奥数题解,题与解答
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题目:甲、乙两个小朋友各有一袋糖,每袋糖不到20粒。如果甲给乙一定数量的糖后,甲的糖粒数就是乙的糖粒数的2倍;如果乙给甲同样数量的糖后,甲的糖粒数就是乙的糖粒数的3倍。甲、乙两个小朋友共有糖多少粒?
分析与解:这道题虽属差倍问题,但解答时很有难度。若能着眼全局,从整体上加以考察,抓住题中的不变量加以分析,就能使问题迎刃而解。
因为不管甲给乙多少粒糖,还是乙给甲多少粒糖,甲、乙两个小朋友共有糖粒的总数始终没有变化。甲给乙一定数量的糖后,甲的糖粒数就是乙的糖粒数的2倍,说明这时乙的糖粒数是总数的 ;乙给甲同样数量的糖后,甲的糖粒数就是乙的糖粒数的3倍,说明这时乙的糖粒数是总数的 ,相差 。
假设甲给乙1粒(至少为1粒),那么甲还有(甲-1)粒,如果乙给甲同样多的粒数,则甲有(甲+1)粒,“甲+1”与“甲-1”相差数为2, (粒)。
假设甲给乙2粒……那么“甲+2”与“甲-2”相差数为4, (粒)。
已知每袋糖不到20粒,则两人糖的总数不到40粒,显然48粒不符合题意,那么就说明甲、乙两个小朋友共有糖24粒
2.先比较再选择
题目:希望小学要买50个足球,现有甲、乙、丙三家商店可以选择。三家商店足球的价格都是25元,但各个商店的优惠方法不同。甲店:买10个足球免费赠送2个,不足10个不赠送;乙店:每个足球优惠5元;丙店:购物满100元返回现金20元。为了节省费用,希望小学应该到哪家商店购买呢?
分析与解:从问题出发,希望小学肯定应选择买50个足球所需费用最少的商店去购买,也就是要分别求出这三家商店优惠后的总价。
已知甲店买10个足球免费赠送2个,那么买20个免费赠送4个,买30个免费赠送6个,买40个免费赠送8个。40个加上赠送的8个共计(40+8)48个,而希望小学一共要买50个,还差2个,这2个得自己掏钱买了,也就是说希望小学如果去甲店购买的话,只需买42个,按每个25元计算,共需(25×42)1050元。
由于乙店每个足球优惠5元,也就是每个足球按20元的单价计算。所以,买50个足球共需(50×20)1000元。
由于丙店购物满100元返回现金20元,而不满100元这个优惠是不能享受的。买50个足球,每个25元,共计(50×25)1250元。1250元里有12个100,从优惠方案中可知,可以优惠(12×20)240元。也就是说希望小学去丙店购买的话,共需(1250-240)1010元。
从上可知,享受优惠后希望小学买50个足球的总价分别是:甲店需1050元,乙店需1000元,丙店需1010元。为了节省费用,希望小学当然要到花钱最少的商店去购买,即选择乙店,只需1000元。
3.巧 妙 变 换
数学练习课上,老师出了这样一道题目:“6.28×7.81+37.2×0.781”,让同学们计算。
大家都全神贯注用竖式计算,不一会儿,小林说:“我做好了。”“你怎么算得这么快?”随着老师的问话,同学们放下了手中的笔,投去了怀疑的目光。“我是这样算的。”说罢他到黑板上写出了计算过程:
老师佩服地对小林说:“你真行,你怎么想到这样算的?”
小林说:“计算之前,我仔细观察了这道题中的数据,发现了”6.28×7.81”中的因数7.81与”37.2×0.781”中的因数0.781只是小数点的位置不同,根据积的变化规律可知,如果把”37.2×0.781”中两个因数的小数点移动一下,变换成”3.72×7.81”,积是不变的。变换之后就可以用乘法分配律进行简便计算了。”同学们受小林的启发,又想到了一种简便的算法。即:
看来在计算时,我们要注意观察算式中数据的特点,尽可能挖掘出隐藏着的简算因素,从而正确、迅速地进行计算
4.运用规律 化难为易
从一块正方形铁皮上剪下一个面积最大的圆,那么这个圆的面积与原来正方形的面积之比是多少?周长之比呢?
设剪下的面积最大的圆的半径为r,则原正方形的边长就是2r。
由此可得:在一个正方形中剪下一个面积最大的圆,那么这个圆与原来正方形的面积之比、周长之比都是 。
运用这个规律,我们可以使一些题目的解答变得更加简便,更加容易。
例1. 从一块面积是36平方厘米的正方形铁皮上剪下一个面积最大的圆,这个圆形铁皮的面积是多少平方厘米?
分析与解:因为,
所以,这块圆形铁皮的面积=原来正方形的面积
即 (平方厘米)
例2. 从一块正方形铁皮上剪下一个面积最大的圆,已知这个圆的面积是25.12平方厘米,原来正方形铁皮的面积是多少平方厘米?
分析与解:因为,
所以,原来正方形的面积=最大圆的面积
即 (平方厘米)
例3. 从一个周长是36厘米的正方形铁皮上剪下一个面积最大的圆,这块圆形铁皮的周长是多少厘米?
分析与解:因为,
所以,这块圆形铁皮的周长=原来正方形铁皮的周长
即 (厘米)
例4. 从一块正方形铁皮上剪下一个面积最大的圆,已知这个圆的周长是25.12厘米,原来正方形铁皮的周长是多少厘米?
分析与解:因为,
所以,原来正方形的周长=最大圆的周长÷
即 (厘米)
想一想:从一块正方形铁皮上剪下一个面积最大的圆,剩下的铁皮面积占原来正方形面积的几分之几?没有告诉我们具体的数据,应该怎样解答呢
5.巧求“总和”妙解难题
数学竞赛中,有些题目初看不知从何处下手,但若能巧妙求出“总和”,问题就会迎刃而解。
例1. 三张卡片上分别写着三个互不相等的自然数。甲、乙、丙三人按以下规则做游戏:每人每次从袋里各拿出一张卡片,并走与卡片上的数相同的步数,然后一起把卡片放回袋里,开始第二个回合。在进行了n个这样的回合后,甲走了20步,乙走了10步,丙走了9步。如果在最后一个回合中,乙拿到的是写有最大数的那张卡片,这三个自然数分别是( )、( )和( )。(第一届“九章杯”中国小学生数学竞赛决赛试题第15题)
分析与解:先求出甲、乙、丙三人所走步数的总和,根据条件可知,这个总和为20+10+9=39(步),然后再求他们进行了几个回合,因为每个回合他们三人步数的和都相等,因39=1×39=3×13,所以他们不可能进行了1个、13个或39个回合,所以他们只能是进行了3个回合,每个回合他们三人步数之和为13。
又因为乙在最后一个回合拿到的是写有最大数的那张卡片,而他走了10步,所以这三个自然数中最大的一个是8,且至少也为8,否则甲不可能达到20步。因此,这三个自然数只能是8、4、1或8、3、2。经试验,甲:8+8+4=20,乙:1+1+8=10,丙:4+4+1=9,这三个自然数是8、4、1。
例2. 甲盒中有99个白球和100个黑球,乙盒中有足够多的黑球。现在每次从甲盒中任意取出两个球放在外面。如果两个球同色,则从乙盒中取出1个黑球放入甲盒;如果两个球异色,仍将其中的白球放回甲盒中。这样经过197次取放之后,甲盒中剩几个球?各是什么颜色?请说明理由。
分析与解:先求出经过197次取放后,甲盒中球数减少的“总和”。根据取放规则,取同色2球,放回1黑球,甲盒中每次少1个球。取异色球,放回1白球,甲盒中仍是每次少1个球。即甲盒中的球每取放1次减少1个,所以甲盒中球减少的“总和”是197个,则甲盒中只剩下99+100-197=2(个)球。
又因为甲盒中的白球只有在取出的2个球都是白色时才会减少,且白球总是成对减少,即甲盒中的白球始终保持奇数个。因此,取放197次后,甲盒中只有一黑一白两个球。
6.运用比的基本性质巧解题
同学们已经学过有关比的知识了,知道两个数相除又叫做两个数的比。比的前项和后项都乘以或除以相同的数(零除外),比值不变。如a:b=2a:2b,还有a:b=(a÷2):(b÷2)。也许同学们对比的基本性质已有所了解,但是否能运用比的基本性质解决一些实际问题呢?下面我们应用比的基本性质解两道应用题。
例1. 某次考试,甲、乙两同学的得分之比为5:4,如果甲少得22.5分,乙多得22.5分,则他们的得分之比就是5:7,问:甲、乙两同学实际各得多少分?
分析与解:由题意可知,甲、乙两人的分数之和没有变化。所以可以将甲、乙两人实际得分总和看作5+4=9(份),变化后甲、乙两人得分看作5+7=12(份),份数之和发生了变化,这正是解题的障碍所在。若将9份与12份统一加以变化,这道题就迎刃而解了。因为9与12的最小公倍数是36,所以我们可以将甲、乙实际得分的比例和变化后甲、乙得分的比例按总份数为36份来变化。
5:4=(5×4):(4×4)=20:16……总份数为20+16=36(份)
5:7=(5×3):(7×3)=15:21……总份数为15+21=36(份)
这时它们的总份数相同,都是36份。由此可见,甲少得的22.5份,相当于甲少了20-15=5(份);乙多得的22.5分,相当于乙多了21-16=5(份)。则原来甲得了(22.5÷5)×20=90(分);乙得了(22.5÷5)×16=72(分)。
例2. A、B两种商品的价格之比是7:3,如果它们的价格分别上涨70元,则它们的价格之比是7:4。问:这两种商品原来的价格是多少元?
分析与解:因为A、B两种商品价格上涨的幅度相同,所以涨价前后两种商品价格之差仍保持不变。从7:3来看,两种商品的价格差为7-3=4(份);从7:4来看,它们的价格差为7-4=3(份)。根据比的基本性质可得下列两个式子:
7:3=(7×3):(3×3)=21:9……相差份数为21-9=12(份)
7:4=(7×4):(4×4)=28:16……相差份数为28-16=12(份)
这时它们相差的份数相同,都是12份。由此可见,A商品的价格是从21份涨到了28份,也就是28-21=7(份),相当于70元,所以A商品原来的价格是70÷7×21=210(元),B商品原来的价格是70÷7×9=90(元)。
7.巧妙“割补”化难为易
在计算平面图形的面积时,经常会遇到一些比较复杂的组合图形,若能巧妙地将这些图形进行割补转化,往往能化难为易。
例1. 如下图,大、小正方形的边长之和为20厘米,面积之差为40平方厘米,求大、小正方形的边长各是多少厘米?
分析与解:根据题意,对上图进行分割(如图1),由已知条件可得A、B、C三块阴影部分的面积之和是40平方厘米,再将图1转化为图2,则可求得阴影部分长方形的宽为40÷20=2(厘米)。
图1 图2
所以,小正方形的边长为(20-2)÷2=9(厘米);大正方形的边长为9+2=11(厘米)。
例2. 一个正方形,如果一条边增加6厘米,另一条边增加2厘米,所得的长方形的面积就比原正方形的面积多92平方厘米,求原正方形的边长。
分析与解:根据题意可作出上图。正方形边长变化后,增加的部分可分成A、B、C三个部分,其中C的面积是6×2=12(平方厘米),则A、B的面积之和为92-12=80(平方厘米),A和B各有一条边长正好是原正方形的边长,因而A和B可以拼成一个宽为2+6=8(厘米)的长方形(如下图)。因这个长方形的面积为80平方厘米,宽为8厘米,所以可得原正方形的边长为(92-6×2)÷(6+2)=80÷8=10(厘米)。
例3. 一个正方形的一条边增加6厘米,另一条边减少2厘米,所得长方形的面积比原正方形的面积多68平方厘米,求原正方形的边长。
分析与解:根据题意可作出下图。
图中阴影部分B为增加的面积,阴影部分A为减少的面积,由已知条件可得B的面积比A的多68平方厘米。补上面积C,C的面积为6×2=12(平方厘米),则B和C的面积之和比A的面积多68+12=80(平方厘米)。因B和C所组成的长方形的长是原正方形的边长,A所在长方形的长也是原正方形的边长,所以通过拼割可以作出下图。
从上图中可以看出,80平方厘米是以原正方形边长为长,以6-2=4(厘米)为宽的长方形的面积。从而可求出原正方形边长为:
(68+6×2)÷(6-2)
=80÷4
=20(厘米)
综上所述,可知在解答这类图形题时,应紧紧抓住图形的特点,从题中所给的已知条件出发,割拼结合,巧妙拼补,这样才能清晰地凸现它们之间的关系,达到化难为易、化繁为简的解题目的。
8.数形结合 巧解难题
题目 上体育课时,同学们站好队,一至二报数,然后让报一的学生退出队列;再一至二报数,同样也让报一的学生退出队列;但从第三次开始,每次报数后,一律让报二的学生退出队列,……直到最后剩下一个人为止,问最后剩下的一个人最初排在队列的第几位?
分析与解:初看这道题,感觉很复杂,没有思路,但只要运用数形结合的方法,就很容易得出答案。方法如下:用圆圈代表学生(不妨以19人为例),第一次报数后出现的情况如图1所示,第二次报数后出现的情况如图2所示,第三次报数后出现的情况如图3所示,第四次报数后出现的情况如图4所示。
至此,就得到了答案:最后剩下的一个人最初排在队列的第4位(值得注意的是:从纯数学的角度考虑,本题应再加一个条件“上课的学生人数不少于4人”,但联系实际情况,无此条件也是可以的)。
进一步研究就会发现:只要总人数不少于4人,最后剩下的一个人最初都是排在第4位。为什么会有这样的规律呢?与哪些条件有关呢?我试着把条件“让报一的学生退出队列”的次数改为3次,其余条件不变,结果就发生了变化,最后剩下的一个人最初排在队列的第8位。换了假定的人数,结果依然相同。我又一次调整这一条件出现的次数,让它出现4次,其余条件还是不变,则最后剩下的那一个人最初排在队列的第16位。最后我得出的结论是:已知条件“让报一的学生退出队列”出现的次数与问题“最后剩下的一个人最初排在队列的第几位?”关系密切。假如把已知条件“让报一的学生退出队列”出现的次数设为n,那么最后剩下的一个人最初就排在队列的第2n位。本题中这一条件出现2次,则剩下的一个人最初排在队列的第22=4(位);出现3次,剩下的一个人最初就应排在队列的第23=8(位)。
下面,请你也来试一试:
当报一的这一条件出现5次,其余条件不变时,最后剩下的一个人最初应排在队列的第几位呢?
9.挖掘题目内涵 拓宽解题思路
有些应用题,通过挖掘题目内涵,就能拓宽解题思路,寻求多解,并有利于提高学生的思维水平和解题能力。
〔题目〕某通讯员骑摩托车从甲地往乙地发送文件,到达乙地后立即返回,往返共用去2小时。已知去时每小时行45千米,返回时每小时行30千米,求甲、乙两地相距多少千米。
〔分析与解〕此题可用八种策略解答:
策略一:等价变换
此题的已知条件与问题很难直接建立数量关系,若将已知条件进行等价变换,问题就容易解决了。已知条件可等价变换为:去时行1千米要用 小时,返回时行1千米要用 小时。据此,往返各行1千米一共要用 (小时),又因为这位通讯员往返共用去2小时,由此就可求出甲、乙两地的路程为: (千米)。
策略二:引量过渡
对问题提出假设性答案,为解题“搭桥”。假设两地的路程为90千米(45和30的最小公倍数),则去时要用90÷45=2(小时),返回时要用90÷30=3(小时),往返共用5小时。而题目中告诉我们往返共用去了2小时,即5小时的 ,所以甲、乙两地的实际路程是90千米的 ,即 (千米)。
策略三:增设参数
将某个未知数量用字母表示,直接参与计算。如用字母“t”表示去时所用的时间,则甲、乙两地的路程可表示为45t,返回时所用的时间可表示为 。由通讯员往返一次所行的总路程45t×2=90t与所用的总时间 ,可求得通讯员往返的平均速度为: ,进而可求出甲、乙两地相距的路程为:36×2÷2=36(千米)。
策略四:横向联系
通过横向联系,从“比和按比例分配”的角度入手。根据“去时和返回时的速度之比为45∶30=3∶2”,可知“行同样的路程,去时和返回时所用的时间之比为2∶3”,用按比例分配的方法即可求出去时所用的时间为: (小时),进而可求出甲、乙两地的路程为:45×0.8=36(千米)。
策略五:确定单位
把题目中涉及到的某个数量设为单位“1”,根据数量关系可进一步分析求解。如把返回时所用的时间设为单位“1”,则甲、乙两地的路程为30×1=30,去时所用的时间为 ,由此可求出返回时所用的时间为 (小时),进而可求出甲、乙两地相距的路程为:30×1.2=36(千米)。
策略六:变式转换
根据“返回时所用的时间=2小时-去时所用的时间”可以列出等式:45×去时所用的时间=30×(2-去时所用的时间),然后通过去括号、移项可得:45×去时所用的时间+30×去时所用的时间=30×2,由此可以求出去时所用的时间为:30×2÷(45+30)=0.8(小时),进而可求出两地的路程为:45×0.8=36(千米)。
策略七:据理估算
由“去时的速度是返回时速度的45÷30= 倍”可知,去时所用的时间小于1小时,返回时所用的时间大于1小时,所以可将去时所用的时间估算为0.9小时,返回时所用的时间估算为1.1小时,则去时的速度是返回时速度的 倍,这说明我们估算的去时所用的时间偏大了,返回时所用的时间偏小了,可试着调整为:去时所用的时间为0.8小时,返回时所用的时间为1.2小时,则去时的速度是返回时速度的 倍,符合题目条件,故调整后的估算正确,因此,甲、乙两地相距的路程为:45×0.8=36(千米),或30×1.2=36(千米)。
策略八:特殊假设
假设去时用2小时,返回时用0小时,则可推出“去时路程-返回路程=45×2-30×0=90千米”,为什么会有路程差呢?这是因为去时路程被看成“45×2”,多了“45×返回时所用的时间”;而“返回路程”被看成“30×0”,少了“30×返回时所用的时间”,也就是说,被减数多了“45×返回时所用的时间”,减数少了“30×返回时所用的时间”,差就多了90千米,所以,45×返回时所用的时间+30×返回时所用的时间=90千米,由上式即可求出返回时所用的时间为:90÷(45+30)=1.2(小时),进而可求出甲、乙两地的路程为:30×1.2=36(千米)。
10.先估算 再确定
三个连续正整数,如果中间一个是完全平方数,那么这样的三个连续正整数的积被称为“美妙数”。问所有小于2008的“美妙数”的最大公约数是多少?(全国第九届“华罗庚金杯”赛暨南通市“华杯”赛六年级试题)
〔一般解法〕
根据题意,符合条件的三个连续正整数的积要小于2008,我们不妨先估算这三个连续正整数的范围。因为“美妙数”要求三个连续正整数中间的一个数是完全平方数,所以由8×9×10=720和15×16×17=4080可知中间一个数的完全平方数肯定不大于9,也就是说符合条件 三个连续正整数只有3、4、5和8、9、10两组。综合以上分析,小于2008的“美妙数”为3×4×5=60和8×9×10=720。因60与720的最大公约数为60,所以所有小于2008的“美妙数”的最大公约数是60。
〔巧妙解法〕
根据题意,很容易找出最小的“美妙数”为3×4×5=60,所以符合条件的三个连续正整数中必定有一个数是3的倍数,其中也必定有一个是偶数,且这个偶数也一定是4的倍数。又因为三个连续正整数中间一个要求是完全平方数,所以完全平方数的末位数字只可能是0、1、4、5、6、9,末位数字是0和5的数字又一定是5的倍数,与末位数字为1、4、6、9相邻的正整数中,一定有一个正整数是5的倍数,因此,“美妙数”一定是3、4、5的公倍数,即“美妙数”一定是3×4×5=60的倍数。而最小的“美妙数”是60,因此这些“美妙数”的最大公约数也一定是60。
11. 拆拆合合,神机妙算
小朋友,下面几道题我一会儿就做了出来,你一定认为我用了计算器才算得那么快的。其实不是这样的,看,我拆拆合合,就可以神机妙算。
(1)7227÷73
我是这样想的:7227比7300少了1个73,而7300里有100个73,所以7227里就有99个73。
(2)99×99+199
我是这样想的:先从199里拿1个99出来,与99×99合起来就有100个99相加了。再加上剩下的100,实际上就是100个100相加。
(3)80000÷125÷2÷5÷8
我是这样想的:把80000缩小125倍,再缩小8倍,实际上是缩小了1000倍,接着又缩小2倍,缩小5倍,即又缩小了10倍。
分析与解:这道题虽属差倍问题,但解答时很有难度。若能着眼全局,从整体上加以考察,抓住题中的不变量加以分析,就能使问题迎刃而解。
因为不管甲给乙多少粒糖,还是乙给甲多少粒糖,甲、乙两个小朋友共有糖粒的总数始终没有变化。甲给乙一定数量的糖后,甲的糖粒数就是乙的糖粒数的2倍,说明这时乙的糖粒数是总数的 ;乙给甲同样数量的糖后,甲的糖粒数就是乙的糖粒数的3倍,说明这时乙的糖粒数是总数的 ,相差 。
假设甲给乙1粒(至少为1粒),那么甲还有(甲-1)粒,如果乙给甲同样多的粒数,则甲有(甲+1)粒,“甲+1”与“甲-1”相差数为2, (粒)。
假设甲给乙2粒……那么“甲+2”与“甲-2”相差数为4, (粒)。
已知每袋糖不到20粒,则两人糖的总数不到40粒,显然48粒不符合题意,那么就说明甲、乙两个小朋友共有糖24粒
2.先比较再选择
题目:希望小学要买50个足球,现有甲、乙、丙三家商店可以选择。三家商店足球的价格都是25元,但各个商店的优惠方法不同。甲店:买10个足球免费赠送2个,不足10个不赠送;乙店:每个足球优惠5元;丙店:购物满100元返回现金20元。为了节省费用,希望小学应该到哪家商店购买呢?
分析与解:从问题出发,希望小学肯定应选择买50个足球所需费用最少的商店去购买,也就是要分别求出这三家商店优惠后的总价。
已知甲店买10个足球免费赠送2个,那么买20个免费赠送4个,买30个免费赠送6个,买40个免费赠送8个。40个加上赠送的8个共计(40+8)48个,而希望小学一共要买50个,还差2个,这2个得自己掏钱买了,也就是说希望小学如果去甲店购买的话,只需买42个,按每个25元计算,共需(25×42)1050元。
由于乙店每个足球优惠5元,也就是每个足球按20元的单价计算。所以,买50个足球共需(50×20)1000元。
由于丙店购物满100元返回现金20元,而不满100元这个优惠是不能享受的。买50个足球,每个25元,共计(50×25)1250元。1250元里有12个100,从优惠方案中可知,可以优惠(12×20)240元。也就是说希望小学去丙店购买的话,共需(1250-240)1010元。
从上可知,享受优惠后希望小学买50个足球的总价分别是:甲店需1050元,乙店需1000元,丙店需1010元。为了节省费用,希望小学当然要到花钱最少的商店去购买,即选择乙店,只需1000元。
3.巧 妙 变 换
数学练习课上,老师出了这样一道题目:“6.28×7.81+37.2×0.781”,让同学们计算。
大家都全神贯注用竖式计算,不一会儿,小林说:“我做好了。”“你怎么算得这么快?”随着老师的问话,同学们放下了手中的笔,投去了怀疑的目光。“我是这样算的。”说罢他到黑板上写出了计算过程:
老师佩服地对小林说:“你真行,你怎么想到这样算的?”
小林说:“计算之前,我仔细观察了这道题中的数据,发现了”6.28×7.81”中的因数7.81与”37.2×0.781”中的因数0.781只是小数点的位置不同,根据积的变化规律可知,如果把”37.2×0.781”中两个因数的小数点移动一下,变换成”3.72×7.81”,积是不变的。变换之后就可以用乘法分配律进行简便计算了。”同学们受小林的启发,又想到了一种简便的算法。即:
看来在计算时,我们要注意观察算式中数据的特点,尽可能挖掘出隐藏着的简算因素,从而正确、迅速地进行计算
4.运用规律 化难为易
从一块正方形铁皮上剪下一个面积最大的圆,那么这个圆的面积与原来正方形的面积之比是多少?周长之比呢?
设剪下的面积最大的圆的半径为r,则原正方形的边长就是2r。
由此可得:在一个正方形中剪下一个面积最大的圆,那么这个圆与原来正方形的面积之比、周长之比都是 。
运用这个规律,我们可以使一些题目的解答变得更加简便,更加容易。
例1. 从一块面积是36平方厘米的正方形铁皮上剪下一个面积最大的圆,这个圆形铁皮的面积是多少平方厘米?
分析与解:因为,
所以,这块圆形铁皮的面积=原来正方形的面积
即 (平方厘米)
例2. 从一块正方形铁皮上剪下一个面积最大的圆,已知这个圆的面积是25.12平方厘米,原来正方形铁皮的面积是多少平方厘米?
分析与解:因为,
所以,原来正方形的面积=最大圆的面积
即 (平方厘米)
例3. 从一个周长是36厘米的正方形铁皮上剪下一个面积最大的圆,这块圆形铁皮的周长是多少厘米?
分析与解:因为,
所以,这块圆形铁皮的周长=原来正方形铁皮的周长
即 (厘米)
例4. 从一块正方形铁皮上剪下一个面积最大的圆,已知这个圆的周长是25.12厘米,原来正方形铁皮的周长是多少厘米?
分析与解:因为,
所以,原来正方形的周长=最大圆的周长÷
即 (厘米)
想一想:从一块正方形铁皮上剪下一个面积最大的圆,剩下的铁皮面积占原来正方形面积的几分之几?没有告诉我们具体的数据,应该怎样解答呢
5.巧求“总和”妙解难题
数学竞赛中,有些题目初看不知从何处下手,但若能巧妙求出“总和”,问题就会迎刃而解。
例1. 三张卡片上分别写着三个互不相等的自然数。甲、乙、丙三人按以下规则做游戏:每人每次从袋里各拿出一张卡片,并走与卡片上的数相同的步数,然后一起把卡片放回袋里,开始第二个回合。在进行了n个这样的回合后,甲走了20步,乙走了10步,丙走了9步。如果在最后一个回合中,乙拿到的是写有最大数的那张卡片,这三个自然数分别是( )、( )和( )。(第一届“九章杯”中国小学生数学竞赛决赛试题第15题)
分析与解:先求出甲、乙、丙三人所走步数的总和,根据条件可知,这个总和为20+10+9=39(步),然后再求他们进行了几个回合,因为每个回合他们三人步数的和都相等,因39=1×39=3×13,所以他们不可能进行了1个、13个或39个回合,所以他们只能是进行了3个回合,每个回合他们三人步数之和为13。
又因为乙在最后一个回合拿到的是写有最大数的那张卡片,而他走了10步,所以这三个自然数中最大的一个是8,且至少也为8,否则甲不可能达到20步。因此,这三个自然数只能是8、4、1或8、3、2。经试验,甲:8+8+4=20,乙:1+1+8=10,丙:4+4+1=9,这三个自然数是8、4、1。
例2. 甲盒中有99个白球和100个黑球,乙盒中有足够多的黑球。现在每次从甲盒中任意取出两个球放在外面。如果两个球同色,则从乙盒中取出1个黑球放入甲盒;如果两个球异色,仍将其中的白球放回甲盒中。这样经过197次取放之后,甲盒中剩几个球?各是什么颜色?请说明理由。
分析与解:先求出经过197次取放后,甲盒中球数减少的“总和”。根据取放规则,取同色2球,放回1黑球,甲盒中每次少1个球。取异色球,放回1白球,甲盒中仍是每次少1个球。即甲盒中的球每取放1次减少1个,所以甲盒中球减少的“总和”是197个,则甲盒中只剩下99+100-197=2(个)球。
又因为甲盒中的白球只有在取出的2个球都是白色时才会减少,且白球总是成对减少,即甲盒中的白球始终保持奇数个。因此,取放197次后,甲盒中只有一黑一白两个球。
6.运用比的基本性质巧解题
同学们已经学过有关比的知识了,知道两个数相除又叫做两个数的比。比的前项和后项都乘以或除以相同的数(零除外),比值不变。如a:b=2a:2b,还有a:b=(a÷2):(b÷2)。也许同学们对比的基本性质已有所了解,但是否能运用比的基本性质解决一些实际问题呢?下面我们应用比的基本性质解两道应用题。
例1. 某次考试,甲、乙两同学的得分之比为5:4,如果甲少得22.5分,乙多得22.5分,则他们的得分之比就是5:7,问:甲、乙两同学实际各得多少分?
分析与解:由题意可知,甲、乙两人的分数之和没有变化。所以可以将甲、乙两人实际得分总和看作5+4=9(份),变化后甲、乙两人得分看作5+7=12(份),份数之和发生了变化,这正是解题的障碍所在。若将9份与12份统一加以变化,这道题就迎刃而解了。因为9与12的最小公倍数是36,所以我们可以将甲、乙实际得分的比例和变化后甲、乙得分的比例按总份数为36份来变化。
5:4=(5×4):(4×4)=20:16……总份数为20+16=36(份)
5:7=(5×3):(7×3)=15:21……总份数为15+21=36(份)
这时它们的总份数相同,都是36份。由此可见,甲少得的22.5份,相当于甲少了20-15=5(份);乙多得的22.5分,相当于乙多了21-16=5(份)。则原来甲得了(22.5÷5)×20=90(分);乙得了(22.5÷5)×16=72(分)。
例2. A、B两种商品的价格之比是7:3,如果它们的价格分别上涨70元,则它们的价格之比是7:4。问:这两种商品原来的价格是多少元?
分析与解:因为A、B两种商品价格上涨的幅度相同,所以涨价前后两种商品价格之差仍保持不变。从7:3来看,两种商品的价格差为7-3=4(份);从7:4来看,它们的价格差为7-4=3(份)。根据比的基本性质可得下列两个式子:
7:3=(7×3):(3×3)=21:9……相差份数为21-9=12(份)
7:4=(7×4):(4×4)=28:16……相差份数为28-16=12(份)
这时它们相差的份数相同,都是12份。由此可见,A商品的价格是从21份涨到了28份,也就是28-21=7(份),相当于70元,所以A商品原来的价格是70÷7×21=210(元),B商品原来的价格是70÷7×9=90(元)。
7.巧妙“割补”化难为易
在计算平面图形的面积时,经常会遇到一些比较复杂的组合图形,若能巧妙地将这些图形进行割补转化,往往能化难为易。
例1. 如下图,大、小正方形的边长之和为20厘米,面积之差为40平方厘米,求大、小正方形的边长各是多少厘米?
分析与解:根据题意,对上图进行分割(如图1),由已知条件可得A、B、C三块阴影部分的面积之和是40平方厘米,再将图1转化为图2,则可求得阴影部分长方形的宽为40÷20=2(厘米)。
图1 图2
所以,小正方形的边长为(20-2)÷2=9(厘米);大正方形的边长为9+2=11(厘米)。
例2. 一个正方形,如果一条边增加6厘米,另一条边增加2厘米,所得的长方形的面积就比原正方形的面积多92平方厘米,求原正方形的边长。
分析与解:根据题意可作出上图。正方形边长变化后,增加的部分可分成A、B、C三个部分,其中C的面积是6×2=12(平方厘米),则A、B的面积之和为92-12=80(平方厘米),A和B各有一条边长正好是原正方形的边长,因而A和B可以拼成一个宽为2+6=8(厘米)的长方形(如下图)。因这个长方形的面积为80平方厘米,宽为8厘米,所以可得原正方形的边长为(92-6×2)÷(6+2)=80÷8=10(厘米)。
例3. 一个正方形的一条边增加6厘米,另一条边减少2厘米,所得长方形的面积比原正方形的面积多68平方厘米,求原正方形的边长。
分析与解:根据题意可作出下图。
图中阴影部分B为增加的面积,阴影部分A为减少的面积,由已知条件可得B的面积比A的多68平方厘米。补上面积C,C的面积为6×2=12(平方厘米),则B和C的面积之和比A的面积多68+12=80(平方厘米)。因B和C所组成的长方形的长是原正方形的边长,A所在长方形的长也是原正方形的边长,所以通过拼割可以作出下图。
从上图中可以看出,80平方厘米是以原正方形边长为长,以6-2=4(厘米)为宽的长方形的面积。从而可求出原正方形边长为:
(68+6×2)÷(6-2)
=80÷4
=20(厘米)
综上所述,可知在解答这类图形题时,应紧紧抓住图形的特点,从题中所给的已知条件出发,割拼结合,巧妙拼补,这样才能清晰地凸现它们之间的关系,达到化难为易、化繁为简的解题目的。
8.数形结合 巧解难题
题目 上体育课时,同学们站好队,一至二报数,然后让报一的学生退出队列;再一至二报数,同样也让报一的学生退出队列;但从第三次开始,每次报数后,一律让报二的学生退出队列,……直到最后剩下一个人为止,问最后剩下的一个人最初排在队列的第几位?
分析与解:初看这道题,感觉很复杂,没有思路,但只要运用数形结合的方法,就很容易得出答案。方法如下:用圆圈代表学生(不妨以19人为例),第一次报数后出现的情况如图1所示,第二次报数后出现的情况如图2所示,第三次报数后出现的情况如图3所示,第四次报数后出现的情况如图4所示。
至此,就得到了答案:最后剩下的一个人最初排在队列的第4位(值得注意的是:从纯数学的角度考虑,本题应再加一个条件“上课的学生人数不少于4人”,但联系实际情况,无此条件也是可以的)。
进一步研究就会发现:只要总人数不少于4人,最后剩下的一个人最初都是排在第4位。为什么会有这样的规律呢?与哪些条件有关呢?我试着把条件“让报一的学生退出队列”的次数改为3次,其余条件不变,结果就发生了变化,最后剩下的一个人最初排在队列的第8位。换了假定的人数,结果依然相同。我又一次调整这一条件出现的次数,让它出现4次,其余条件还是不变,则最后剩下的那一个人最初排在队列的第16位。最后我得出的结论是:已知条件“让报一的学生退出队列”出现的次数与问题“最后剩下的一个人最初排在队列的第几位?”关系密切。假如把已知条件“让报一的学生退出队列”出现的次数设为n,那么最后剩下的一个人最初就排在队列的第2n位。本题中这一条件出现2次,则剩下的一个人最初排在队列的第22=4(位);出现3次,剩下的一个人最初就应排在队列的第23=8(位)。
下面,请你也来试一试:
当报一的这一条件出现5次,其余条件不变时,最后剩下的一个人最初应排在队列的第几位呢?
9.挖掘题目内涵 拓宽解题思路
有些应用题,通过挖掘题目内涵,就能拓宽解题思路,寻求多解,并有利于提高学生的思维水平和解题能力。
〔题目〕某通讯员骑摩托车从甲地往乙地发送文件,到达乙地后立即返回,往返共用去2小时。已知去时每小时行45千米,返回时每小时行30千米,求甲、乙两地相距多少千米。
〔分析与解〕此题可用八种策略解答:
策略一:等价变换
此题的已知条件与问题很难直接建立数量关系,若将已知条件进行等价变换,问题就容易解决了。已知条件可等价变换为:去时行1千米要用 小时,返回时行1千米要用 小时。据此,往返各行1千米一共要用 (小时),又因为这位通讯员往返共用去2小时,由此就可求出甲、乙两地的路程为: (千米)。
策略二:引量过渡
对问题提出假设性答案,为解题“搭桥”。假设两地的路程为90千米(45和30的最小公倍数),则去时要用90÷45=2(小时),返回时要用90÷30=3(小时),往返共用5小时。而题目中告诉我们往返共用去了2小时,即5小时的 ,所以甲、乙两地的实际路程是90千米的 ,即 (千米)。
策略三:增设参数
将某个未知数量用字母表示,直接参与计算。如用字母“t”表示去时所用的时间,则甲、乙两地的路程可表示为45t,返回时所用的时间可表示为 。由通讯员往返一次所行的总路程45t×2=90t与所用的总时间 ,可求得通讯员往返的平均速度为: ,进而可求出甲、乙两地相距的路程为:36×2÷2=36(千米)。
策略四:横向联系
通过横向联系,从“比和按比例分配”的角度入手。根据“去时和返回时的速度之比为45∶30=3∶2”,可知“行同样的路程,去时和返回时所用的时间之比为2∶3”,用按比例分配的方法即可求出去时所用的时间为: (小时),进而可求出甲、乙两地的路程为:45×0.8=36(千米)。
策略五:确定单位
把题目中涉及到的某个数量设为单位“1”,根据数量关系可进一步分析求解。如把返回时所用的时间设为单位“1”,则甲、乙两地的路程为30×1=30,去时所用的时间为 ,由此可求出返回时所用的时间为 (小时),进而可求出甲、乙两地相距的路程为:30×1.2=36(千米)。
策略六:变式转换
根据“返回时所用的时间=2小时-去时所用的时间”可以列出等式:45×去时所用的时间=30×(2-去时所用的时间),然后通过去括号、移项可得:45×去时所用的时间+30×去时所用的时间=30×2,由此可以求出去时所用的时间为:30×2÷(45+30)=0.8(小时),进而可求出两地的路程为:45×0.8=36(千米)。
策略七:据理估算
由“去时的速度是返回时速度的45÷30= 倍”可知,去时所用的时间小于1小时,返回时所用的时间大于1小时,所以可将去时所用的时间估算为0.9小时,返回时所用的时间估算为1.1小时,则去时的速度是返回时速度的 倍,这说明我们估算的去时所用的时间偏大了,返回时所用的时间偏小了,可试着调整为:去时所用的时间为0.8小时,返回时所用的时间为1.2小时,则去时的速度是返回时速度的 倍,符合题目条件,故调整后的估算正确,因此,甲、乙两地相距的路程为:45×0.8=36(千米),或30×1.2=36(千米)。
策略八:特殊假设
假设去时用2小时,返回时用0小时,则可推出“去时路程-返回路程=45×2-30×0=90千米”,为什么会有路程差呢?这是因为去时路程被看成“45×2”,多了“45×返回时所用的时间”;而“返回路程”被看成“30×0”,少了“30×返回时所用的时间”,也就是说,被减数多了“45×返回时所用的时间”,减数少了“30×返回时所用的时间”,差就多了90千米,所以,45×返回时所用的时间+30×返回时所用的时间=90千米,由上式即可求出返回时所用的时间为:90÷(45+30)=1.2(小时),进而可求出甲、乙两地的路程为:30×1.2=36(千米)。
10.先估算 再确定
三个连续正整数,如果中间一个是完全平方数,那么这样的三个连续正整数的积被称为“美妙数”。问所有小于2008的“美妙数”的最大公约数是多少?(全国第九届“华罗庚金杯”赛暨南通市“华杯”赛六年级试题)
〔一般解法〕
根据题意,符合条件的三个连续正整数的积要小于2008,我们不妨先估算这三个连续正整数的范围。因为“美妙数”要求三个连续正整数中间的一个数是完全平方数,所以由8×9×10=720和15×16×17=4080可知中间一个数的完全平方数肯定不大于9,也就是说符合条件 三个连续正整数只有3、4、5和8、9、10两组。综合以上分析,小于2008的“美妙数”为3×4×5=60和8×9×10=720。因60与720的最大公约数为60,所以所有小于2008的“美妙数”的最大公约数是60。
〔巧妙解法〕
根据题意,很容易找出最小的“美妙数”为3×4×5=60,所以符合条件的三个连续正整数中必定有一个数是3的倍数,其中也必定有一个是偶数,且这个偶数也一定是4的倍数。又因为三个连续正整数中间一个要求是完全平方数,所以完全平方数的末位数字只可能是0、1、4、5、6、9,末位数字是0和5的数字又一定是5的倍数,与末位数字为1、4、6、9相邻的正整数中,一定有一个正整数是5的倍数,因此,“美妙数”一定是3、4、5的公倍数,即“美妙数”一定是3×4×5=60的倍数。而最小的“美妙数”是60,因此这些“美妙数”的最大公约数也一定是60。
11. 拆拆合合,神机妙算
小朋友,下面几道题我一会儿就做了出来,你一定认为我用了计算器才算得那么快的。其实不是这样的,看,我拆拆合合,就可以神机妙算。
(1)7227÷73
我是这样想的:7227比7300少了1个73,而7300里有100个73,所以7227里就有99个73。
(2)99×99+199
我是这样想的:先从199里拿1个99出来,与99×99合起来就有100个99相加了。再加上剩下的100,实际上就是100个100相加。
(3)80000÷125÷2÷5÷8
我是这样想的:把80000缩小125倍,再缩小8倍,实际上是缩小了1000倍,接着又缩小2倍,缩小5倍,即又缩小了10倍。
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