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来自台湾的奥数难题,我用40分钟才做出来(19年8月30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952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5年级。
解题思路虽然难了一点,
但让孩子花点时间认真看懂学透,
比做10道简单题目要有用的多。
把一道难题吃懂学透,
是提升思维能力的最有效手段。
 
题目(超5星难度):
99个砝码共重198克,每个砝码都是整数克,且这些砝码中的任意个组合起来,都不会是99克。请问这些砝码可能的重量是多少?
 
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:
这道题属于综合应用题,
解题时需要用到鸽笼原理,
即3只鸽子装进2个笼子,
定有1个笼子中至少2只鸽子。
这个原理看似简单,实则妙用无穷,
数学上的很多难题都能用它解决。
为解题方便,
假设这些砝码重量从小到大依次是
a(1),a(2),a(3),…,a(99)。
总的解题思路是:
先判断a(1)和a(2)除以99的余数是否相同,
再判断这99个数除以99的余数是否相同,
最后求出这99个数。
 
步骤1:
先思考第一个问题,
a(1)和a(2)除以99的余数是否相同?
考虑如下的序列,
a(1),a(2),a(1)+a(2), a(1)+a(2)+a(3),
a(1)+a(2)+a(3)+a(4),…, a(1)+a(2)+…+a(99),
任何一个数除以99的余数有99种不同可能,
将这99种不同可能看作鸽笼,
将上面100个数除以99的余数看作鸽子,
应用鸽笼原理可得,
这100个数中有两个数除以99的余数相同。
根据任意一些砝码都组合不出99克的条件,
只能是a(1)和a(2)除以99的余数相同,
否则就会有一些砝码能组合出99克了。
因此a(1)和a(2)除以99的余数相同。
 
步骤2:
再思考第二个问题,
对a(1),a(2),a(3),…,a(99)这99个数,
它们除以99的余数是否相同?
将这个数列再重复一遍变成198个数,
即对正整数k,当k在1到99之间时,
令a(99+k)=a(k)。
考虑如下的序列,
a(k),a(k+1),a(k)+a(k+1), a(k)+a(k+1)+a(k+2),
…, a(k)+a(k+1)+…+a(k+98),
则类似于步骤1的做法可得:
a(k)和a(k+1)除以99的余数相同。
因此上面99个数除以99的余数相同。
 
步骤3:
综合上述两个问题,
考虑原题目的答案。
在步骤2的结论中,
假设这99个数除以99的余数都是d,
由于a(1)+a(2)+…+a(99)=198,
而198=99*2,
故d一定不大于2。
又因为d不可能是0,
因此d等于1或2,
下面将对此分别讨论:
当d=1时,
显然这99个数是1,1,1,…,1,1,100,
其中有98个1和1个100;
当d=2时,
显然这99个数全部是2。
所以原题的答案有两组,
第一组是1,1,1,…,1,1,100;
第二组是2,2,2,…,2,2。
 
思考题(3星难度):
原题目改个数字。
100个砝码共重200克,每个砝码都是整数克,且这些砝码中的任意个组合起来,都不会是100克。请问这些砝码的重量有多少种不同的可能?
微信回复“20190830”可获得思考题答案。
注:过4个月之后,关键词回复可能失效。
江湖传说:在右下角点个“在看”,您会变的更好看。


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