翻硬币问题诀窍翻硬币问题诀窍
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作者: 杨金珏翻硬币问题诀窍翻硬币问题诀窍
硬币问题是公务员考试出现的数学运算题型,属于逻辑类考题,这类问题变化复杂,对考生的推理能力要求高。博大弘仕杨金珏老师将在这里介绍翻硬币问题的快速解题技巧。
首先要明白什么是“翻硬币问题”,通常题面形式是这样的:
M个硬币全部正面朝上,现在要求每次必须同时翻转其中的N个硬币,至少翻转多少次才能使全部硬币反面朝上?
那么可能出现四种情况:
硬币总数(M)每次翻硬币数量(N)
奇奇
奇偶
偶奇
偶偶
上面四种情况中,只有当硬币总数是奇数个并且每次翻偶数个硬币时,不能完成要求,其他三种都可以完成翻转。
为什么不能完成这种情况呢?根据奇偶的基本性质可以推导出来,每个硬币必须翻转奇数次才能实现反面朝上,现在总数是奇数,那么所有硬币翻转总数就是奇数个奇数,其结果必定是个奇数。但是每次翻转偶数个硬币,那么硬币被翻动的总数为偶数乘以翻动次数,结果必定是偶数。所以这种情况下是不可能完成任务的。
翻硬币问题形式多样,这里总结出了一个基本的解题步骤。
第一步:判断总个数是否与每次翻的个数呈倍数关系。如果是倍数关系,翻动次数=M÷N
第二步:如果没有倍数关系,考虑硬币总数的奇偶情况。
当总数为偶数
(1)每次翻的个数是总数减一
【例1】现有6个一元面值硬币正面朝上放在桌子上,你可以每次翻转5个硬币(必须要翻转5
A.5次
B.6次
C.7次
D.8次
【解析】本题属于归纳推理问题。一个硬币要翻面,需要翻奇数次,一共有6个硬币,每一次翻转5个,那么必须翻转偶数次才能保证每一枚硬币翻转奇数次,故排除A、C。因为每次翻五个,则有一个没被改变,或者说每次是在原来的基础上变一个,一共有6个硬币,每次变一个,那么需要6次才能全部变完。具体过程如下:
故需要6次,故正确答案为B。
这类问题的解答公式为:翻动次数=M
翻动方法:只要按照第一次第一个不翻,第二次第二个不翻,按照此方法进行操作就可以成功。
(2)除了上述以外情况,要计算翻动次数,我们采用余数分析法。
首先用总数(M)÷每次翻的个数(N),表达式为:
M÷N=a……b
上面式子中,a为商,b为余数。那么我们把余数分成三种情况:
①b=1,翻动次数=a+1
【例2】共有10个硬币正面朝上,每次翻动3个,总共翻动几次才能反面朝上?
A.3次
B.4次
C.5次
D.6次
【解析】利用公式:M÷N=10÷3=3……1。余数b=1,翻动次数=3+1=4。
这个公式在怎么推导出来的呢?
此题计算为10÷3=3……1,余数为1,我们需要改写余数为10÷3=2……4,相当于翻了2次3个硬币,还剩下4个硬币没有翻过来。
OOOOOO OOOO
XXXXXX OOOO
那么我们将这4个硬币分成两组,每组两个。接下来翻其中的2个硬币和前面已经翻成反面的1个硬币。
XXXXXO XXOO
最后把剩下的两个正面硬币和刚才翻成正面的那个硬币一起翻过来。
XXXXXX XXXX
只要余数是偶数,都可以采用这样的方法翻转。
再回过头来看下最初计算式子,10÷3=3……1,我们改写余数为10÷3=2……4,商减少了1,余数变成了1+3=4,余数加除数。根据奇偶基本性质,这里变化的余数一定是个偶数,因为被除数是偶数,被除数=除数×商+1,要使余数为1,除数和商必定也是奇数。所以变化后的余数等于1+除数,结果必定为偶数。偶数就需要2步完成翻转,总体上在原来商的基础上只增加了1,所以余数b=1时,翻动次数=a+1。
②b=偶数,翻动次数=a+2
【例3】共有92个杯口朝上的杯子,每次翻动11个杯子,使其杯口朝下,总共翻动几次才能让所有杯子反面朝下?
A.9次
B.10次
C.11次
D.12次
【解析】利用公式:M÷N=92÷11=8……4。余数b=偶数,翻动次数=8+2=10。
翻动方法和上一道例题相同,将最后剩下的4个杯子分成两组,先翻其中的2个和前面已经翻过的2个,然后刚好剩下4个杯口朝上的杯子。总共需要10次。翻动方法如图所示:
(第8次) XXX …… XXX XXX XXX OOOO
(第9次) XXX …… OOO OOO OOO XXOO
(第10次)XXX …… XXX XXX XXX XXXX
③b=奇数,翻动次数=a+3
【例4】有18个房间开着灯,如果每次同时拨动5个房间的开关,经过几次拨动,灯全部关上?
A.3次
B.4次
C.6次
D.几次也不能
【解析】利用公式:M÷N=18÷5=3……3。余数b=奇数,翻动次数=3+3=6。
余数是奇数时,为什么要翻3次呢?是如何翻转的呢?下面我们用硬币翻转来代替灯的开关。
首先完成三次翻转,如图所示:
OOOOO OOOOO OOOOO OOO
XXXXX OOOOO OOOOO OOO
XXXXX XXXXX XXXXX OOO
接下来将剩下的3个全部翻转,并且把前面翻过来的2个再次翻转。
XXXXX XXXXX XXXOO XXX
现在就和前面讲的余数是偶数情况相同了。把剩下的分成两组,先翻其中的一组,不够的在前面翻过里面翻转。
OOOOX XXXXX XXXXO XXX
最后剩下的刚好翻完。
XXXXX XXXXX XXXXX XXX
前面我们讨论的是总数是偶数,总数是奇数时有两种情况:
(1)每次翻转的个数为奇数,那么按照上面讲的余数分析法解决。
M÷N=a……b
①b=1,翻动次数=a+1
②b=偶数,翻动次数=a+2
③b=奇数,翻动次数=a+3