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来自台湾的奥数题,解法非常巧妙,不看太可惜了(19年8月13日)

九章学徒 每天3道奥数题 2022-07-16


家长是孩子最好的老师,
这是奥数君第935天给出奥数题讲解。

今天的题目是综合应用题,
来自台湾的一次数学竞赛,
解题所用知识不超过小学4年级。
 
题目(4星难度):
某正方形棋盘由99行99列的小正方格组成。对棋盘上的所有顶点染色,将大正方形的4个顶点中的1个染成红色,另外3个染成黑色,将棋盘上的其余交点随机染成红色或黑色。问所有小正方格中,有3个顶点同色的小正方格是奇数个还是偶数个?
 
辅导方法:
将题目写给小朋友,
让他自行思考解答,
若20分钟仍然没有思路,
再由家长进行提示性讲解。
 
讲解思路:
这道题属于组合问题,
题目中的问题是关于奇偶数,
但原题中是染色,
不能直接利用数字,
故自然想到赋值法,
把红色的顶点赋值为0,
把黑色的顶点赋值为1,
把每个小方格赋值为4个顶点值相加。
总的解题思路是:
先考虑棋盘上所有小方格的赋值之和,
再考虑不同类型小方格的赋值,
最后根据奇偶性得到答案。
 
步骤1:
先思考第一个问题,
棋盘上所有小方格的赋值之和是奇是偶?
由于每个小方格赋值为4个顶点值相加,
故考虑各顶点对应小方格的个数。
对大正方形的4个顶点来说,
每个顶点都只是1个小方格的顶点,
而这4个顶点中有1红3黑,
故这4个顶点的赋值之和是3;
对棋盘其余的交点来说,
要么是2个小方格的顶点,
要么是4个小方格的顶点,
不管是染成红色还是黑色,
这部分顶点的赋值之和都是偶数。
所有小方格的赋值之和,
就等于上述两部分的赋值相加。
注意到3是奇数,
因此所有小方格的赋值之和是奇数。
 
步骤2:
再思考第二个问题,
再考虑不同类型小方格的赋值。
从顶点颜色的角度来看,
小方格可以分成3种类型:
第一种是4个顶点同色,
这种小方格赋值一定是偶数;
第二种是3个顶点同色,
这种小方格赋值不是1就是3,
其赋值一定是奇数;
第三种是2个顶点同色,
这种小方格赋值是偶数2。
 
步骤3:
综合上述几个问题,
考虑原题目的答案。
对步骤2中的三种小方格来说,
第一、三种小方格不管有多少个,
其赋值之和一定是偶数;
第二种小方格的赋值之和的奇偶性,
与该种小方格的个数有关。
由于所有小方格的赋值之和,
等于步骤2中三种小方格赋值之和,
根据步骤1的结论,
所有小方格赋值之和是奇数,
由于只有奇数乘以奇数才是奇数,
因此第二种小方格的个数也是奇数,
所以有3个顶点同色的小方格是奇数个。
 
思考题(3星难度):
原题目换个条件。
某正方形棋盘由99行99列的小正方格组成。对棋盘上的所有顶点染色,将大正方形的4个顶点中的2个染成红色,另外2个染成黑色,将棋盘上的其余交点随机染成红色或黑色。问所有小正方格中,有3个顶点同色的小正方格是奇数个还是偶数个?
微信回复“20190813”可获得思考题答案。
注:过4个月之后,关键词回复可能失效。


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