2019-2020年二年級數(shù)學(xué) 奧數(shù)講座 找規(guī)律法.doc
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2019-2020年二年級數(shù)學(xué) 奧數(shù)講座 找規(guī)律法 觀察、搜集已知事實,從中發(fā)現(xiàn)具有規(guī)律性的線索,用以探索未知事件的奧秘,是人類智力活動的主要內(nèi)容。 數(shù)學(xué)上有很多材料可用以來模擬這種活動、培養(yǎng)學(xué)生這方面的能力。 例1 觀察數(shù)列的前面幾項,找出規(guī)律,寫出該數(shù)列的第100項來? 12345,23451,34512,45123,… 解:為了尋找規(guī)律,再多寫出幾項出來,并給以編號: 仔細觀察,可發(fā)現(xiàn)該數(shù)列的第6項同第1項,第7項同第2項,第8項同第3項,…也就是說該數(shù)列各項的出現(xiàn)具有周期性,他們是循環(huán)出現(xiàn)的,一個循環(huán)節(jié)包含5項。 1005=20。 可見第100項與第5項、第10項一樣(項數(shù)都能被5整除),即第100項是51234。 例2 把寫上1到100這100個號碼的牌子,像下面那樣依次分發(fā)給四個人,你知道第73號牌子會落到誰的手里? 解:仔細觀察,你會發(fā)現(xiàn): 分給小明的牌子號碼是1,5,9,13,…,號碼除以4余1; 分給小英的牌子號碼是2,6,10,14,…,號碼除以4余2; 分給小方的牌子號碼是3,7,11,…,號碼除以4余3; 分給小軍的牌子號碼是4,8,12,…,號碼除以4余0(整除)。 因此,試用4除73看看余幾? 734=18…余 1 可見73號牌會落到小明的手里。 這就是運用了如下的規(guī)律: 用這種規(guī)律預(yù)測第幾號牌子發(fā)給誰,是很容易的,請同學(xué)們自己再試一試。 例3 四個小動物換位,開始小鼠、小猴、小兔和小貓分別坐在1、2、3、4號位子上(如下圖所示)。第一次它們上下兩排換位,第二次左右換位,第三次又上下交換,第四次左右交換。這樣一直交換下去,問十次換位后,小兔坐在第幾號座位上? 解:為了能找出變化規(guī)律,再接著寫出幾次換位情況,見下圖。 盯住小兔的位置進行觀察: 第一次換位后,它到了第1號位; 第二次換位后,它到了第2號位; 第三次換位后,它到了第4號位; 第四次換位后,它到了第3號位; 第五次換位后,它又到了第1號位; … 可以發(fā)現(xiàn),每經(jīng)過四次換位后,小兔又回到了原來的位置,利用這個規(guī)律以及104=2…余2,可知: 第十次換位后,小兔的座位同第二次換位后的位置一樣,即在第二號位。 如果再仔細地把換位圖連續(xù)起來研究研究,可以發(fā)現(xiàn),隨著一次次地交換, 小兔的座位按順時針旋轉(zhuǎn), 小鼠的座位按逆時針旋轉(zhuǎn), 小猴的座位按順時針旋轉(zhuǎn), 小貓的座位按逆時針旋轉(zhuǎn), 按這個規(guī)律也可以預(yù)測任何小動物在交換幾次后的座位。 例4 從1開始,每隔兩個數(shù)寫出一個數(shù),得到一列數(shù),求這列數(shù)的第100個數(shù)是多少? 1,4,7,10,13,… 解:不難看出,這是一個等差數(shù)列,它的后一項都比相鄰的前一項大3,即公差=3,還可以發(fā)現(xiàn): 第2項等于第1項加1個公差即 4=1+13。 第3項等于第1項加2個公差即 7=1+23。 第4項等于第1項加3個公差即 10=1+33。 第5項等于第1項加4個公差即 13=1+43。 … 可見第n項等于第1項加(n-1)個公差,即 按這個規(guī)律,可求出: 第100項=1+(100-1)3=1+993=298。 例5 畫圖游戲先畫第一代,一個△,再畫第二代,在△下面畫出兩條線段,在一條線段的末端又畫一個△,在另一條的末端畫一個○;畫第三代,在第二代的△下面又畫出兩條線段,一條末端畫△,另一條末端畫○;而在第二代的○的下面畫一條線,線的末端再畫一個△;…一直照此畫下去(見下圖),問第十次的△和○共有多少個? 解:按著畫圖規(guī)則繼續(xù)畫出幾代,以便于觀察,以期從中找出圖形的生成規(guī)律,見下圖。 數(shù)一數(shù),各代的圖形(包括△和○)的個數(shù)列成下表: 可以發(fā)現(xiàn)各代圖形個數(shù)組成一個數(shù)列,這個數(shù)列的生成規(guī)律是,從第三項起每一項都是前面兩項之和。按此規(guī)律接著把數(shù)列寫下去,可得出第十代的△和○共有89個(見下表): 這就是著名的裴波那契數(shù)列。裴波那契是意大利的數(shù)學(xué)家,他生活在距今大約七百多年以前的時代。 例6 如下圖所示,5個大小不等的中心有孔的圓盤,按大的在下、小的在上的次序套在木樁上構(gòu)成了一座圓盤塔。現(xiàn)在要把這座圓盤塔移到另一個木樁上。規(guī)定移動時要遵守一個條件,每搬一次只許拿一個圓盤而且任何時候大圓盤都不能壓住小圓盤。假如還有第三個木樁可作臨時存放圓盤之用。問把這5個圓盤全部移到另一個木樁上至少需要搬動多少次?(下圖所示) 解:先從最簡單情形試起。 ?、佼攦H有一個圓盤時,顯然只需搬動一次(見下頁圖)。 ?、诋斢袃蓚€圓盤時,只需搬動3次(見下圖)。 ?、郛斢腥齻€圓盤時,需要搬動7次(見下頁圖)。 總結(jié),找規(guī)律: ?、佼攦H有一個圓盤時,只需搬1次。 ?、诋斢袃蓚€圓盤,上面的小圓盤先要搬到臨時樁上,等大圓盤搬到中間樁后,小圓盤還得再搬回來到大圓盤上。所以小的要搬兩次,下面的大盤要搬1次。這樣搬到兩個圓盤需3次。 ③當有三個圓盤時,必須先要把上面的兩個小的圓盤搬到臨時樁上,見上圖中的(1)~(3)。由前面可知,這需要搬動3次。然后把最下層的最大圓盤搬一次到中間樁上,見圖(4),之后再把上面的兩個搬到中間樁上,這又需搬3次,見圖中(5)~(7)。 所以共搬動23+1=7次。 ④推論,當有4個圓盤時,就需要先把上面的3個圓盤搬到臨時樁上,需要7次,然后把下面的大圓盤搬到中間樁上(1次),之后再把臨時樁上的3個圓盤搬到中間樁上,這又需要7次,所以共需搬動27+1=15次。 ?、菘梢姰斢?個圓盤時,要把它按規(guī)定搬到中間樁上去共需要: 215+1=31次。 這樣也可以寫出一個一般的公式(叫遞推公式) 對于有更多圓盤的情況可由這個公式算出來。 進一步進行考察,并聯(lián)想到另一個數(shù)列: 若把n個圓盤搬動的次數(shù)寫成an,把兩個表對照后, 可得出 有了這個公式后直接把圓盤數(shù)代入計算就行了,不必再像前一個公式那樣進行遞推了。 附送: 2019-2020年二年級數(shù)學(xué) 奧數(shù)講座 找規(guī)律(一) 例1 觀察下面由點組成的圖形(點群),請回答: ?。?)方框內(nèi)的點群包含多少個點? (2)第(10)個點群中包含多少個點? ?。?)前十個點群中,所有點的總數(shù)是多少? 解:數(shù)一數(shù)可知:前四個點群中包含的點數(shù)分別是: 1,4,7,10。 可見,這是一個等差數(shù)列,在每相鄰的兩個數(shù)中,后一個數(shù)都比前一個數(shù)大3(即公差是3)。 ?。?)因為方框內(nèi)應(yīng)是第(5)個點群,它的點數(shù)應(yīng)該是10+3=13(個)。 (2)列表,依次寫出各點群的點數(shù), 可知第(10)個點群包含有28個點。 ?。?)前十個點群,所有點的總數(shù)是: 1+4+7+10+13+16+19+22+25+28=145(個) 例2 圖6—2表示“寶塔”,它們的層數(shù)不同,但都是由一樣大的小三角形擺成的。仔細觀察后,請你回答: ?。?)五層的“寶塔”的最下層包含多少個小三角形? ?。?)整個五層“寶塔”一共包含多少個小三角形? (3) 從第(1)到第(10)的十個“寶塔”,共包含多少個小三角形? 解:(1)數(shù)一數(shù)“寶塔”每層包含的小三角形數(shù): 可見1,3,5,7是個奇數(shù)列,所以由這個規(guī)律猜出第五層應(yīng)包含的小三角形是9個。 (2)整個五層塔共包含的小三角形個數(shù)是: 1+3+5+7+9=25(個)。 ?。?)每個“寶塔”所包含的小三角形數(shù)可列表如下: 由此發(fā)現(xiàn)從第(1)到第(10)共十個“寶塔”所包含的小三角形數(shù)是從1開始的自然數(shù)平方數(shù)列前十項之和: 例3 下面的圖形表示由一些方磚堆起來的“寶塔”。仔細觀察后,請你回答: ?。?)從上往下數(shù),第五層包含幾塊磚? ?。?)整個五層的“寶塔”共包含多少塊磚? ?。?)若另有一座這樣的十層寶塔,共包含多少塊磚? 解:(1)數(shù)一數(shù),“寶塔”每層包含的方磚塊數(shù): 可見各層的方磚塊數(shù)組成自然數(shù)平方數(shù)列,按此規(guī)律,第五層應(yīng)包含的方磚塊數(shù)是: 55=25(塊)。 ?。?)整個五層“寶塔”共包含的方磚塊數(shù)應(yīng)是從1開始的前五個自然數(shù)的平方數(shù)相加之和,即: 1+4+9+16+25=55(塊)。 ?。?)根據(jù)上面得到的規(guī)律,可求出十層寶塔所包含的方磚的塊數(shù):- 1.請仔細閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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