高中数学竞赛专题复习学案14讲第14讲数学方法选讲.docx

1、高中数学竞赛专题复习学案14讲第14讲数学方法选讲第14讲 数学方法选讲同学们在阅读课外读物的时候，或在听老师讲课的时候，书上的例题或老师讲解的例题他都能听懂，但一遇到没有见过面的问题就不知从何处入手。看来，要提高解决问题的能力，要能在竞赛中有所作为，首先得提高分析问题的能力，这就需要学习一些重要的数学思想方法。例题讲解一、从简单情况考虑华罗庚先生曾经指出：善于“退”，足够的“退”，退到最原始而又不失去重要性的地方，是学好数学的一个诀窍。从简单情况考虑，就是一种以退为进的一种解题策略。1两人坐在一张长方形桌子旁，相继轮流在桌子上放入同样大小的硬币。条件是硬币一定要平放在桌子上，后放的硬币不能压

2、在先放的硬币上，直到桌子上再也放不下一枚硬币为止。谁放入了最后一枚硬币谁获胜。问：先放的人有没有必定取胜的策略？2线段AB上有1998个点（包括A，B两点），将点A染成红色，点B染成蓝色，其余各点染成红色或蓝色。这时，图中共有1997条互不重叠的线段。问：两个端点颜色相异的小线段的条数是奇数还是偶数？为什么？31000个学生坐成一圈，依次编号为1，2，3，1000。现在进行1，2报数：1号学生报1后立即离开，2号学生报2并留下，3号学生报1后立即离开，4号学生报2并留下学生们依次交替报1或2，凡报1的学生立即离开，报2的学生留下，如此进行下去，直到最后还剩下一个人。问：这个学生的编号是几号？4

3、在66的正方形网格中，把部分小方格涂成红色。然后任意划掉3行和3列，使得剩下的小方格中至少有1个是红色的。那么，总共至少要涂红多少小方格？二、从极端情况考虑从问题的极端情况考虑，对于数值问题来说，就是指取它的最大或最小值；对于一个动点来说，指的是线段的端点，三角形的顶点等等。极端化的假设实际上也为题目增加了一个条件，求解也就会变得容易得多。5新上任的宿舍管理员拿着20把钥匙去开20个房间的门，他知道每把钥匙只能打开其中的一个门，但不知道哪一把钥匙开哪一个门，现在要打开所有关闭的20个门，他最多要开多少次？6有n名（n3）选手参加的一次乒乓球循环赛中，没有一个全胜的。问：是否能够找到三名选手A，

4、B，C，使得A胜B，B胜C，C胜A？7n（n3）名乒乓球选手单打比赛若干场后，任意两个选手已赛过的对手恰好都不完全相同。试证明，总可以从中去掉一名选手，而使余下的选手中，任意两个选手已赛过的对手仍然都不完全相同。8在一个88的方格棋盘的方格中，填入从1到64这64个数。问：是否一定能够找到两个相邻的方格，它们中所填数的差大于4？三、从整体考虑从整体上来考察研究的对象，不纠缠于问题的各项具体的细节，从而能够拓宽思路，抓住主要矛盾，一举解决问题。9右图是一个44的表格，每个方格中填入了数字0或1。按下列规则进行“操作”：每次可以同时改变某一行的数字：1变成0，0变成1。问：能否通过若干次“操作”使

5、得每一格中的数都变成1？10有三堆石子，每堆分别有1998，998，98粒。现在对这三堆石子进行如下的“操作”：每次允许从每堆中各拿掉一个或相同个数的石子，或从任一堆中取出一些石子放入另一堆中。按上述方式进行“操作”，能否把这三堆石子都取光？如行，请设计一种取石子的方案；如不行，请说明理由。11我们将若干个数x，y，z，的最大值和最小值分别记为max（x，y，z，）和min（x，y，z，）。已知a+b+c+d+e+f+g=1，求minmax（a+b+c，b+c+d，c+d+e，d+e+f，e+f+g）课后练习1.方程x1+x2+x3+xn-1+xn=x1x2x3xn-1xn一定有一个自然数解吗

6、？为什么？2.连续自然数1，2，3，8899排成一列。从1开始，留1划掉2和3，留4划掉5和6这么转圈划下去，最后留下的是哪个数？3.给出一个自然数n，n的约数的个数用一个记号A（n）来表示。例如当n=6时，因为6的约数有1，2，3，6四个，所以A（6）=4。已知a1，a2，a10是 10个互不相同的质数，又x为a1，a2，a10的积，求 A（x）。4.平面上有100个点，无三点共线。将某些点用线段连结起来，但线段不能相交，直到不能再连结时为止。问：是否存在一个以这些点中的三个点为顶点的三角形，它的内部没有其余97个点中的任何一个点？5.在一块平地上站着5个小朋友，每两个小朋友之间的距离都不相

7、同，每个小朋友手上都拿着一把水枪。当发出射击的命令后，每人用枪射击距离他最近的人。问：射击后有没有一个小朋友身上是干的？为什么？6.把1600粒花生分给100只猴子，请你说明不管怎样分，至少有4只猴子分的花生一样多。7.有两只桶和一只空杯子。甲桶装的是牛奶，乙桶装的是酒精（未满）。现在从甲桶取一满杯奶倒入乙桶，然后从乙桶取一满杯混合液倒入甲桶，这时，是甲桶中的酒精多，还是乙桶中的牛奶多？为什么？8.在黑板上写上1，2，3，1998。按下列规定进行“操作”：每次擦去其中的任意两个数a和b，然后写上它们的差（大减小），直到黑板上剩下一个数为止。问：黑板上剩下的数是奇数还是偶数？为什么？第14讲 数

8、学方法选讲 答案例题答案：1分析与解：如果桌子大小只能容纳一枚硬币，那么先放的人当然能够取胜。然后设想桌面变大，注意到长方形有一个对称中心，先放者将第一枚硬币放在桌子的中心，继而把硬币放在后放者所放位置的对称位置上，这样进行下去，必然轮到先放者放最后一枚硬币。2分析：从最简单的情况考虑：如果中间的1996个点全部染成红色，这时异色线段只有1条，是一个奇数。然后我们对这种染色方式进行调整：将某些红点改成蓝点并注意到颜色调整时，异色线段的条数随之有哪些变化。由于颜色的调整是任意的，因此与条件中染色的任意性就一致了。解：如果中间的1996个点全部染成红色，这时异色线段仅有1条，是一个奇数。将任意一个

9、红点染成蓝色时，这个改变颜色的点的左右两侧相邻的两个点若同色，则异色小线段的条数或者增加2条（相邻的两个点同为红色），或者减少2条（相邻的两个点同为蓝色）；这个改变颜色的点的左右两侧相邻的两个点若异色，则异色小线段的条数不变。综上所述，改变任意个点的颜色，异色线段的条数的改变总是一个偶数，从而异色线段的条数是一个奇数。3分析：这个问题与上一讲练习中的第8题非常相似，只不过本例是报1的离开报2的留下，而上讲练习中相当于报1的留下报2的离开，由上讲练习的结果可以推出本例的答案。本例中编号为1的学生离开后还剩999人，此时，如果原来报2的全部改报1并留下，原来报1的全部改报2并离开，那么，问题就与上

10、讲练习第8题完全一样了。因为剩下999人时，第1人是2号，所以最后剩下的人的号码应比上讲练习中的大1，是9751=976（号）。为了加深理解，我们重新解这道题。解：如果有2n个人，那么报完第1圈后，剩下的是2的倍数号；报完第2圈后，剩下的是22的倍数号报完第n圈后，剩下的是2n的倍数号，此时，只剩下一人，是2n号。如果有（2nd）（1d2n）人，那么当有d人退出圈子后还剩下2n人。因为下一个该退出去的是（2d1）号，所以此时的第（2d1）号相当于2n人时的第1号，而2d号相当于2n人时的第2n号，所以最后剩下的是第2d号。由1000=29488知，最后剩下的学生的编号是4882=976（号）。

11、4分析与解：先考虑每行每列都有一格涂红，比较方便的涂法是在一条对角线上涂6格红色的，如图1。任意划掉3行3列，可以设想划行划列的原则是：每次划掉红格的个数越多越好。对于图1，划掉3行去掉3个红格，还有3个红格恰在3列中，再划掉3列就不存在红格了。所以，必然有一些行有一些列要涂2个红格，为了尽可能地少涂红格，那么每涂一格红色的，一定要使多出一行同时也多出一列有两格红色的。先考虑有3行中有2格涂红，如图2。显然，同时也必然有3个列中也有2格涂红。这时，我们可以先划掉有2格红色的3行，还剩下3行，每行上只有一格涂红，每列上也只有一格涂红，那么在划掉带红格的3列就没有红格了。为了使得至少余下一个红格，

12、只要再涂一格。此红格要使图中再增加一行和一列有两个红格的，如图3。结论是：至少需要涂红10个方格。5. 解：从最不利的极端情况考虑：打开第一个房间要20次，打开第二个房间需要19次共计最多要开2019181=210（次）。6. 解：从极端情况观察入手，设B是胜的次数最多的一个选手，但因B没获全胜，故必有选手A胜B。在败给B的选手中，一定有一个胜A的选手C，否则，A胜的次数就比B多一次了，这与B是胜的次数最多的矛盾。所以，一定能够找到三名选手A，B，C，使得A胜B，B胜C，C胜A。7. 证明：如果去掉选手H，能使余下的选手中，任意两个选手已赛过的对手仍然都不完全相同，那么我们称H为可去选手。我们

13、的问题就是要证明存在可去选手。设A是已赛过对手最多的选手。若不存在可去选手，则A不是可去选手，故存在选手B和C，使当去掉A时，与B赛过的选手和与C赛过的选手相同。从而B和C不可能赛过，并且B和C中一定有一个（不妨设为B）与A赛过，而另一个（即C）未与A赛过。又因C不是可去选手，故存在选手D，E，其中D和C赛过，而E和C未赛过。显然，D不是A，也不是B，因为D与C赛过，所以D也与B赛过。又因为B和D赛过，所以B也与E赛过，但E未与C赛过，因而选手E只能是选手A。于是，与A赛过的对手数就是与E赛过的对手数，他比与D赛过的对手数少1，这与假设A是已赛过对手最多的选手矛盾。故一定存在可去选手。8. 解

14、：考虑这个方格棋盘的左上角、右上角及右下角内的数A，B，S。设存在一个填数方案，使任意相邻两格中的数的差不大于4，考虑最大和最小的两个数1和64的填法，为了使相邻数的差不大于4，最小数1和最大数的“距离”越大越好，即把它们填在对角的位置上（A=1，S=64）。然后，我们沿最上行和最右行来观察：因为相邻数不大于4，从 ABS共经过14格，所以 S1+414=57（每次都增加最大数4），与S=64矛盾。因而，1和64不能填在“最远”的位置上。显然，1和64如果填在其他任意位置，那么从1到64之间的距离更近了，更要导致如上的矛盾。因此，不存在相邻数之差都不大于4的情况，即不论怎样填数必有相邻两数的差

15、大于49. 解：我们考察表格中填入的所有数的和的奇偶性：第一次“操作”之前，它等于9，是一个奇数，每一次“操作”，要改变一行或一列四个方格的奇偶性，显然整个16格中所有数的和的奇偶性不变。但当每一格中所有数字都变成1时，整个16格中所有数的和是16，为一偶数。故不能通过若干次“操作”使得每一格中的数都变成1。10. 解：要把三堆石子都取光是不可能的。按“操作”规则，每次拿掉的石子数的总和是3的倍数，即不改变石子总数被 3除时的余数。而1998+998+98=3094，被3除余1，三堆石子被取光时总和被3除余0。所以，三堆石子都被取光是办不到的。11. 解：设 M=max（a+b+c，b+c+d

16、，c+d+e，d+e+f，e+f+g）。因为a+b+c，c+d+e，e+f+g都不大于M，所以课后练习1.有。解：当n=2时，方程x1+x2=x1x2有一个自然数解：x1=2，x2=2；当n=3时，方程x1+x2+x3=x1x2x3有一个自然数解：x1=1，x2=2，x3=3；当n=4时，方程x1+x2+x3+x4=x1x2x3x4有一个自然数解：x1=1，x2=1，x3=2，x4=4。一般地，方程x1+x2+x3+xn-1+xn=x1x2x3xn-1xn有一个自然数解：x1=1，x2=1，xn-2=1，xn-1=2，xn=n。2.3508。解：仿例3。当有3n个数时，留下的数是1号。小于88

17、99的形如3n的数是38=6561，故从1号开始按规则划数，划了8899-6561=2338（个）数后，还剩下6561个数。下一个要划掉的数是238823+1=3507，故最后留下的就是3508。3.1024。解：质数a1有2个约数：1和a，从而A（a1）=2；2个质数a1，a2的积有4个约数：1，a1，a2，a1a2，从而A（a1a2）=4=22；3个质数a1，a2，a3的积有8个约数：1，a1，a2，a3，a1a2，a2a3，a3a1，a1a2a3，从而A（a1a2a3）=8=23；于是，10个质数a1，a2，a10的积的约数个数为A（x）=210=1024。4.存在。提示：如果一个三角形

18、内还有别的点，那么这个点与三角形的三个顶点还能连结，与已“不能再连结”矛盾。5.有。解：设A和B两人是距离最近的两个小朋友，显然他们应该互射。此时如果有其他的小朋友射向他们中的一个，即A，B中有一人挨了两枪，那么其他三人中必然有一人身上是干的。如果没有其他的小朋友射向A或B，那么我们再考虑剩下的三个人D，E，F：若D，E的距离是三人中最近的，则D，E互射，而F必然射向他们之间的一个，此时F身上是干的。6.假设没有4只猴子分的花生一样多，那么至多3只猴子分的花生一样多。我们从所需花生最少情况出发考虑：得1粒、2粒、3粒32粒的猴子各有3只，得33粒花生的猴子有1只，于是100只猴子最少需要分得花生3（0+1+2+32）+33=1617（粒），现在只有1600粒花生，无法使得至多3只猴子分的花生一样多，故至少有4只猴子分的花生一样多。7.一样多。提示：从整体看，甲、乙两桶 所装的液体的体积没有发生变化。甲桶里有多少酒精，就必然倒出了同样体积的牛奶入 乙桶。所以，甲桶 中的酒精和乙桶中 的牛奶一样多。8.奇数。解：黑板上开始时所有数的和为S=1+2+3+1998=1997001，是一个奇数，而每一次“操作”，将（a+b）变成了（a-b），实际上减少了2b，即减少了一个偶数。因为从整体上看，总和减少了一个偶数，其奇偶性不变，所以最后黑板上剩下一个奇数