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【长阳教育】助力长阳小学生智力开发系列--逐次逼近法示例学习.数学思想研究

leedahai 北京长阳都市圈
2024-11-16



        【例题】某数的个位数字为2,若把2换到此数的首位,则此数增加一倍,问原来这个数最小是多少?(选自华罗庚奥数教材,小学三年级练习题)


关于这道经典的数学题,如果思维固化,答案就是千篇一律的。去网上搜索后,可以得知两种流行的解法。


解法一:因为某数(称为原数)的个位是2,把2换到此数的首位(得到的数称为新数),新数是原数的2倍。所以新数的个位数4(2×2 = 4),十位数是8,百位数是6...,依次往高位推,有进位的加1,直到出现2为止。

210526315789473684,

所以,原数为:105263157894736842。


解法二:设原数为AnA(n-1)A(n-2)...A3A2A12,(斜体An代表从十位数开始往左数的第n个数)

则有AnA(n-1)A(n-2)...A3A2A12 × 2 = 2AnA(n-1)A(n-2)...A3A2A1

得X = 2×(10^n-2)/19.因为X为整数,将n = 1,2,3...代入,当n=17时,X首次取到整数值,且X=10526315789473684

记X = AnA(n-1)A(n-2)...A3A2A1,则(10X+2)×2 = 2×10^n + X

原数为:105263157894736842。


解法三:目前网上暂未搜索到,且是作者原创的解法。作者研究这个解法之前,并未参考网上的解法,否则就不会有这种新思路的出现了。我们鼓励孩子创新,独立思考,首先不要看答案,这样才容易有新的发现。

考虑到 原数和新数的位数没有变化,只是将个位的2放到了首位,得到的新数是原来的2倍,则An = 1,同时考虑12×2 = 24,24 - 21 = 3,3为原数与新数的误差值,逼近求解An时,要考虑误差尽量小(小于10)的最优解。(取所有可能解的误差最小的解

An
An-1
...
A2
A1
2
2
An
An-1...
A2
A1

此时,原数 12,新数 21,误差值为 12×2 - 21 = 3

1
An-1...
A2
A1
2
2
1
An-1...
A2
A1

An = 1,代入以上数字表格,得An-1 = 0,

此时,原数 102,新数210,误差值为 210 - 102×2 = 6

1
0An-2
...
A1
2
2
1
0...
A2
A1

An-1= 0,代入以上数字表格,得An-2 = 5,

此时,原数 1052,新数2105,误差值为 2105 - 1052×2 = 1

1
05
An-3A1
2
2
1
05
...
A1

An-2= 5,代入以上数字表格,得An-3 = 2,

此时,原数 10522,新数21052,误差值为 21052 - 10522×2 = 8

...

依次类推,不断求解A(n-4),A(n-5)...当误差值为0时,得到精确解

原数 105263157894736842,新数210526315789473684


知识点:

1,解法1中的倒推法,包括进位是基于代入核算的最有效解,思路也是逐次逼近,直到完全满足题意的最小解出现。

2,解法2中的解方程思路,利用X必须为整数,得出最小的n为17,需要经过17次求解,也是逐次逼近的思想。

3,解法3中的数表解题思路,从最高位开始推最小误差近似解,直到逼近精确解,正是逐次逼近的思想。

逐次逼近法,顾名思义,就是不断迭代求解最终解的方法论,为什么要这么求解,理论依据是什么?如果有疑问,欢迎扫码加大海老师微信咨询。


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