这道题需要空间想象能力,一个60x100的长方形。。。

2020/09/25

原题如下:

一个60x100的长方形,全部由1x1的小正方形组成,从长方形的一个角到其对角划一条直线,问,这条直线穿过了多少个正方形。穿过的定义是指直线从正方形内部穿过。如下图这样。









解析:

求直线穿过正方形的数量,我们不要画出来去数,这样很费时间,对建立解题思路也没有什么启发性。

先想想一个简单的问题:

直线穿过1个正方形,会有几个交点。

必然有2个交点,因为如果只有1个交点,就是擦边而过,不是穿过。如有3个交点,那不是直线能做的事。

那么反过来考虑,根据交点数是否可以计算出穿过的正方形数。

 

像下面这个例子,红色的对角线穿过了2条垂直线,1条水平线,总共有3个交点



中间这些交点属于两个相邻的正方形共有,在统计时我们要*2

那么加上两个顶角的交点,

2+3*2=8

穿过的正方形数:

8/2=4

 

如果是这种情况,直线穿过了一个小正方形的顶点




红色的对角线穿过了2条垂直线,1条水平线,总共有3个交点

但其中有两个交点重叠了(即正方形顶点),在统计时需要减去

内部总共的交点数:

3-1=2

穿过的正方形数:

2+2*2/2=3

 

这种思路应该是可以的。

也可这么想,数数看直线被分成几段了,这个跟穿过正方形数是一样的。

我们这次决定尝试一下数交点数的方法。

60X100的长方形,内部总共有99条垂线和59条横线,

对角的直线都会穿过这些垂线、横线

总共交点有 99 + 59

注意,这里面有没有小正方形的顶点?

假设最左上角的顶点为(00),最右下角顶点编号为(60100

这些编号的顶点都会被直线穿过(只考虑长方形内部)

35)(610)(915)。。。直到(5795

总共有19个点

所以内部的交点 99 + 59 – 19 =139

19个顶点重复统计了2次。

穿过的正方形数有

2+139*2/2 = 140 (个)

解毕


点评:

对于无法入手的问题,我们可以尝试把问题简化为一个规模不那么大的情形,进行分析和探讨,或者回想一下,是否有做过类似的问题,从简单入手,找出方案。进一步推而广之,向目标问题靠近。



这道题还有几个相对复杂的升级版本,一起来看看。

问题1

一个10x10x10的大正方体,由1000个单位为1的小正方体组成,一个钢丝从正方体一面穿入从另一面穿出,问,最多能穿过多少个小正方体。


解析:

直线每穿过一个小正方体,最多穿过其两个不同的面,如果从棱线或顶角穿入穿出,那么会相应减少所穿过的面的数量。

为简化问题,我们假设直线全部从面上穿过,即不经过棱或顶点。

那么在正方体内部直线穿过的面有:

前后共9个,左右共9个,上下共9

一共27个,这些面为两个小正方体共有,在统计时要*2

加上外部的2个面(一进一出)

穿过小正方体最多有(每个小正方体提供2个面):

27*2+2/2=28



问题2

小长方体尺寸为1*2*3,共有36块小长方体组成一个6*6*6的大正方体,如下图,问:其对角线CE穿过了几个小长方体。




解析:

这道问题更复杂一点,它规定了直线的路径,我们必须要考虑内部是否穿过长方体的棱边,或者顶点。可是对角线在正方体内部,不像上面的题,可以在平面上把图形画出来讨论。我们要通过想象力,建立立体模型,这是这道题的难点所在。

 

先考虑CE这条线在哪几个切面上?这里切面指把正方体切开后展示出来的面。

CE在这几个面上:

DCEFEBCHACGE

而不在DBFH

如果CE所在的切面穿过了长方体的棱线,那么CE也必然穿过此棱线。

关于上面这一点,不那么显而易见,但仔细考虑后应该能明白。

 

现在来进行计算。

对角线CE穿过的面有:

前后2个,上下5个,左右1个,共8

考虑内部穿过的棱线有3条(具体如图示),

穿过一条棱,等价于同时穿过了两个面,

穿过一个顶角,等价于同时穿过了三个面(这里没有穿过顶角的情况)

在统计面时应该减掉过棱的次数,所以穿过的小长方体数有:

((2+5+1-3)*2+2)/2 =6个


如果我们第一次碰到的就是最后这一道题,不一定能分析出结论。

但是,如果我们从最简单的平面分析开始,

一步一步往下走,走到最后的结论应该不难,至少是有考虑的方向了。

这应该就是我们常说的数学解题思维吧。

笑话三则,警察在广场旁边查酒驾

2020/09/25

▶ 警察在广场旁边查酒驾,一个小伙子酒后开车被警察扣住。警察正要测酒精,小伙子突然跑进广场舞人堆里,跟着跳起来。因为喝多了酒跟 不上舞步,警察很快发现他,然后把他带走。 旁边跳舞的两个大妈吓坏了:“妈呀,跳不好,还得被抓走啊。“


▶ 老王是个杂技演员,他的表演节目是抛飞刀。一次他下班后开车回家,被交警拦住查出他车里有刀,交警问:“你为什么带刀上路?”
老王说:“我是表演杂技的,这是我的工具。”
交警不信让老王当场表演,老王将几柄飞刀抛来抛去
这时后面来了辆车,车上的人说:“卧曹!现在测试酒驾可真严格!”


▶老师:“谁能形容一下什么叫幸运?”
小明:“你从10层楼顶掉下来,下边有个草堆。”
老师:“那什么叫不幸呢?”
小明:“草堆的一角,有个叉子。”
老师:“那什么叫希望呢?”
小明:“你没掉到叉子上。”
老师:“那什么又叫绝望呢?”
小明:“你也没掉到草堆上。”
老师:。。。。。。

笑话三则,降落伞——一架飞机除了驾驶员外

2020/09/25

★ 降落伞——一架飞机除了驾驶员外,还载了四名乘客,分别是总统,化学家,牧师和学生。突然,飞机故障即将要坠毁了。驾驶员:“各位,飞机要栽了。不幸的是,我们只有四个降落伞,所以……Bye Bye!”说完他就背着一个降落伞跳下去了。总统说:“我是全国最重要的人,不能死!”就拿了一个降落伞跳下去了。化学家说:“我是全世界最聪明的人,不能死!”抢了一个降落伞也跳下去了。牧师叹了口气,对学生说:“最后一个降落伞你拿去吧,我要去见上帝了。”学生说:“不用啊,还有两个降落伞呢!”牧师说:“真的吗?可是?”“刚刚最聪明的人背了我的书包跳下去了。”

★ 错误——一个男人去牙买加度假,他的妻子正好出差,打算第二天与他在牙买加会合。这个男人到了旅馆后,决定给妻子发一封电子邮件。可是写有妻子邮箱地址的那张纸条怎么都找不到了,他只好尽力地回忆。不幸的是,他漏掉了一个字母,结果这封邮件发到了一个老传教士妻子的信箱里,这个老传教士前一天刚去世。悲伤的寡妇检查邮件时,看了一眼显示器,尖叫一声,倒在地上死了。她的家人闻声跑过来,看到屏幕上写着:最亲爱的妻子,我刚入住。每样东西都准备好了,迎接你明天的到来。爱你的丈夫。附,这里真是很热。

★ 恐怖的书——小雪问老爸:“爸,有没有比较恐怖的书?”“有,当然有。”老爸说:“有本书你老爸我看了二十多年都还觉得很恐怖。”“啊?不会吧?”小雪问:“是哪一本书会看了二十多年还觉得恐怖?”老爸说:“结婚证书。”

【5星难度】某届IMO试题,很早以前的了,4444的4444次方。。。

2020/09/23

原题如下:
4444的4444次方,其得数记为X,X的各位数字之和记为A,A的各 位数字之和记为B,那么B的各位数字之和为多少?


///////////////////////////////////////////////////////////
思考20分钟,
找找思路,
试探一下各种能想到的方法
///////////////////////////////////////////////////////////


解法如下:

说到数码和,我们自然想一个数到被3整数、被9整除的性质,

即各个数码之和能被3或9整除,那么此数就能被3或9整除。


我们考虑4444除3的余数,余1

那么 4444^4444除3的余数也是1(这里应用了带余数乘法的性质)

也就是 

X =  4444^4444 = 1 (mod 3)

A是X的数码和,B是A的数码和,

设C是B的数码和,我们要求C的值

自然

C = B = A = 1 (mod 3)


第二步,考虑A的最大值

X的位数最多 4444*4 = 17776位

所以A < 17776*9 = 159984

A是一个不超过6位的数

B < 6*9 = 54

所以B最多两位

因此C < 5+9 = 14

小于14且除3余1的数有很多,1、4、7、10、13等

确定不了


第三步,我们用模9试试

C = B = A = 7 (mod 9)

C < 5+9 = 14

那么C只能等于7


原题的答案为7

解毕

一道行程问题,小时候舅舅讲给我听的

2020/09/23

题目如下:

小明带着小狗一起去上学,从家里一起出发,小狗跑的块,小明走的慢,小狗到了学校门口后又返回去找小明,等碰到小明之后又掉头朝学校跑,一直这么跑直到小明到学校。已知小明家到学校距离1000米,小明每分钟走100米,小狗每分钟走200米,问这个过程中小狗总共走了多少米。


这道题当时在我听来非常新鲜,小狗的跑动行程每一段是动态变化的,而且看似有很多很多个来回,直觉判断此题肯定不是每一段每一段这么算的。那么从哪入手?我们要求路程,因为

路程 = 速度 * 时间

速度我们知道了,只需要知道时间。

那么时间是多少?小狗跑动的时间和小明的时间是否相同?

想到这里,此题应该能解了。


这是一道行程问题非常有趣的拓展题,可以激发孩子对数学兴趣,我当年就是这样的一种体会。

一道有趣的几何题,无从下手的感觉

2020/09/18

原题如下:

在三角形ABC中,GD=1/6BC,三角形DEF的面积是三角形OGD面积的3倍。

如果三角形BED和三角形DFC面积都是60,那么三角形ABC面积是多少?



///////////////////////////////////////////////////////////

思考20分钟,

找找思路,

试探一下各种能想到的方法

///////////////////////////////////////////////////////////


这道题的难点在不确定。三角形ABC不确定,点DEF也没有固定。

ABC中的几个小三角形即不同同底,也不等高。如何解题呢?

我们知道共底模型中,两个三角形共用一个底边,各自的高不同。

在等高模型中,两个三角形等高,但底不同。

我们需要通过思考,把此题中的已知条件转换为熟悉的模型

然后进行讨论。

如何转换?


已知,GD=1/6 * BC 

那么,连接AG,AGD和ABC 可以应用等高模型

已知,EDF = 3 * OGD

那么作平行线GK//AD

那么▲OKD = OGD(等高模型)

那么 KO = 1/3 * EF

连接AK,

那么AKO = 1/3* AEF

因为GK//AD

同样有 ▲AKO = ▲AGO

由于▲AGO +  OGD = ▲AGD = 1/6 * ▲ABC

 ▲AGD = 1/3 * 四边形 AEDF

可以知道 四边形 AEDF占▲ABC的1/2

▲ABC的另外1/2 是 ▲BED和▲DFC,各60

所以▲ABC = 240

解毕