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个
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(0,0),最右下角顶点编号为(60,100)
这些编号的顶点都会被直线穿过(只考虑长方形内部)
(3,5)(6,10)(9,15)。。。直到(57,95)
总共有19个点
所以内部的交点 99 + 59 – 19 =139个
那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个
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个
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:
DCEF、EBCH、ACGE
而不在DBFH上
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个
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
▶ 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
★ 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?
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思考20分钟,
找找思路,
试探一下各种能想到的方法
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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?
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思考20分钟,
找找思路,
试探一下各种能想到的方法
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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