形来覆盖,要求图2的分割线落在正方形的网
格线上.为使所余部分不能再放下图2形状的图形,最少需用图2形状的图形 个.
821128
图1 图2
【解析】 最少需要图2形状的图形11个.每个2?2的正方形至少被覆盖住2个小方格,才不能再放下图
2形状的图形.在8?8的正方形中有16个2?2的正方形,因此至少需要覆盖住2?16?32个小方格.而要覆盖住32个小方格至少需要11个图2形状的图形(10个只能覆盖3?10?30个小方格). 具体覆盖方法很多,这里仅给出几种供读者参考.(如下图)
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【例 36】 用若干个2?2和3?3的小正方形能不能拼成一个11?11的大正方形?请说明理由. 【解析】 如图所示,
将2?2或3?3的小正方形沿格线摆在右图的任何位臵,必定盖住偶数个阴影方格,而阴影方格共有77个,是奇数,所以只用2?2和3?3的小正方形,不可能拼成11?11的大正方形.
【巩固】 1个2?2正方形和15个4?1长方形能不能拼出8?8的大正方形?请说明理由. 【解析】 若仍然将8?8的大正方形黑白相间染色,则2?2和4?1两种形状盖住的都是两白两黑.必须寻找
其他的染色方法.新的方法必须使得2?2和4?1长方形无论放在何处,都分别符合一定的规律.采用如右图的染色方法,
则:4?1长方形必盖住两黑两白,共15个4?1,盖住30黑30白;2?2长方形可盖住3白1黑或3黑1白.可以发现,总共只能盖住31黑33白或31白33黑,而图中实际有32个黑格32个白格,故不可能用15个4?1和1个2?2的长方形盖住8?8的大正方形.对区域染色也可理解为对多个方格染色,但此时方格染色范围更广,染色方案更加灵活.
【例 37】 有一批商品,每一件都是长方体形状,尺寸是1?2?4.现有一批现成的木箱,内空尺寸是
6?6?6,问:为什么不能用这些商品将木箱装满?
【解析】 采用如右图的染色方法.
每件1?2?4的商品必占4个白的小立方体和4个黑的小立方体.在整个大正方体中,2?2?2的黑正方体共有5?4?5?14(个).故1?1?1的黑正方体共:14?2?2?2?112(个).白正方体共:6?6?6?112?104(个).可见,1?1?1的小立方体黑白总数不等,而每件1?2?4的商品能占的黑白小立方体个数相同,故不可能用这种商品装满木箱而没有空隙.
模块三、操作问题(计算)
【例 38】 对于任意一个自然数n,当n为奇数时,加上121;当n为偶数时,除以2,这算一次操作.现
在对231连续进行这种操作,在操作过程中是否可能出现100?为什么?
【解析】 同学们碰到这种题,可能会“具体操作”一下,得到
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这个过程还可以继续下去,虽然一直没有得到100,但也不能肯定得不到100.当然,连续操作 下去会发现,数字一旦重复出现后,这一过程就进入循环,这时就可以肯定不会出现100.因为 这一过程很长,所以这不是好方法.我们可以从另一个方面来考虑,因为231和121都是11的倍 数,而2不是11的倍数,所以在操作过程中产生的数也应当是11的倍数.100不是11的倍数,所 以不可能出现.
【巩固】 小牛对小猴说:“对一个自然数n进行系列变换:当n是奇数时,则加上2007;当n是偶数时,
则除以2.现在对2004连续做这种变换,变换中终于出现了数2008.”小猴说:“你骗人!不可能出现2008.”请问:小牛和小猴谁说得对呢?为什么?
【解析】 试着按照规则进行变换,得到的结果依次如下:2004,1002,501,2508,1254,627,2634,1317,
3324,1662,831,2838,…… 从中发现不了什么规律,所以应该从另外的角度进行分析.观察可知2004和2007都是3的倍数,那么不论变换多少次,得到的数也还是3的倍数.而2008不是3的倍数,所以不可能出现2008.
【例 39】 在2009张卡片上分别写着数字1、2、3、4、??、2009,现在将卡片的顺序打乱,让空白面
朝上,并在空白面上又分别写上1、2、3、4、??、2009.然后将每一张卡片正反两个面上的数字相加,再将这2009个和相乘,所得的积能否确定是奇数还是偶数?
【解析】 从整体进行考虑.所得的2009个和相加,便等于1~2009的所有数的总和的2倍,是个偶数.2009
个数的和是偶数,说明这2009个数中必有偶数,那么这2009个数的乘积是偶数.
本题也可以考虑其中的奇数.由于1~2009中有1005个奇数,那么正反两面共有2010个奇数,而只有2009张卡片,根据抽屉原理,其中必有2个奇数在同一张卡片上,那么这张卡片上的数字的和是偶数,从而所有2009个和的乘积也是偶数.
【巩固】 先写出一个两位数62,接着在62右端写这两个数字的和8,得到628,再写末两位数字2和8
的和10,得到62810,用上述方法得到一个有2006位的整数:6 2 8 1 0 1 1 2 3 ??则这个整数的数字之和是( )。
【解析】 这个2006位整数的前若干位如下:62810┊1123581347┊11……从第6位起,每10位数字循环
出现一次,这10位数字之和为 1 + 1 + 2 + 3 + 5 + 8 + 1 + 3 + 4 + 7 = 35。(2006-5)÷10=200……1,这个整数的数字之和是 6 + 2 + 8 + 1 + 0 + 35×200 + 1 = 7018。
【例 40】 右图是一个圆盘,中心轴固定在黑板上.开始时,圆盘上每个数字所对应的黑板处均写着0.然
后转动圆盘,每次可以转动90?的任意整数倍,圆盘上的四个数将分别正对着黑板上写数的位置,将圆盘上的数加到黑板上对应位置的数上.问:经过若干次后,黑板上的四个数是否可能都是999?
010420
【解析】 不可能.因为每次加上的数之和都是1?2?3?4?10,所以黑板上的四个数之和永远是10的整数
倍.而999?4?3996,不是10的倍数,所以黑板上的四个数不可都是999.
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【例 41】 如右图所示,将1?12顺次排成一圈.如果报出一个数a(在1?12之间),那么就从数a的位置
顺时针走a个数的位置.例如a?3,就从3的位置顺时针走3个数的位置到达6的位置;a?11,就从11的位置顺时针走11个数的位置到达10的位置.问:a是多少时,可以走到7的位置?
121110986751234
【解析】 不存在.当1≤a≤6时,从a的位臵顺时针走a个数的位臵,应到达2a的位臵;当7?a?12时,
从a的位臵顺时针走a个数的位臵,应到达2a?12的位臵.由上面的分析知,不论a是什么数,结果总是走到偶数的位臵,不会走到7的位臵.
【例 42】 (难度等级 ※※※)有5个黑色和白色棋子围成一圈,规定:将同色且相邻的两个棋子之间放
入一个白色棋子,在异色且相邻的两个棋子之间放入一个黑色棋子,然后将原来的5个棋子拿掉。如果第一幅图的初始状态开始依照上述规定操作下去,对于圆圈上呈现5个棋子的情况,圆圈上黑子最多能有 个。
【解析】 5个棋子2种颜色,至少有2个相同颜色的棋子相邻,所以无论操作多少次,5个棋子中至少有1
个是白子,所以黑子最多有4个。实际操作得到: 所以最多有4个
【例 43】 对于表⑴,每次使其中的任意两个数减去或加上同一个数,能否经过若干次后(各次减去或加
上的数可以不同),变为表⑵?为什么?
14723568(1)910101000(2)1
【解析】 因为每次有两个数同时被加上或减去同一个数,所以表中九个数码的总和经过一次变化后,等于
原来的总和加上或减去那个数的2倍, 因此总和的奇偶性没有改变.原来九个数的总和为1?2???9?45,是奇数,经过若干次变化后,总和仍应是奇数,而表⑵中九个数的总和是4,是个偶数.奇数不可能等于偶数,所以不可能变成表⑵.
【例 44】 在图⑴的方格表中,对任意相邻的上下或左右两格中的数字同时加1或减1,这算一次操作,经
过若干次操作后变为图⑵,问:图⑵中的A格中的数字是几?
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