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四年级
四年级奥数教学题纲
一、乘法原理:
如果完成一件任务需要分成n个步骤进行,做第1步有m1种方法,做第2步有m2种方法……做第n步有mn种方法,那么按照这样的步骤完成这件任务共有
N=m1×m2×…×mn
种不同的方法。
从乘法原理可以看出:
将完成一件任务分成几步做,是解决问题的关键,而这几步是完成这件任务缺一不可的。
让我们先看下面几个问题。
例1马戏团的小丑有红、黄、蓝三顶帽子和黑、白两双鞋,他每次出场演出都要戴一顶帽子、穿一双鞋。
问:
小丑的帽子和鞋共有几种不同搭配?
分析与解:
由下图可以看出,帽子和鞋共有6种搭配。
事实上,小丑戴帽穿鞋是分两步进行的。
第一步戴帽子,有3种方法;第二步穿鞋,有2种方法。
对第一步的每种方法,第二步都有两种方法,所以不同的搭配共有
3×2=6(种)。
例2从甲地到乙地有2条路,从乙地到丙地有3条路,从丙地到丁地也有2条路。
问:
从甲地经乙、丙两地到丁地,共有多少种不同的走法?
分析与解:
用A1,A2表示从甲地到乙地的2条路,用B1,B2,B3表示从乙地到丙地的3条路,用C1,C2表示从丙地到丁地的2条路(见下页图)。
共有下面12种走法:
A1B1C1A1B2C1A1B3C1
A1B1C2A1B2CA1B3C2
A2B1C1A2B2C1A2B3C1
A2B1C2A2B2C2A2B3C2
事实上,从甲到丁是分三步走的。
第一步甲到乙有2种方法,第二步乙到丙有3种方法,第3步丙到丁有2种方法。
对于第一步的每种方法,第二步都有3种方法,所以从甲到丙有2×3=6(种)方法;对从甲到丙的每种方法,第三步都有2种方法,所以不同的走法共有
2×3×2=12(种)。
例3用数字0,1,2,3,4,5可以组成多少个三位数(各位上的数字允许重复)?
分析与解:
组成一个三位数要分三步进行:
第一步确定百位上的数字,除0以外有5种选法;第二步确定十位上的数字,因为数字可以重复,有6种选法;第三步确定个位上的数字,也有6种选法。
根据乘法原理,可以组成三位数
5×6×6=180(个)。
例4如下图,A,B,C,D,E五个区域分别用红、黄、蓝、白、黑五种颜色中的某一种染色,要使相邻的区域染不同的颜色,共有多少种不同的染色方法?
分析与解:
将染色这一过程分为依次给A,B,C,D,E染色五步。
先给A染色,因为有5种颜色,故有5种不同的染色方法;第2步给B染色,因不能与A同色,还剩下4种颜色可选择,故有4种不同的染色方法;第3步给C染色,因为不能与A,B同色,故有3种不同的染色方法;第4步给D染色,因为不能与A,C同色,故有3种不同的染色方法;第5步给E染色,由于不能与A,C,D同色,故只有2种不同的染色方法。
根据乘法原理,共有不同的染色方法
5×4×3×3×2=360(种)。
例5求360共有多少个不同的约数。
分析与解:
先将360分解质因数,
360=2×2×2×3×3×5,
所以360的约数的质因数必然在2,3,5之中。
为了确定360的所有不同的约数,我们分三步进行:
第1步确定约数中含有2的个数,可能是0,1,2,3个,即有4种可能;
第2步确定约数中含有3的个数,可能是0,1,2个,即有3种可能;
第3步确定约数中含有5的个数,可能没有,也可能有1个,即有2种可能。
根据乘法原理,360的不同约数共有
4×3×2=24(个)。
由例5得到:
如果一个自然数N分解质因数后的形式为
其中P1,P2,…,Pl都是质数,n1,n2…,nl都是自然数,则N的所有约数的个数为:
(n1+1)×(n2+1)×…×(nl+1)。
利用上面的公式,可以很容易地算出某个自然数的所有约数的个数。
例如,11088=24×32×7×11,11088共有不同的约数
(4+1)×(2+1)×(1+1)×(1+1)=60(个)。
例6有10块糖,每天至少吃一块,吃完为止。
问:
共有多少种不同的吃法?
分析与解:
将10块糖排成一排,糖与糖之间共有9个空。
从头开始,如果相邻两块糖是分在两天吃的,那么就在其间画一条线。
下图表示10块糖分在五天吃:
第一天吃2块,第二天吃3块,第三天吃1块,第四天吃2块,第五天吃2块。
因为每个空都有加线与不加线两种可能,根据乘法原理,不同的加线方法共有29=512(种)。
因为每一种加线方法对应一种吃糖的方法,所以不同的吃法共有512种。
二、年龄问题
例1、1994年父亲的年龄是哥哥和弟弟年龄之和的4倍。
2000年,父亲的年龄是哥哥和弟弟年龄之和的2倍。
问:
父亲出生在哪一年?
分析与解:
如果用1段线表示兄弟二人1994年的年龄和,则父亲1994年的年龄要用4段线来表示(见下页图)。
父亲在2000年的年龄应是4段线再加6岁,而兄弟二人在2000年的年龄之和是1段线再加2×6=12(岁),它是父亲年龄的一半,也就是2段线再加3岁。
由
1段+12岁=2段+3岁,
推知1段是9岁。
所以父亲1994年的年龄是9×4=36(岁),他出生于
1994——36=1958(年)。
例2、今年父亲的年龄为儿子的年龄的4倍,20年后父亲的年龄为儿子的年龄的2倍。
问:
父子今年各多少岁?
解法一:
假设父亲的年龄一直是儿子年龄的4倍,那么每过一年儿子增加一岁,父亲就要增加4岁。
这样,20年后儿子增加20岁,父亲就要增加80岁,比儿子多增加了80-20=60(岁)。
事实上,20年后父亲的年龄为儿子的年龄的2倍,根据刚才的假设,多增加的60岁,正好相当于20年后儿子年龄的(4——2=)2倍,因此,今年儿子的年龄为
(20×4-20)÷(4-2)-20=10(岁),
父亲今年的年龄为10×4=40(岁)。
解法二:
如果用1段线表示儿子今年的年龄,那么父亲今年的年龄要用4段线来表示(见下图)。
20年后,父亲的年龄应是4段线再加上20岁,而儿子的年龄应是1段线再加上20岁,是父亲年龄的一半,也就是2段线再加上10岁。
由
1段+20=2段+10,
求得1段是10岁,即儿子今年10岁,从而父亲今年40岁。
例3、今年爷爷78岁,长孙27岁,次孙23岁,三孙16岁。
问:
几年后爷爷的年龄等于三个孙子年龄之和?
分析:
今年三个孙子的年龄和为27+23+16=66(岁),爷爷比三个孙子的年龄和多78——66=12(岁)。
每过一年,爷爷增加一岁,而三个孙子的年龄和却要增加1+1+1=3(岁),比爷爷多增加3-1=2(岁)。
因而只需求出12里面有几个2即可。
解:
[78-(27+23+16)]÷(1+1+1-1)=6(年)。
答:
6年后爷爷的年龄等于三个孙子年龄的和。
三、流水问题
流水问题是研究船在流水中的行程问题,因此,又叫行船问题。
在小学数学中涉及到的题目,一般是匀速运动的问题。
这类问题的主要特点是,水速在船逆行和顺行中的作用不同。
流水问题有如下两个基本公式:
顺水速度=船速+水速
(1)
逆水速度=船速-水速
(2)
这里,顺水速度是指船顺水航行时单位时间里所行的路程;船速是指船本身的速度,也就是船在静水中单位时间里所行的路程;水速是指水在单位时间里流过的路程。
公式
(1)表明,船顺水航行时的速度等于它在静水中的速度与水流速度之和。
这是因为顺水时,船一方面按自己在静水中的速度在水面上行进,同时这艘船又在按着水的流动速度前进,因此船相对地面的实际速度等于船速与水速之和。
公式
(2)表明,船逆水航行时的速度等于船在静水中的速度与水流速度之差。
根据加减互为逆运算的原理,由公式
(1)可得:
水速=顺水速度-船速 (3)
船速=顺水速度-水速 (4)
由公式
(2)可得:
水速=船速-逆水速度 (5)
船速=逆水速度+水速 (6)
这就是说,只要知道了船在静水中的速度、船的实际速度和水速这三者中的任意两个,就可以求出第三个。
另外,已知某船的逆水速度和顺水速度,还可以求出船速和水速。
因为顺水速度就是船速与水速之和,逆水速度就是船速与水速之差,根据和差问题的算法,可知:
船速=(顺水速度+逆水速度)÷2 (7)
水速=(顺水速度-逆水速度)÷2 (8)
*例1一只渔船顺水行25千米,用了5小时,水流的速度是每小时1千米。
此船在静水中的速度是多少?
(适于高年级程度)
解:
此船的顺水速度是:
25÷5=5(千米/小时)
因为“顺水速度=船速+水速”,所以,此船在静水中的速度是“顺水速度-水速”。
5-1=4(千米/小时)
综合算式:
25÷5-1=4(千米/小时)
答:
此船在静水中每小时行4千米。
*例2一只渔船在静水中每小时航行4千米,逆水4小时航行12千米。
水流的速度是每小时多少千米?
(适于高年级程度)
解:
此船在逆水中的速度是:
12÷4=3(千米/小时)
因为逆水速度=船速-水速,所以水速=船速-逆水速度,即:
4-3=1(千米/小时)
答:
水流速度是每小时1千米。
*例3一只船,顺水每小时行20千米,逆水每小时行12千米。
这只船在静水中的速度和水流的速度各是多少?
(适于高年级程度)
解:
因为船在静水中的速度=(顺水速度+逆水速度)÷2,所以,这只船在静水中的速度是:
(20+12)÷2=16(千米/小时)
因为水流的速度=(顺水速度-逆水速度)÷2,所以水流的速度是:
(20-12)÷2=4(千米/小时)
答略。
*例4某船在静水中每小时行18千米,水流速度是每小时2千米。
此船从甲地逆水航行到乙地需要15小时。
求甲、乙两地的路程是多少千米?
此船从乙地回到甲地需要多少小时?
(适于高年级程度)
解:
此船逆水航行的速度是:
18-2=16(千米/小时)
甲乙两地的路程是:
16×15=240(千米)
此船顺水航行的速度是:
18+2=20(千米/小时)
此船从乙地回到甲地需要的时间是:
240÷20=12(小时)
答略。
*例5某船在静水中的速度是每小时15千米,它从上游甲港开往乙港共用8小时。
已知水速为每小时3千米。
此船从乙港返回甲港需要多少小时?
(适于高年级程度)
解:
此船顺水的速度是:
15+3=18(千米/小时)
甲乙两港之间的路程是:
18×8=144(千米)
此船逆水航行的速度是:
15-3=12(千米/小时)
此船从乙港返回甲港需要的时间是:
144÷12=12(小时)
综合算式:
(15+3)×8÷(15-3)
=144÷12
=12(小时)
答略。
*例6甲、乙两个码头相距144千米,一艘汽艇在静水中每小时行20千米,水流速度是每小时4千米。
求由甲码头到乙码头顺水而行需要几小时,由乙码头到甲码头逆水而行需要多少小时?
(适于高年级程度)
解:
顺水而行的时间是:
144÷(20+4)=6(小时)
逆水而行的时间是:
144÷(20-4)=9(小时)
答略。
*例7一条大河,河中间(主航道)的水流速度是每小时8千米,沿岸边的水流速度是每小时6千米。
一只船在河中间顺流而下,6.5小时行驶260千米。
求这只船沿岸边返回原地需要多少小时?
(适于高年级程度)
解:
此船顺流而下的速度是:
260÷6.5=40(千米/小时)
此船在静水中的速度是:
40-8=32(千米/小时)
此船沿岸边逆水而行的速度是:
32-6=26(千米/小时)
此船沿岸边返回原地需要的时间是:
260÷26=10(小时)
综合算式:
260÷(260÷6.5-8-6)
=260÷(40-8-6)
=260÷26
=10(小时)
答略。
*例8一只船在水流速度是2500米/小时的水中航行,逆水行120千米用24小时。
顺水行150千米需要多少小时?
(适于高年级程度)
解:
此船逆水航行的速度是:
120000÷24=5000(米/小时)
此船在静水中航行的速度是:
5000+2500=7500(米/小时)
此船顺水航行的速度是:
7500+2500=10000(米/小时)
顺水航行150千米需要的时间是:
150000÷10000=15(小时)
综合算式:
150000÷(120000÷24+2500×2)
=150000÷(5000+5000)
=150000÷10000
=15(小时)
答略。
*例9一只轮船在208千米长的水路中航行。
顺水用8小时,逆水用13小时。
求船在静水中的速度及水流的速度。
(适于高年级程度)
解:
此船顺水航行的速度是:
208÷8=26(千米/小时)
此船逆水航行的速度是:
208÷13=16(千米/小时)
由公式船速=(顺水速度+逆水速度)÷2,可求出此船在静水中的速度是:
(26+16)÷2=21(千米/小时)
由公式水速=(顺水速度-逆水速度)÷2,可求出水流的速度是:
(26-16)÷2=5(千米/小时)
答略。
*例10A、B两个码头相距180千米。
甲船逆水行全程用18小时,乙船逆水行全程用15小时。
甲船顺水行全程用10小时。
乙船顺水行全程用几小时?
(适于高年级程度)
解:
甲船逆水航行的速度是:
180÷18=10(千米/小时)
甲船顺水航行的速度是:
180÷10=18(千米/小时)
根据水速=(顺水速度-逆水速度)÷2,求出水流速度:
(18-10)÷2=4(千米/小时)
乙船逆水航行的速度是:
180÷15=12(千米/小时)
乙船顺水航行的速度是:
12+4×2=20(千米/小时)
乙船顺水行全程要用的时间是:
180÷20=9(小时)
综合算式:
180÷[180÷15+(180÷10-180÷18)÷2×3]
=180÷[12+(18-10)÷2×2]
=180÷[12+8]
=180÷20
=9(小时)
四、火车过桥问题
火车在行驶中,经常发生过桥与通过隧道,两车对开错车与快车超越慢车等情况.
火车过桥是指“全车通过”,即从车头上桥直到车尾离桥才算“过桥”.如下图:
后三个都是根据第二个关系式逆推出的.
对于火车过桥、火车和人相遇、火车追及人以及火车和火车之间的相遇、追及等等这几种类型的题目,在分析题目的时候一定得结合着图来进行.
两列火车的"追及"情况,请看下图: