小学六年级奥数系列讲座:构造与论证(含答案解析)
上传者:胡柯良|上传时间:2015-04-15|密次下载
小学六年级奥数系列讲座:构造与论证(含答案解析)
构造与论证1
内容概述
各种探讨给定要求能否实现,设计最佳安排和选择方案的组合问题.这里的最佳通常指某个量达到最大或最小.解题时,既要构造出取得最值的具体实例,又要对此方案的最优性进行论证.论证中的常用手段包括抽屉原则、整除性分析和不等式估计.
典型问题
2.有3堆小石子,每次允许进行如下操作:从每堆中取走同样数目的小石子,或是将其中的某一石子数是偶数的堆中的一半石子移入另外的一堆.开始时,第一堆有1989块石子,第二堆有989块石子,第三堆有89块石子.问能否做到:
(1)某2堆石子全部取光?
(2)3堆中的所有石子都被取走?
【分析与解】 (1)可以,如(1989,989,89) ?(1900,900,0)?(950,900,950)? (50,0,50)?(25,25,50)?(O,0,25).
(2)因为操作就两种,每堆取走同样数目的小石子,将有偶数堆石子堆中一半移至另一堆,所以每次操作石子总数要么减少3的倍数,要么不变.
现在共有1989+989+89=3067,不是3的倍数,所以不能将3堆中所有石子都取走.
4.在某市举行的一次乒乓球邀请赛上,有3名专业选手与3名业余选手参加.比赛采用单循环方式进行,就是说每两名选手都要比赛一场.为公平起见,用以下方法记分:开赛前每位选手各有10分作为底分,每赛一场,胜者加分,负者扣分,每胜专业选手一场加2分,每胜业余选手一场加1分;专业选手每负一场扣2分,业余选手每负一场扣1分.问:一位业余选手最少要胜几场,才能确保他的得分比某位专业选手高?
【分析与解】 当一位业余选手胜2场时,如果只胜了另两位业余选手,那么他得10+2-3=9(分).此时,如果专业选手间的比赛均为一胜一负,而专业选手与业余选手比赛全胜,那么每位专业选手的得分都是10+2-2+3=13(分).所以,一位业余选手胜2场,不能确保他的得分比某位专业选手高.
当一位业余选手胜3场时,得分最少时是胜两位业余选手,胜一位专业选手,得10+2+2-2=12(分).此时,三位专业选手最多共得30+0+4=34(分),其中专业选手之间的三场比赛共得0分,专业选手与业余选手的比赛最多共得4分.由三个人得34分,34÷3=111,3
推知,必有人得分不超过11分.
也就是说,一位业余选手胜3场,能确保他的得分比某位专业选手高.
6.如图35-1,将1,2,3,4,5,6,7,8,9,10这10个数分别填入图中的10个圆圈内,使任意连续相邻的5个圆圈内的各数之和均不大于某个整数M.求M的最小值并完成你的填图.
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【分析与解】 要使M最小,就要尽量平均的填写,因为如果有的连续5个圆圈内的数特别小,有的特别大,那么M就只能大于等于特别大的数,不能达到尽量小的目的.
因为每个圆圈内的数都用了5次,所以10次的和为
5×(1+2+3+…+10)=275.
每次和都小于等于朋,所以IOM大于等于275,整数M大于28.
下面来验证M=28时是否成立,注意到圆圈内全部数的总和是55,
所以肯定是一边五个的和是28,一边是27.因为数字都不一样,所以和28肯定是相间排列,和27也是相问排列,也就是说数组每隔4个差值为l,这样从1填起,容易排出适当的填图.
8.1998名运动员的号码依次为1至1998的自然数.现在要从中选出若干名运动员参加仪仗队,使得剩下的运动员中没有一个人的号码等于另外两人的号码的乘积.那么,选为仪仗队的运动员最少有多少人?
【分析与解】我们很自然的想到把用得比较多的乘数去掉,因为它们参与的乘式比较多,把它们去掉有助于使剩下的构不成乘式,比较小的数肯定是用得最多的,因为它们的倍数最多,所以考虑先把它们去掉,但关键是除到何处?
考虑到44的平方为1936,所以去到44就够了,因为如果剩下的构成了乘式,那么乘式中最小的数一定小于等于44,所以可以保证剩下的构不成乘式.因为对结果没有影响,所以可以将1保留,于是去掉2,3,4,…,44这43个数.
但是,是不是去掉43个数为最小的方法呢?构造2×97,3×96,4×95,…,44×45,发现这43组数全不相同而且结果都比1998小,所以要去掉这些乘式就至少要去掉43个数,所以43位最小值,即为所求.
10.在10×19方格表的每个方格内,写上0或1,然后算出每行及每列的各数之和.问最多能得到多少个不同的和数?
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【分析与解】首先每列的和最少为0,最多是10,每行的和最少是0,最多是19,所以不同的和最多也就是0,1,2,3,4,…,18,19这20个.
下面我们说明如果0出现,那么必然有另外一个数字不能出现.
如果0出现在行的和中,说明有1行全是0,意味着列的和中至多出现0到9,加上行的和至多出现10个数字,所以少了一种可能.
如果0出现在列的和中,说明在行的和中19不可能出现,所以0出现就意味着另一个数字不能出现,所以至多是19,下面给出一种排出方法
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12.在1000×1000的方格表中任意选取n个方格染为红色,都存在3个红色方格,它们的中心构成一个直角三角形的顶点.求n的最小值.
【分析与解】 首先确定1998不行.反例如下:
其次1999可能是可以的,因为首先从行看,1999个红点分布在
1000行中,肯定有一些行含有2个或者以上的红点,因为含有0或
1个红点的行最多999个,所以其他行含有红点肯定大于等于
1999-999=1000,如果是大于1000,那么根据抽屉原理,肯定有两个
这样红点在一列,那么就会出现红色三角形;
如果是等于1000而没有这样的2个红点在一列,说明有999行只含有1个红点,而剩下的一行全是红点,那也肯定已经出现直角三角形了,所以n的最小值为1999.
14.在图35-2中有16个黑点,它们排成了一个4×4的方阵.用线段连接其中4点,就可以画出各种不同的正方形.现在要去掉某些点,使得其中任意4点都不能连成正方形,那么最少要去掉多少个点?
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【分析与解】 至少要除去6个点,如下所示为几种方法:
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