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构造法
构造法是一种重要的数学方法,它灵活多样,数论中的许多问题都可以通过构造某些 特殊结构、特殊性质的整数或整数的组合来解决。
例 5 99 99 和 99 !能否表示成为 99 个连续的奇自然数之和?
解: 99 99 能。因为 99 99 等于 99 个 99 98 之和,所以可以直接构造如下:
9999= ( 99 98 -98 ) + ( 99 98 -96 ) + … + = ( 99 98 -2 ) +99 98 + ( 99 98 +2 ) + … + = ( 99 98 +96 ) + ( 99 98 +98 )。
99 !不能。因为 99 !为偶数,而 99 个奇数之和为奇数,所以 99 !不能表示为 99 个连 续奇数之和。
说明:利用构造法证明存在性问题,只要把满足题设要求的数学对象构造出来就行。
例 6 从 1 , 2 , 3 ,…, 999 这 999 个数中,要求划去尽量少的数,使得余下的数中每 一个数都不等于另外两个数的乘积。应划去哪些数?
解: 我们可划去 2 , 3 ,…, 30 , 31 这 30 个数,因为划去了上述这 30 个数之后,余 下的数中,除 1 以外的任何两个数之积将大于 32 2 =1024 > 999 。
另一方面,可以通过构造三元数组来证明 30 是最少的个数。
( 2 , 61 , 2 × 61 ),( 3 , 60 , 3 × 60 ),( 4 , 59 , 4 × 59 ),…,
( 30 , 33 , 30 × 33 ),( 31 , 32 , 31 × 32 )。
上面写出的这些数都是互不相同的, 并且这些数中的最大数为 31 × 32=992 。 如果划去 的数少于 30 个,那么上述三元数组至少剩下一个,这样就不满足题设条件。所以, 30 是最 少的个数。
配对法
配对的形式是多样的,有数字的凑整配对,也有集合间元素与元素的配对(可用于计 数)。传说高斯 8 岁时求和( 1+2+ … +100 )首创了配对。像高斯那样,善于使用配对技巧, 常常能使一些表面上看来很麻烦,甚至很棘手的问题迎刃而解。
例 7 求 1 , 2 , 3 ,…, 9999998 , 9999999 这 9999999 个数中所有数码的和。
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