第10讲 数阵图(二)讲解学习
小学四年级逻辑思维学习—数阵图与幻方
⼩学四年级逻辑思维学习—数阵图与幻⽅⼩学四年级逻辑思维学习—数阵图与幻⽅”知识定位⼀、什么是数阵图?在神奇的数学王国中,有⼀类⾮常有趣的数学问题,它变化多端,引⼈⼊胜,奇妙⽆穷。
它就是数阵,⼀座真正的数字迷宫,它对喜欢探究数字规律的⼈有着极⼤的吸引⼒,以⾄有些⼈留连其中,⽤毕⽣的精⼒来研究它的变化,就连⼤数学家欧拉对它都有着浓厚的兴趣。
那么,到底什么是数阵呢?我们先观察上⾯两个图:右图(1)中有3个⼤圆,每个圆周上都有四个数字,有意思的是,每个圆周上的四个数字之和都等于13。
右图(2)就更有意思了,1~9九个数字被排成三⾏三列,每⾏的三个数字之和与每列的三个数字之和,以及每条对⾓线上的三个数字之和都等于15,不信你就算算。
上⾯两个图就是数阵图。
准确地说,数阵图是将⼀些数按照⼀定要求排列⽽成的某种图形,有时简称数阵。
要排出这样巧妙的数阵图,可不是⼀件容易的事情。
我们还是先从如何来填好数阵图开始。
如何填好数阵图?数阵图问题千变万化,这⼀类问题要求数阵中填⼊了⼀些数以后,能保证数阵中特定关系线(或关系区域)上的数的和相等,解决这⼀类问题可以按以下步骤解决问题:第⼀步:区分数阵图中的普通点(或⽅格),和交叉点(⽅格)第⼆步:在数阵图的少数关键点(⼀般是交叉点)上设置未知数,计算各个点与该点被重复计算次数之积的和的代数式,即数阵图关系线(关系区域)上和的总和,这个和是关系线(关系区域)的个数的整数倍.第三步:判断少数关键点上可以填⼊的数的余数性质,并得出相应的数阵图关系线(关系区域)和.第四步:运⽤已经得到的信息进⾏尝试:数阵图还有⼀类题型⽐较少见,解决这⼀类问题需要理清数阵中数与数之间的相关关系,找出问题关键.【授课批注】数阵图问题千变万化,⼀般没有特定的解法,往往需要综合运⽤掌握的各种数学知识来解决问题. 本讲出了要讲授填数阵图的主要技巧,还有以下注意点:1.引导学⽣从整体到局部对问题进⾏观察和判断;2.教授巧妙利⽤容斥原理、余数的性质、整除性质的数学⽅法;3.锻炼学⽣利⽤已知信息枚举,尝试的能⼒;4.培养学⽣综合运⽤各种数学知识,分析问题,找问题关键,解决问题的能⼒.⼆、什么是幻⽅?同学们是否知道我国古代有关“洛书”的神话传说?传说在⼤禹治⽔的年代,陕西的洛⽔经常⼤肆泛滥,⽆论怎样祭祀河神都⽆济于事,每年⼈们摆好祭品之后,河中都会爬出⼀只⼤乌龟,乌龟壳有九⼤块,横着数是3⾏,竖着数是3列,每块乌龟壳上都有⼏个点点,正好凑成1⾄9的数字,可是谁也弄不清这些⼩点点是什么意思.⼀次,⼤乌龟⼜从河⾥爬上来,⼀个看热闹的⼩孩惊叫起来:“瞧多有趣啊,这些点点不论横着加、竖着加还是斜着加,结果都等于⼗五!”于是⼈们赶紧把⼗五份祭品献给河神,说来也怪,河⽔果然从此不再泛滥了.这个神奇的图案叫做“幻⽅”,由于它有3⾏3列,所以叫做“三阶幻⽅”,这个相等的和叫做“幻和”.“洛书”就是幻和为15的三阶幻⽅.如下图:三、如何解决幻⽅问题?幻⽅是指横⾏、竖列、对⾓线上数的和都相等的数的⽅阵,具有这⼀性质的3×3的数阵称作三阶幻⽅,4×4的数阵称作四阶幻⽅,5×5的称作五阶幻⽅……如图为三阶幻⽅、四阶幻⽅的标准式样,三阶幻⽅的中⼼位置上的数等于所有所填数的平均数,也等于横⾏、竖列、对⾓线上数和的三分之⼀.解决数表类问题中,⾸先要找出数填写的规律,再从规律中找到数表的数量关系,从⽽找出解决问题的关键.知识梳理987653421987654321(⼀)封闭型数阵问题(⼆)辐射型数阵(三)其它类型的数阵图(四)幻⽅例题精讲【试题来源】【题⽬】将1~6填⼊左下图的六个○中,使三⾓形每条边上的三个数之和都等于k,请指出k的取值范围.k=9 k=10 k=11 k=12【题⽬】⼩猴聪聪有⼀天捡到像左下图的模具,它试着将1~10分别填⼊图中,使得每个⼩三⾓形3个顶点上的数字之和为图中所表⽰的数值,你能做到吗?【题⽬】图中的6条线分别连接着9个圆圈,其中⼀个圆圈⾥的数是6.请你选9个连续⾃然数(包括6在内)填⼈圆圈内,使每条线上各数的和都等于23.6543216543216543216543216【题⽬】⼩兔⼦在森林玩耍,遇到⼀个画着奇怪图形的树桩,上⾯写着:把10⾄20这11个数分别填⼊下图的各圆圈内,使每条线段上3个圆内所填数的和都相等.如果中⼼圆内填的数相等,那么就视为同⼀种填法,请写出所有可能的填法,⼩兔⼦发了愁,你能帮它吗?【题⽬】海豚是很聪明的动物,它能将1~9填⼊右下图的九个○内,并且使得每个圆周和每条直线上的三数之和都相等,并且7,8,9依次位于⼩、中、⼤圆周上,你能做到吗?【题⽬】在下图中的10个○内填⼊0~9这10个数字,使得循环式成⽴:【题⽬】请在图中的每个圆圈内填⼊不同的⾃然数,使得图中每个圆圈中所填的数都是上⼀⾏与它相邻的两个圆圈中所填数的和,最下⾯的数是20.+=====----20【题⽬】请你将2~10这九个⾃然数填⼊图中的空格内每⾏、每列、每条对⾓线上的三数之和相等.【题⽬】请你将1~25这⼆⼗五个⾃然数填⼊图中的空格内每⾏、每列、每条对⾓线上的五数之和相等.【题⽬】将九个数填⼊左下图的九个空格中,使得任⼀⾏、任⼀列以及两条对⾓线上的三个数之和都等于定数k,则中⼼⽅格中的数必为k÷3【题⽬】在下图的九个⽅格中填⼊不⼤于12且互不相同的九个⾃然数(其中已填好⼀个数),使得任⼀⾏、任⼀列及两条对⾓线上的三个数之和都等于21.【题⽬】将前9个⾃然数填⼊右图的9个⽅格中,使得任⼀⾏、任⼀列以及两条对⾓线上的三个数之和互不相同,并且相邻的两个⾃然数在图中的位置也相邻.【题⽬】将1、2、3、4、5、6、7、8、9这九个数字,分别填⼊3×3阵列中的九个⽅格,使第⼆⾏组成的三位数是第⼀⾏组成的三位数的2倍,第三⾏组成的三位数是第⼀⾏组成的三位数的3倍.【题⽬】在⼀个3×3的⽹格中填⼊9个数使得每⼀横⾏、竖⾏、对⾓线上三个数的乘积相等.习题演练【题⽬】将1~7这七个数分别填⼊图中的○⾥,使每条直线上的三个数之和都等于12。
四年级下册数学讲义-奥数专题讲练:第十讲 有趣的数阵图(二)(例题解析版)全国通用
第十讲有趣的数阵图(二)下面我们继续研究有关数阵图的问题.例1 将1~7这七个自然数分别填入右图的7个小圆圈中,使三个大圆圆周上及内部的四个数之和都等于定数S,并指出这个定数S的取值范围,最小是多少,最大是多少?并对S最小值填出数阵.分析为了叙述方便,用字母表示圆圈中的数.通过观察,我们发现,三个大圆上,每个大圆上都有4个小圆,由题设每个大圆上的4个小圆之和为S.从图中不难看出:B是三个圆的公共部分,A、C、D分别是两个圆的公共部分而E、F、G仅各自属于一个圆.这样三个大圆的数字和为:3S=3B+2A+2C+2D+E+F+G,而A、B、…、F、G这7个数的全体恰好是1、2、…、6、7.∴3S=1+2+3+4+5+6+7+2B+A+C+D.3S=28+2B+A+C+D.如果设2B+A+C+D=W,要使S等于定数即W最小发生于B=1、A=2、C=3、D=4W最大发生于B=7、A=6、C=5、D=4,综上所述,得出:13≤S≤19即定数可以取13~19中间的整数.本题要求S=13,那么A=2、B=1、C=3、D=4、E=5、F=6、G=7.注意:解答这类问题常常抓两个要点,一是某种共同的“和数”S.(同一条边上各数和,同一三角形上各数和,同一圆上各数和等等).二是全局考虑数阵的各数被相加的“次”数.主要突破口是估算或确定出S 的值.从“中心数”B处考虑.(B是三个大圆的公共部分,常根据S来设定B的可能值.这里重视B不是简单地看到B处于几何中心,主要因为B参与相加的次数最多)此处因为定数是13,中心数可从1开始考虑.确定了S和中心数B,其他问题就容易解决了.解:例2 把20以内的质数分别填入右图的八个圆圈中,使圈中用箭头连接起来的每条路上的四个数之和都相等.分析观察右图,我们发现:①有3条路,每条路上有4个数,且4个数相加的和要相等.②图形两端的两个数是三条路的公共起点和终点.因此只要使三条路上其余两个数的和相等,就可以确保每条路上的四个数的和相等.③20以内的质数共有8个,依次是2、3、5、7、11、13、17、19.如果能从这八个数中选出六个数凑成相等的三对数,问题就可迎刃而解.如要分析,设起点数为X,终点数为y,每条路上4个数之和为S,显然有:3S=2x+2y+2+3+5+7+11+13+17+19=2x+2y+77.即S最小=29,此时x=2,y=3但这时,中间二个质数之和为47-(19+13)=15,但17>15,17无处填.所以S=47是无法实现的.这题还另有一个独特的分析推理.即惟一的偶质数必处于起点或终点位上.不然,其他路上为4个质数之和,2处于中间位的路上.这条路为3奇1偶相加,另两条路上为4个奇相加,形成矛盾.再进一步分析,(终点,始点地位对称)始点放上2,终点放上另一个质数,其他6个质数之和必为3的倍数.而经试算,只有终点放上3,而可满足的解法只有一种(已在下图中表出).解:这样,轻而举地可得到:5+19=24,7+17=24,11+13=24.例3 把1、2、3、4、5、6、7、8这八个数分别填入右图中的正方形的各个圆圈中,使得正方形每边上的三个数的和相等.分析和解假设每边上的三数之和为S,四边上中间圆圈内所填数分别为a、b、c、d,那么:a+c=b+d=(1+2+…+8)-2S=36-2S∴2S=36-(a+C)=36-(b+d)①_x0001_S=15,则a+c=b+d=6,又1+5=2+4=6,试验可得下图②若S=14,则a+c=b+d=8,又1+7=2+6=3+5=8,试验可得下两图③若S=13,则a+c=b+d=10,又2+8=3+7=4+610,试验可得下两图④若S=12,则a+c=b+d=12,又4+8=5+7=12,试验可得下图例4 在一个立方体各个顶点上分别填入1~9这九个数中的八个数,使得每个面上四个顶点所填数字之和彼此相等,并且这个和数不能被那个没有被标上的数字整除.试求:没有被标上的数字是多少?并给出一种填数的方法.分析为了叙述方便,设没有被标上的数字为a,S是每个面上的四个顶点上的数字之和.由于每个顶点数都属于3个面,所以得到:6S=3×(1+2+3+4+5+6+7+8+9)-3a6S=3×45-3a2S=45-a (1)根据(1)式可看出:因为左边2S是偶数,所以右边45-a也必须是偶数,故a必须是奇数.又因为根据题意,S不能被a整除,而2与a互质,所以2S不能被a整除,45也一定不能被a整除.”在奇数数字1、3、5、7、9中,只有7不能整除45,所以可以确定a=7.这就证明正方体每个面上四个顶点所填数字之和是19,解法如图.例5 将1~8这八个数标在立方体的八个顶点上,使得每个面的四个顶点所标数字之和都相等.分析观察下图,知道每个顶点属于三个面,正方体有6个面,所以每个面的数字之和为:(1+2+3+4+5+6+7+8)×3÷6=18.这就是说明正方体每个面上四个顶点所填数字之和是18.下面有3种填法的提示,作为练习,请读者补充完整.解:例6 在下左图中,将1~9这九个数,填人圆圈内,使每个三角形三个顶点的数字之和都相等.分析为了便于叙述说明,圆圈内应填的数,先由字母代替.设每个三角形三个顶点圆圈内的数字和为S.即:A+B+C=S、D+E+F=S、G+H+I=S、C+G+E=S、A+G+D=S、B+H+E=S、C+I+F=S.将上面七个等式相加得到:2(A+B+C+D+E+F+G+H+I)+C+G+E=7S.即:A+B+C+D+E+F+G+H+I=3S又∵A、B、C、D、E、F、G、H、I,分别代表1~9这九个数.即:1+2+3+4+5+6+7+8+9=45.3S=45S=15.这15就说明每个三角形三个顶点的数字之和是15.在1~9九个数中,三个数的和等于15的组合情况有以下8种即:(1、9、5);(1、8、6);(2、9、4);(2、8、5);(3、7、5);(2、7、6);(3、8、4);(4、5、6);观察九个数字在上述8种情况下出现的次数看,数字2、4、5、6、8都均出现了三次,其他数字均只出现两次,所以,符合题意的组合中的2、8、5和4、5、6可填入图中的圆圈内,这样就得到本题的两个解.解:例7 在有大小六个正方形的方框下左图中的圆圈内,填入1~9这九个自然数,使每一个正方形角上四个数字之和相等.分析为了叙述方便,我们将各个圆圈内填入字母,如上右图所示.如果设每个正方形角上四个数字之和为S,那么图中六个正方形可得到:a1+a2+b1+b2=S,a2+b2+a3+b3=S,b1+b2+c1+b2=S,a2+b3+b2+b1=S,b2+b2+b3+c3=S,a1+a3+c3+c1=S.将上面的六个等式相加可得到:2(a1+a3+c3+c1)+3(a2+b3+b2+b1)+4b2=6S.则4b2=S4(a1+a3+c3+c1)+4(a2+b3+b2+b1)+4b2=9S.于是有:4(a1+a2+a3+b1+b2+b3+c1+b2+c3)=4×45=9S.9S=4×45S=20.这就说明每个正方形角上四个数字之和为20.所以:b2=5.从而得到:a1+a2+b1=a2+a3+b3=15,b1+c1+b2=b2+c3+b3=15.由上面两式可得:a1+b1=a3+b3,b1+c1=b3+c3.如果a2为奇数,则a1+b1和a3+b3均为偶数.①若a1为奇数,a3为偶数,则b1为奇数,b3为偶数.因为a2+b3+b2+b1=20,所以b2为偶数,则c1为偶数,c3为奇数.但是a1+a2+5+b1=20,而奇数1、3、5、7、9中含有5的任意四个奇数的和不等于20,有矛盾.②若a1为偶数,a3为偶数,则b1也为偶数,b3也为偶数.因为a2+b3+b2+b1=20,所以b2为奇数,则c1为偶数,c3为偶数,但1~9中只有4个偶数,有矛盾.③若a1为奇数,a3为奇数,则b1、b3也为奇数,这样1~9中有六个奇数,有矛盾.④若a1为偶数,a3为奇数,情况与①相同.综合上述,a2必为偶数.由对称性易知:b2、b2、b1也为偶数.因此a1、a3、c3、c1全为奇数.这样,就比较容易找到此解.解:注:也可以这样想:因为1+2+3+4+5+6+7+8+9=45,中心数用5试填后,余下40,那么大正方形、中正方形对角数字之和一定为10,比如:2+8=10、3+7=10、1+9=10、4+6=10.再利用小正方形调整一下,便可以凑出结果了.习题十1.将1~6六个自然数字分别填入下图的圆圈内,使三角形每边上的三数之和都等于定数S,指出这个定数S的取值范围.并对S=11时给出一种填法.2.将1~10这十个自然数分别填入下左图中的10个圆圈内,使五边形每条边上的三数之和都相等,并使值尽可能大.3.将1~8填入上右图中圆圈内,使每个大圆周上的五个数之和为21.。
小学五年级奥数第10讲 数阵(含答案分析)
第10讲数阵一、知识要点填“幻方”是同学们比较熟悉的一种数学游戏,由幻方演变出来的数阵问题,也是一类比较常见的填数问题。
这里,和同学们讨论一些数阵的填法。
解答数阵问题通常用两种方法:一是待定数法,二是试验法。
待定数法就是先用字母(或符号)表示满足条件的数,通过分析、计算来确定这些字母(或符号)应具备的条件,为解答数阵问题提供方向。
试验法就是根据题中所给条件选准突破口,确定填数的可能范围。
把分析推理和试验法结合起来,再由填数的可能情况,确定应填的数。
二、精讲精练【例题1】把5、6、7、8、9五个数分别填入下图的五个方格里,如图a 使横行三个数的和与竖行三个数的和都是21。
练习1:1.把1——10各数填入“六一”的10个空格里,使在同一直线上的各数的和都是12。
2.把1—9各数填入“七一”的9个空格里,使在同一直线上的各数的和都是13。
3.将1——7七个自然数分别填入图中的圆圈里,使每条线上三个数的和相等。
【例题2】将1——10这十个数填入下图小圆中,使每个大圆上六个数的和是30。
练习2:1.把1——8八个数分别填入下图的○内,使每个大圆上五个○内数的和相等。
2.把1——10这十个数分别填入下图的○内,使每个四边形顶点的○内四个数的和都相等,且和最大。
3.将1——8八个数填入下图方格里,使上面四格、下面四格、左四格、右四格、中间四格以及对角线四格内四个数的和都是18。
第1题第二题第三题【例题3】将1——6这六个数分别填入下图的圆中,使每条直线上三个圆内数的和相等、且最大。
练习3:1.将1——6六个数分别填入下图的○内,使每边上的三个○内数的和相等。
2.将1——9九个数分别填入下图○内,使每边上四个○内数的和都是17。
3.将1——8八个数分别填入下图的○内,使每条安上三个数的和相等。
第1题第二题第三题【例题4】将1——7分别填入下图的7个○内,使每条线段上三个○内数的和相等。
练习4:1.将1——9填入下图的○中,使横、竖行五个数相加的和都等于25。
数阵图知识点总结
数阵图知识点总结数阵图在计算机科学中有很多应用,例如在图像处理中用来表示图像的像素信息,在数据库中用来存储和管理数据,还可以用来表示图形和网络的关系。
数阵图还可以用来做矩阵运算,包括加法、减法、乘法以及求逆等。
在算法和数据结构中,数阵图也是一个常见的数据结构,例如用来表示图形的邻接矩阵,解决网络流的最大流问题等。
数阵图可以用不同的方式表示和存储,例如用数组、链表、向量等数据结构来实现。
在不同的应用场景中,选择不同的表示和存储方式可以提高数据的访问效率和计算性能。
本文将从数阵图的基本定义、表示和存储、运算以及应用等方面进行介绍和总结。
1. 数阵图的基本定义数阵图可以定义为一个m行n列的二维数组,用来存储各种不同类型的数据。
在数学中,数阵图可以表示为一个m×n的矩阵,每个元素用Aij表示,其中i表示行号,j表示列号,Aij表示矩阵中第i行第j列的元素。
例如,一个3行4列的数阵图可以表示为:A11 A12 A13 A14A21 A22 A23 A24A31 A32 A33 A34在计算机科学中,数阵图也可以用数组、链表、向量等数据结构来表示和存储。
例如,可以用一维数组来表示一个m行n列的数阵图,数组的长度为m×n,其中每个元素对应矩阵中的一个元素。
也可以用链表来表示一个数阵图,每一行用一个链表节点来表示,节点中包含该行中的所有元素。
向量也是一种常见的数阵图表示方式,它可以用来表示稀疏矩阵,在稀疏矩阵中大部分元素为0,向量可以节省存储空间和提高计算性能。
2. 数阵图的表示和存储在计算机中,数阵图可以用不同的数据结构来表示和存储,选择不同的表示和存储方式可以根据实际应用场景来提高数据访问效率和计算性能。
常见的数阵图表示和存储方式包括数组、链表、向量等。
下面分别介绍各种方式的表示和存储方法:2.1 数组表示数组是一种连续存储的数据结构,可以用来表示和存储数阵图。
数组的优点是数据访问速度快,可以通过下标直接访问元素,缺点是数组的大小固定,不方便动态扩展。
10_第10讲_数列与数表
第十讲 数列与数表1. 观察数组(1,2,3),(2,3,4),(3,4,5),…的规律。
求: (1) 第10组中三个数的和; (2) 前10组中所有数的和。
2. 请观察下列数列的规律:1,1,4,2,7,3,10,1,13,2,16,3,19,1,22,2,25,3,…,100. 问:(1)这个数列一共有多少项?(2)这个数列所有数的总和是多少?3. 一个数列的第一项是1,之后的每一项是这样得到的:如果前一项是一位数,接着的一项就等于前一项的两倍;如果前一项是两位数,接着的一项就等于前一项个位数字的两倍。
请问:(1)第100项是多少?(2)前100项的和是多少?4. 如图,方格表中的数是按照一定规律填入的。
请观察方格表,并填出“?”处的数。
5. 如图,数阵中的数是按一定规律排列的。
请问:(1)100在第几行、第几列? (2)第20行第3列的数是多少?第1列 第2列 第3列 第4列 第5列 第6列第1行1 2 3 4 第2行5 6 7 8 第3行9 10 11 12 第4行13 14 15 16 91 78 66 55? 6 3 45 120 10 1 36 136 15 21 28第5行 17 … … … … … … … …6. 如图,从4开始的自然数是按某种规律排列的。
请问:(1)100在第几行第几列?(2)第5行第20列的数是多少?7. 如图,把偶数2,4,6,8…排成5列,各列从左到右一次为第1列、第2列、第3列、第4列和第5列。
请问:(1)100在第几行第几列? (2)第20行第2列的数是多少?8.如图,从1开始的连续奇数按某种方式排列起来。
请问:(1)第10行左起第3个数是多 少?(2)99在第几行左起第几个数?9.如图。
从1开始的自然数按某种方式排列起来。
请问:(1)100在第几行?100是这一行左起第几个数?(2)第25行左起第5个数是多少?1 2 3 6 5 4 7 8 9 10 15 14 13 12 11 … … … … … … … … …4 11 12 19 20 ... 5 13 ... 6 10 14 18 ... 7 15 ... 8 9 16 17 ... 2 4 6 8 14 12 10 16 18 20 22 28 26 24 ... ... (1)3 5 79 11 13 15 1719 21 23 25 27 29 31… … …10.如图。
(六年级数学)小升初数学课程:第十讲 找规律和统计、确定位置
第十讲找规律和统计、确定位置一、知识梳理我们知道,事物发展变化具一定规律性,只有不断努力观察与深入探索,才可能逐步了解其基本规律并掌握它,从而为解决问题提供更为有效的方法与途径。
在日常思维学习及数学竞赛中,会经常出现填数和简单几何图形规律题型,解答此类问题的根本策略就在于熟悉基本算理且正确辨识平面图形的特殊变化。
统计是对大量数据信息进行收集整理、分析表述,阐释再应用于决策的一种经济运算活动。
数理内容主要包含统计图表的使用,它能行之有效且更为直观地反映数据特征及其变化规律,帮助我们可以把数图有效结合,是最佳的数学应用科学方式之一。
确定位置是指从现实生活与某一情境中通过观察、判断,分析及抽象概括出物体所在的准确方向和具体位置,进一步提升数形结合和空间思维能力。
1、填数规律找规律中的填数基础题型是指给予我们一些已知的残缺数据或数阵,通过深度观察和分析,逐步探寻出数列规律并完成填数运算。
2、图形规律找规律中的图形复合题型是指给予我们某些已知的平面图形,通过加工操作或变形所能得出的可能变化后图形乃至图形推算边角数的规律计算。
3、统计图表统计运算中将已有的统计表按照数理运算的核心要求编制成三种统计图用来展示数据特点和反馈解读信息的专有途径。
4、数对用来反映横行竖列,依据先列后行的顺序以类似坐标形式体现物体方位的形式之一。
5、方位角依据上北下南,左西右东的方位顺序和特殊角度、距离等来定义物体所在位置的方式之一。
二、例题精讲例1:请找出下列各组数排列的规律并根据规律在括号里填上适当的数。
(1)1,5,9,13,(),21,25。
(2)3,6,12,24,(),96,192。
(3)21,4,16,4,11,4,(),()。
(4)1,1,2,3,5,8,13,21,()。
【解析】(1)该题规律是抓住前后两数的公差相等,即等差数列的基本特征定义运算本质;5-1=4,9-5=4,13-9=4,……则:()-13=4→()=13+4=17。
第10讲四年级数学填图游戏教案
精锐教育学科教师辅导讲义学员编号:年级:课时数:学员姓名:辅导科目:学科教师:授课类型C-数字谜(一)C数字谜(二)C-数阵图授课日期时段教学内容一、上次课堂知识点的回顾梳理。
1、假设法可以解决哪种类型的应用题?2、运用“假设”解决问题,有哪几种假设方法?数字是一种很有趣的数学问题。
它的特点是给出运算式子,但式子中某些数字是用字母或汉字来代表的,要求我们进行恰当的判断和推理,从而确定这些字母或汉字所代表的数字。
这一讲我们主要研究加、减法的数字谜。
一、专题精讲例1、算式中每个汉字代表一个数字,不同的汉字表示不同的数字。
当它们各代表什么数字时算式成立?好啊好+ 真是好真是好啊分析:由于是三位数加上三位数,其和为四位数,所以“真”=1。
由于十位最多向百位进1,因而百位上的“是”=0,“好”=8或9。
1①若“好”=8,个位上因为8+8=16,所以“啊”=6,十位上,由于6+0+1=7≠8,所以“好”≠8。
②若“好”=9,个位上因为9+9=18,所以“啊”=8,十位上,8+0+1=9,百位上,9+1=10,因而问题得解。
解:9 8 9+ 1 0 91 0 9 8真=1,是=0,好=9,啊=8例2、下面的字母各代表什么数字,算式才能成立?A B C D+ E B E DE D C A D分析:由于四位数加上四位数其和为五位数,所以可确定和的首位数字E=1。
又因为个位上D+D=D,所以D=0。
此时算式为:A B C 0+ 1 B 1 01 0 C A 0下面分两种情况进行讨论:①若百位没有向千位进位,则由千位可确定A=9,由十位可确定C=8,由百位可确定B=4。
因此得到问题的一个解:9 4 8 0+ 1 4 1 01 0 8 9 0②若百位向千位进位,则由千位可确定A=9,由十位可确定C=7,百位上不论B为什么样的整数,B+B和的个位都不能为7,因此此时不成立。
解:9 4 8 0+ 1 4 1 01 0 8 9 0A=9,B=4,C=8,D=0,E=1。
小学数学-数阵图讲解学习
第一题图
第二题图
第三题图
例题3(书例2):
将1-9九个数字分别填在下图 圆圈内,使三角形 每条边上四个数的和是17.
1+2+3+……+9=45
每条边上的和是17,共有3条
17
17
边那么总和是17×3=51.
每个角上的数都被用了两次也 就是每个角上的数都加了一次。
17
51-45=6 6=1+2+3
17—1—2=14 14=5+9
3、(选做)把1--8这八个自然数分别填入图 中,使每个正方形四个角及每个对角线上四 个数的和均是18。(P17综3)
(书例4)把1--7七个数分别填入下图,使每条 线上三个数之和等于12
先看竖着的三条线,有一个公用数 12x3=36,1+2+3+4+5+6+7+8=28 36-28=8,公用数用了两次8÷2=4
三组数都用到了最中间的数,那么每组都减去 中间的那个数剩下的两个数的和相等
1 2 34567
7
1
4
23
6
5
1 1+7=2+6=3+5 2 2+7=3+6=4+5 3 1+6=2+5=3+4
7
2
1
43
5
6
1
6
7 45
3221来自54376
2 3
5 1 4 76
2
1 4
7
3
6
5
1. P16综1 2. P17能1 3. P16基1
不论是辐射型数阵阵、封闭型数还是复合型 数阵解题的要点都是先确定公共部分的数。
小学数学竞赛第十讲 幻方与数阵
第十讲幻方与数阵我们在第三、四两讲里学了“趣味算式”问题,本讲要学习简单的幻方与数阵问题,这些内容都属于趣味数字问题。
幻方与数阵问题,在我国已流传了两千多年,它是具有独特形式的填数字问题。
到了宋朝,杨辉对幻方(纵横图)已经有比较详细的记叙,并探索出一些编制方法。
明朝程大位、清朝张潮、保其寿等人做了进一步研究,创制了许多绚丽多彩的幻方与数阵图形,引起了许多人对这种数字问题的兴趣。
一直到现在,国内外有些人,还在探索着这方面的奥秘。
一、幻方关于幻方,我国史书上记载着不少神话故事。
传说在夏禹时代,洛水中出现过一只神龟,背上有图有文,图中的黑白圈四十五个,用直线连成九个数,后人称它为“洛书”(见图10-1)。
如果把“洛书”上的九个数,填在图10-2中的九个小方格内,则发现图中的每行、每列、两条对角线上的三个数的和都等于15,所以引起了人们的极大兴趣。
许多人提出,对图10-2中九个方格,还有没有别的填法? 4×4的十六个方格,是否也可以进行这样的填数游戏?“洛书”就是世界上最早出现的幻方,因为它有3×3个方格,并按要求填1-9九个数,我们称它为三阶幻方。
一般地,在n×n个方格内,填上n×n个连续自然数,并且每行、每列、两条对角线的n个自然数的和都相等,则称它为n阶幻方,图10-3就是一个四阶幻方。
下面只介绍三阶幻方的一些解法。
例1 将1-9这九个数,填入图10-4中的方格内,使每行、每列、及两条对角线上三个数字的和都相等。
(本题给出的是一个三阶幻方)分析与解1:为了便于分析,先用字母代替数字(如图这个题目分三步解决:(1)先求每行、每列三个数的和是几。
(称为幻方的幻和)(2)再求中间位置的数是几,即E=?(3)最后试填其他方格里的数。
因为A+B+C+D+E+F+G+H+I=1+2+3+4+5+6+7+8+9=45所以A+B+C=D+E+F=G+H+I=15因为D+E+F=B+E+H=A+E+I=C+E+G=15所以(D+E+F)+(B+E+H)+(A+E+I)+(C+E+G)=(A+B+C)+(D+E+F)+(G+H+I)+3E=15×4所以3E=15 求得E=5。
第10讲 数列与数表-完整版
第10讲数列与数表内容概述通过观察数列或数表中的已知数据,发现规律并进行填补与计算的问题。
注意数表形式的多样性,许算时常常考虑周期性,或进行合理估算.典型例题兴趣篇1.观察数组(1,2,3),(2,3,4),(3,4,5),…的规律,求:(l)第10组中三个数的和;(2)前10组中所有数的和.答案:(1) 33 (2) 195解析:发现每组都有三个数,而且这三个数是连续的.第1组三个数中,中间的那个数是2,第2组中间的数是3,第3组中间的数是4……第几组中间那个数就是几加1.又每组三个数是连续的,所以这三个数的平均数就是中间那个数,这三个数的和就是中间那个数的3倍.(1)第10组的三个数中,中间那个数是10+1= 11.所以第10组就是(1O,11,12),那么这三个数的和为11×3=33.(2)可以分析出每组三个数的和是这组中间数的3倍,那么前:O组的所有数的和是2×3+3×3+4×3+…+1l×3=3×(2+3+…+11)=195.2.请观察下列数列的规律:1,1,4,2,7,3, 10,1,13,2,16,3,19,1,22,2,25,3,…,100.问:(1)这个数列一共有多少项?(2)这个数列所有数的总和是多少?答案:(1)67项(2) 1783解析:观察发现数列中两种规律交替出现,也就是说,题中数列的第2项、第4项、第6项……即偶数项是:1,2,3,1,2,3,…,以“1,2,3”为一个周期,循环出现,周期的长度为3.再来看奇数项,把第1、3、5、7……项列出来是:1,4,7,10,13,16,…,显然,这是一个首项为1、公差为3的等差数列.(1)数列最后一项是100,这肯定不是“1,2,3”周期数列中的一项,而是等差数列中的一项.等差数列的项数是(100-1)÷3+1= 34,由于是等差开头,等差结尾,所以周期数列的项数比等差数列的步1,原数列的项数是34×2-1= 67.因此这个数列一共有67项.(2)在这个数列的67项中,周期数列有33项,每个周期内3个数的和是1+2+3=6,共有33÷3=11个周期,所以周期数列的总和就是11×6=66.等差数列有34项,首项为1,末项为100,项数是34,各项的和为(1+ 100)×34÷2=1717.综上,题中数列各项的总和是66+1717=1783.3.一个数列的第一项是1,之后的每一项是这样得到的:如果前一项是一位数,接着的一项就等于前一项的两倍;如果前一项是两位数,接着的一项就等于前一项个位数字的两倍.请问:(l)第100项是多少?(2)前100项的和是多少?答案:(1)8 (2) 975解析:(1)根据题意写出数列:1,2,4,8,16,12,4,8, 16, 12,4,8,16, 12,4,…可以看出,此数列是从第3项起,以“4,8,16,12”这4个数为一个周期的周期数列.前100项中,除去前2项还有98项,98÷4=24……2,这意味着98项里有24个周期,最后还多出来2项,如图所示:所以数列的第100项是8.(2)前100项的和是1+2+(4+8T16+12)×24+4+8=975.4.如图10-1,方格表中的数是按照一定规律填入的.请观察方格表,并填出“?”处的数.答案:105解析:观察表中的数,发现最小的数是1,其次是3,6,10,15,…,把这些数从小到大连接起来,可以看出,这些数从小到大按照螺旋的形状排列.“?”处的数就是91之后,120之前的数,这些数从小到大依次是1,3,6,10,15,21,28,36,…,可以看出:每两个数的差依次加1.从图上的“66”开始看,从小到大,按照“螺旋”的排列规律,由于所以“?”就是105.5.如图10 -2,数阵中的数是按一定规律排列的,请问:(1) 100在第几行第几列?(2)第20行第3列的数是多少?答案:(1)第25行,第6列(2) 79解析:每一个奇数行都有4个数,在右面的第3、4、5、6列;每一个偶数行也有4个数,在左面的第1、2、3、4列.所有的数从1开始,由小到大按自然数的顺序从左向右排列.可以看到,如果把每一个奇数行和它下面的偶数行看作一个“奇偶组”,那么一个“奇偶组”有8个数,每个“奇偶组”中8个数对应的排列方式是相同的.(1)首先,100就是从小到大的第100个数,每个“奇偶组”有8个数,100÷8=12……4,于是100之前有12个“奇倡组”,100是这12个“奇偶组”后的第4个数.12个“奇偶组”就占24行,第24行为偶数行,100就在从第25行开始数第4个数的位置,如图1所示:所以100在第25行,第6列.(2) 20行有2C÷2—10个“奇偶组”,每个“奇偶组”有8个数,一共有8×10=80个数,第80个数就是80,它是隽20行最后一个数.第20行为偶数行,偶数行都有4个数,在左面的第1、2、3、4列.如图2所示:所以第20行第3列的数就是79.6.如图10 -3,从4开始的自然数是按某种规律排列的.请问:(1) 100在第几行第几列?(2)第5行第20列的数是多少?答案:(1)第1行,第25列(2) 81解析:数阵中的数是从4开始,由小到大排列的.从左边第一列开始,奇数列都有5个数,是从上到下排列的;偶数列都有3个数,是从下到上排列的,每个奇数列和它后面相邻的偶数列组成一个“奇偶组”,每个“奇偶组”有8个数.(1)方法一:100是数列中第100-3=97个数,每个“奇偶组”有8个数,97÷8=12……1.所以前100个数中有12个“奇偶组”,还多出1个数.每个“奇偶组”包含一奇一偶两列,12个“奇偶组”有12×2=24列.于是第97个数就是第25列的第1个数,也就是说100在第1行,第25列.方法二:第1列第1行的数是4,第3列第1行的数是12,第5列第1行是20……可以发现,第奇数列第1行的数是这个奇数的4倍.因为100÷4=25,所以100就是第25列第1行上的数.(2)方法一:前20列有20÷2=10个“奇偶组”.每个“奇偶组”有8个数,一共有8×10=80个数,第80个数是前20列最后一个数.20是偶数,第20列最后一个数在第1衍.因此第20列第5行上的数是第80-2=78个数.第78个数就是78+3=81.方法二:找规律,第2列第5行是9,2×4+1=9.第4列第5行是17,4×4+1=17.第6列第5行是25,6×4+1=25.于是第20列第5行是20×4+1=81.7.如图10 -4所示,把偶数2,4,6,8,…排成5列,各列从左到右依次为第1列、第2列、第3列、第4列和第5列.请问:(1) 100在第几行第几列?(2)第20行第2列的数是多少?答案:(1)第15行,第2列(2) 138解析:先观察数阵中数的排列规律,发现数阵中的数是从2开始的连续的偶数,奇数行有4个数,在右面的第2、3、4、5列,从左向右排列;偶数行有3个数,在左面的第1、2、3列,从右向左排列,把一个奇数行和它相邻的偶数行看作一个周期,那么一个周期包含7个数.(1) 100是从2开始的第100÷2=50个数.每7个数为一个周期,50÷7=7……1. 50个数包含7个周期,并多出来一个数.7个周期就占据7×2—14行.所以数100是第15行的第!个数.第:5行是奇数行,奇数行第1个数是在第2列.因此100在第15行,第2列.(2)两行为一个周期,前20行有20÷2=10个周期,每个周期7个数,前20行共有10×7=70个数.所以第20行最后一个数就是第70个数,即第20行第1列是第70个数,那么第20行第2列的数是第69个数,第69个数是69×2=138.8.如图10 -5,从1开始的连续奇数按某种方式排列起来,请问:(l)第10行左起3个数是多少?(2) 99在第几行左起第几个数?答案:(1)167(2)第8行左起第1个数解析:(1)前9行有1+3+5+…+17=81个数,因此第10行第3个数是表中的第81+3=84个数,表中的数都是奇数,第84个奇数是84×2-1=167.(2) 99是第50个奇数,前7行有1+3+5+-+13=49个数,因此表中第50个数是第8行左起第1个数.9.如图10 -6,从1开始的自然数按某种方式排列起来.请问:(1) 100在第几行?100是这一行左起第几个数?(2)第25行左起第5个数是多少?答案:(1)第14行,左起第9个数(2) 321解析:从图中可看出,自然数排成了“S”形,且第1行有1个数,第2行有2个数……第几行就有几个数;奇数行是从右向左排列,偶数行则是从左向右排列.(1)数100是第100个数,因为1+2+3+…+13=91,前13行有91个数;1+2+3+…+14=105,前14行有105个数,所以100在第14行,第14行是偶数行,是从左向右排列的,100是第14行的第100-91=9个数.于是,100在第14行,是这一行左起第9个数.(2)前25行有1-l-2+3+-+25=(1+20)×25÷2=325个数,奇数行是从右向左排列的,所以第25行最后一个数即是左起第1个数,为325.那么第25行左起第5个数就是325-4=321.10.如图10-7,把从1开始的自然数排成数阵.试问:能否在数阵中放入一个3×3的方框,使得它围住的九个数之和等于:(1)1997; (2)2016; (3)2349.如果可以,请写出方框中最大的数.答案:只有2349是可以的,最大的数为269解析:可以看到,数阵中的行和列为等差数列,数列排列非常规律.然后可以观察到方框中9个数的平均数就是正中间的数,因此方框中的9个数之和必为正中间数字的9倍.1997÷9=221……8(不符合题意);2016÷9=224(暂时符合题意);2349÷9=261(暂时符合题意).又由于每行都是7个数,而224÷7=32, 261÷7=37……2.于是224是第32行最后一个数,224不可能是方框正中间的数.而261是第38行的第2个数,261可以作为方框正中间的数.因此只有2349是可能的,其中方框中的最大数比中间数大8,是261+8=269.拓展篇1.请观察下列数列的规律:1, 100,2,98,3,96,2,94,1,92,2,90,3,88,2,86,1,84, 0请问:(l)这个数列中有多少项是2?(2)这个数列所有项的总和是多少?答案:(l) 26项(2) 2652解析:题中的数列是由两个数列合成的,它的奇数项是以“1,2,3,2”为周期的周期数列,偶数项是首项为100、公差为2的递减的等差数列!数列最后一项为O,因周期数列中没有O,所以它是等差数列中的一项.(1)只要分别找出奇数项和偶数项中的2,把它们的项数相加就是数列中2的项数.在从100递减到O的等差数列中,项数为(100 -O)÷2+1= 51.由于是周期开始,等差结束,所以周期数列的项数也是51.由51÷4=12…3可知,51项里共有12个完整的周期,除此以外还剩3项:1,2,3.每个周期有两项是2,所以周期数列里有2×12+1= 25项是2,等差数列中只有一项是2,所以数列里一共有25+1=26项是2.(2)可以分别算出奇数项之和与偶数项之和,把它们相加就是数列所有项的总和.周期数列51项之和为(1+2+3+2)×12+1+2+3 =102,等差数列51项之和为(O +100)×51÷2=2550.所以数列的所有项之和为2550+102=2652.2.观察数组(1,2,3),(3,4,5),(j,6,7),(7,8,9),…的规律,求:(1)第20组中三个数的和;(2)前20组中所有数的和.答案:(1) 120 (2) 1260解析:(1)笫20组的三个数中,中间那个数是20×2=40.所以第20组就是(39,40,41),三个数的和为40×3=120.(2)可以分析出每组三个数的和是组数的6倍,那么前20组的所有数的和是6×1+6×2+6×3+…+6×20=6×(1+2+3+…+20)=6×(1+20)×20÷2 = 1260.3.一列由两个数组成的数组:(1,1),(1,2),(2,2),(1,3),(2,3),(3,3),(1,4),(2,4),(3,4),(4,4),(1,5),…,请问:(1)第100组内的两数之和是多少?(2)前55组中“5”这个数出现了多少次?答案:(l) 23 (2) 11次解析:观察数组可以发现,如果有某些组括号里的第2个数相同,那这些组都紧挨着.如果按从左到右的顺序,把各组括号里的第2个数写成一行:1,2,2,3,3,3,…,可发现各组的第2个数排列得很有规律,从1开始逐渐变大,所以可以把数组按括号中的第2个数分成若干大组:观察这些大组可发现,第1大组有1个括号,第2大组有2个括号……第几大组就有几个括号,在每一组里,括号中的第1个数排成了从1开始递增的连续自然数数列.(1)1+2+3+…+13=91<100,1+2+…+14=105>100,所以第100个括号在第14大组.前13大组有91个括号,由100-91=9知,第100个括号是第14大组中的第9个.根据组的特点可知,第100个括号内的数为(9,14),它们的和是14+9=23.(2)方法一:因为1+2+-+10=55,所以前55个括号恰好被分为l0大组.前4大组没有出现5,从第5大组起,括号中的第1个数出现5的次数是每大组1次,所以第1个数中出现5的次数为104=6次.因为只有在第5组里,括号里的第2个数才能是5,所以括号中的第2个数出现5的次数是5次.综上,前55个括号中出现5的次数为6+5=11(次).方法二:观察前3个括号(也就是前2个大组)可发现,括号里正好一共有3个1,3个2.再看前6个括号(也就是前3个大组),类似地列出1、2、3,可发现正好一共有4个1,4个2,4个3.如图所示:也就是说,在前咒个完整的大组中,每个数都出现了n+l次,那么按照这种写法依次写下去可发现,前10个完整的大组中1,2,…,10出现的次数相同,都是10+1=11次,所以5出现的次数也是11次.4.有一列数,第一个数是3,第二个数是4,从第三个数开始,每个数都是它前面两个数的和的个位数.从这列数中取出连续的50个数,并求出它们的和,所得的和最大是多少?如果从中取出连续的500个数,这500个数的和最大又是多少?答案:257;2510解析:根据题意,把数列的前面若干项写出来就是:3,4,7,1,8,9,7,6,3,9,2,1,3,4,7,1,8,9,7,6,3,9,2,1,3,4,7,1,…容易发现这是一个周期数列,每连续12个数为一个周期,每个周期的和是60.50÷12=4……2,即取4个周期和连续的2个数.连续4个周期的数,无论从数列中哪个数开始,它们的和是一定的:60×4=240.让多出来的2个连续的数的和尽量大就可以了.数列中,连续2个数的和最大是8+9=17,取法如图1:和最大就是60×4+17=257.500÷12=41……8,取41个周期和连续的8个数.要选8个连续的数,让它们的和最大.因为每连续12个数的和是一定的,所以选4个连续的数,使他们的和最小,剩下的8个数的和一定最大.如果取连续的4个数,使其和最小,很明显是“2,1,3,4”这4个,余下的8个数的和一定最大,是60-3-4-2-1=50.取法如图2:这样连续的500个数,其和就是最大的,是60×41+50=2510.5.如图10-8,把从l开始的自然数填在图上,1在射线OA上,2在射线OB上,3在射线OC上,4在射线OD上,5在射线OE上,6在射线OF上,7在射线OG 上,8在射线OH上,9又回到射线OA上……如此循环下去.问:78在哪条射线上?射线OE上的第30个数是多少?答案:射线OF上;237解析:如图所示标出了自然数从1开始在射线上排列的规律:可以发现,排成的是从里到外逆时针的螺旋形.从射线OA开始,排8个数之后,第9个数又排到OA上,所以我们可以把8个数看做一个周期,而且在同一条射线上,相邻的两数相差8,也就是说落在同一条射线上昀数形成一个以8为公差的等差数列.(l)由78÷8=9……6可知,78落在从OA开始4逆时针数的第6条射线OF 上.(2)射线OE上的数形成了以8为公差的等差数列,第1个数是5,第30个数和第1个数相差29个公差,所以0E上第30个数是5+8×29=237.6.如图10 -9,将从5开始的连续自然数按规律填人数阵中,请问:(1) 123应该排在第几列?(2)第2行第20列的数是多少?答案:(1)第24列(2) 101解析:数列5,6,7,8,9,10,…是从5开始的自然数数列,按从小到大的顺序观察这个数阵中的自然数,可以发现它们是竖着排的,每一列的顺序都是从上至下,如果把每一列看作1个周期,一个周期里有5个数.(1)方法一:数阵中的数构成一个以5为首项的果把数阵中的一列看作一周期,那窟泣该是以5个数为一个周期.由119÷5=23……4可知,119个数包含23个周期,还多出4个数来. 23个周期就占据23列,所以数列的第119个数在第24列,也即123在第24列.方法二:注意到每一列第1行的数都是5的倍数,在第几列就是5的几倍.和123最接近的5的倍数是5×25=125,它在第25列第1行,123比它少2.所以在它的前一列,也就是第24列.(2)方法一:一个周期包含5个数,所以前19个周期共有19×5=95个数,第20列第2行的数也就是数列的第95+2=97个数.所以这个数是97+4=101.方法二:第20列第1行的数是5的20倍,也就是5×20=100.所以第2行的数是100+1=101.7.如图10 - 10所示,将自然数有规律地填入方格表中.请问:(1) 500在第几行第几列?(2)第100行第2列是多少?答案: (l)第111行,第5列(2) 448解析:(1)数表中的数构成一个从1~999的自然数数列,500是这个数列的第500个数,每一个奇数行和它下面的偶数行可看成一个周期.由500÷9=55……5可知,前500个数里包含了55个周期,还余下5个数.因为每个周期有2行,所以55个周期共占据55×2=110行,所以第500个数在数表的第11O+1=111衍,500在第111行的第5列.(2)方法一:前100行共有100÷2=50个周期,所以排到第100行第2列时,已经排了49个周期,还多出了7个数,所以,第100行第2列的数是数列的第49×9+7=448个数,也就是448.方法二:经仔细观察,每个周期的最后一个数都是9的倍数,在第几个周期就是9的几倍,前100行一共有100÷2=50个周期,那么第100行的最后一个数为9×50=450.450是第100行第6列的数,所以第100行第2列的数是450-2=448.8.如图10-11所示,数阵中的数字是按一定规律排列的.这个数阵中第60行左起第4个数字是多少?答案:9解析:横着看数阵,数阵的第1行是从1开始排到8,的连续自然数,第2行排了9后,接下来的数字是“1”,“0”,“1”,“1”,“1”,“2”,….观察发现,是把从1开始连续的自然数的各位数字依次排到了数阵中.在数阵中,自然数的每位数字都占一个位置.一位数每个占1个位置,两位数每个占2个位置,三位数每个占3个位置,所以我们先要确定排到第60行数列的第48餐59+4=476个数字,因为在自然数中,一位数有9个,两位数有90个,所以一位数和两位数共有9+90×2=189个数字.那么肯定是排到三位数了.由(476-189)÷3=95…2可知,数阵排到60行第4个数字时,已经排了95个三位数,并且还多排了2个数字.于是第63行第4个数字属于隽96个三位数,也就是195,并且是195的第2位数字,所以它是9.9.中国古代的纪年方法叫“干支纪年”,是在“十天干”和“十二地支”的基础上建立起来的.天干共十个,其排列顺序为:甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸;地支共十二个,其排列顺序为:子、丑、寅、卯、辰、巳、午、未、申、酉、戌、亥.以一个天干和一个地支相配,天干在前,地支在后,每对干支表示一年.在干支纪年中,每六十年纪年方式循环一次.公元纪年则是国际通行的纪年方式.图10 - 12是1911年到1926年的公元纪年与干支纪年的对照表,请问: (l)中国近代史上的“辛亥革命”发生在公元1911年,是于支纪年的辛亥年,公元2049年是干支纪年的什么年?(2) 21世纪的甲子年是公元纪年的哪一年?(3)“戍戌变法”发生在19世纪末的戊戌年,这一年是公元纪年的哪一年?答案:(l)己已年(2) 2044年(3) 1898年解析:(1)注意到2049–1919=10×13,所以2049年和1919年的天干相同,都为“己”,又因为2049-1917=12×11,所以2049年和1917年的地支相同,都为“巳”.综上所述,得2049年为“己已”年.(2) 60年为一个大周期,因为它是10和12的公倍数,所以相隔60年的整数倍数的年份,天干和地支的名称都不变,只要知道20世纪的甲子年,就很容易求出21世纪的甲子年了.因为1924年是甲子年,所以21世纪的甲子年的公元纪年年份和1924之差是60的倍数.由1924+60=1984<2000, 1924+60×2=2044可知,21世纪的甲子年是204/年.又因为2044+60=2104,已经到了22世纪,所以21世纪只有一个甲子年.(3)由1918年是戊年可知,1898、1888、1878、1868、1858年都是戊年.由1922年是戌年可知,1898、1886年都是戌年.所以“戊戌变法”发生在1898年,10.如图10 - 13,将1~400这400个自然数顺次填入20×20的方格表中,请问:(1) 246在第几行第几列?(2)第14行第13列的数是多少?(3)所有阴影方格中数的总和是多少?答案:(1)第13行,第6列(2) 273 (3) 8020解析:数表是从1开始,依次写下去.每行20个数,一共400个数.(1)因为第1个数是1,所以246就是第246个数.246÷20=12…6,于是246前面有12行,它是第13行的第6个数,也就是在第13行,第6列.(2)前13行有13×20=260个数,于是第14行的第13个数就是第260+13=273个数.因为第1个数是1,所以第273个数就是273.(3)把数表旋转180。
数阵图讲义——精选推荐
54321 776655443322117654321a首先我们观察下图:图中有4个大圆,每个圆周上都有四个数字,神奇的是,每个圆周上的四个数字之和都等于20。
不信,你就算算。
上面这幅图就是数阵图。
把给定的一些数按一定的要求或规律填在特定形状的图形中,这样的图形叫做数阵图。
数阵图绚丽迷人,变化多端,引人入胜。
常见的主要有三种:(1)辐射型(2)封闭型(3)复合型。
一般说来,数阵图主要讨论以下两个问题:(1) 满足某种条件的填法是否存在;(2) 在填法存在的情况下,把待定的数字补充完整。
这一讲我们学习辐射型数阵图。
【例1】 把1~5这五个数分别填在下图中的方格中,使得横行三数之和与竖列三数之和都等于8。
【分析与解】这是辐射型数阵图。
你可能觉得这道题太简单了,七拼八凑就会写出正确答案。
可是,你明白其中的道理吗?下面我们就一起来探索其中的道理,只有弄清其中的道理,才可能解答更复杂巧妙的数阵图问题。
中间方格的数很特殊,横行的三个数有它,竖列的三个数也有它,我们把它叫做“中心数”。
用字母a 表示。
因为横行的三个数之和与竖列的三个数之和都等于8。
所以横行的三个数之和加上竖列的三个数之和为(8+8=)16,即(1+2+3+4+5)+a =8+8,整理得:15+a =16。
为什么还要加上a 呢?因为 a 是中心数,相加时一共被加了两次,其余各数均被加了一次。
在计算1+2+3+4+5时已计算了一次,所以最后还要加上a 。
解得:a =1求出了中心数。
其余各数就好填了。
如图所示。
【例2】 把1~7这七个数分别填入下图的各个方格内,使每条线段上三个○内数的和相等。
654321cba【分析与解】首先,我们分析一下,这七个○内的数中,哪几个数是关键?由图我们看到,在计算每条线段上三个数的和的过程中,都要用到中心数。
另外,还要知道每条线段上三个数的和是几。
所以,确定中心数和每条线段上三个数的和是解答本题的关键。
为此,我们设图中的中心数为a ,每条线段上三个○内数的和为k ,则 3k=(1+2+3+4+5+6+7)+2a3k=28+2a下面,我们利用上面得到的关系式3k=28+2a 来确定中心数a 的值。
数阵图(二)(含详细解析)
1. 了解数阵图的种类2. 学会一些解决数阵图的解题方法3. 能够解决和数论相关的数阵图问题.一、数阵图定义及分类:1. 定义:把一些数字按照一定的要求,排成各种各样的图形,这类问题叫数阵图.2. 数阵是一种由幻方演变而来的数字图.数阵图的种类繁多,这里只向大家介绍三种数阵图:即封闭型数阵图、辐射型数阵图和复合型数阵图.3.二、解题方法:解决数阵类问题可以采取从局部到整体再到局部的方法入手: 第一步:区分数阵图中的普通点(或方格)和关键点(或方格);第二步:在数阵图的少数关键点(一般是交叉点)上设置未知数,计算这些关键点与相关点的数量关系,得到关键点上所填数的范围;第三步:运用已经得到的信息进行尝试.这个步骤并不是对所有数阵题都适用,很多数阵题更需要对数学方法的综合运用.复合型数阵图【例 1】 由数字1、2、3组成的不同的两位数共有9个,老师将这9个数写在一个九宫格上,让同学选数,每个同学可以从中选5个数来求和.小刚选的5个数的和是120,小明选的5个数的和是111.如果两人选的数中只有一个是相同的,那么这个数是_____________.313233212223131211【考点】复合型数阵图 【难度】3星 【题型】填空 【关键词】迎春杯,中年级,决赛,3题【分析】 这9个数的和:111213212223313233++++++++10203031233198=++⨯+++⨯=()()例题精讲知识点拨教学目标5-1-3-2.数阵图由小刚和小明选的数中只有一个是相同的,可知他们正好把这9个数全部都取到了,且有一个数取了两遍.所以他们取的数的总和比这9个数的和多出来的部分就是所求的数.那么,这个数是12011119833+-=.【答案】33【例 2】 如图1,圆圈内分别填有1,2,……,7这7个数。
如果6个三角形的顶点处圆圈内的数字的和是64,那么,中间圆圈内填入的数是 。
【考点】复合型数阵图 【难度】3星 【题型】填空 【关键词】希望杯,五年级,复赛,第5题,5分【解析】 2 【答案】2【例 3】 如下图(1)所示,在每个小圆圈内填上一个数,使得每一条直线上的三个数的和都等于大圆圈上三个数的和.(1)17894【考点】复合型数阵图 【难度】3星 【题型】填空 【解析】 为叙述方便,先在每个圆圈内标上字母,如图(2),(2)a cb49817则有a+4+9=a+b+c (1)b+8+9=a+b+c (2)c+17+9=a+b+c (3)(1)+(2)+(3):(a+b+c )+56=3(a+b+c ),a+b+c=28,则 a=28-(4+9)=15,b=28-(8+9)=11,c=28-(17+9)=2解:见图.1789411215【答案】17 89411215【例 4】请你将数字1、2、3、4、5、6、7填在下面图(1)所示的圆圈内,使得每个圆圈上的三个数之和与每条直线上的三个数之和相等.应怎样填?【考点】复合型数阵图【难度】3星【题型】填空【解析】为了叙述方便,将各圆圈内先填上字母,如图(2)所示.设A+B+C=A+F+G=A+D+E=B+D+F=C+E+G=k (A+B+C)+(A+F+G)+(A+D+E)+(B+D+F)+(C+E+G)=5k,3A+2B+2C+2D+2E+2F+2G=5k,2(A+B+C+D+E+F+G)+A=5k,2(1+2+3+4+5+6+7)+A=5k,56+A=5k.,因为56+A为5的倍数,得A=4,进而推出k=12,因为在1、2、3、5、6、7中,1+5+6=7+3+2=12,不妨设B=1,F=5,D=6,则C=12-(4+1)=7,G=12-(4+5)=3,E=12-(4+6)=2.,解:得到一个基本解为:(见图)7654321【答案】7654321【例 5】在左下图的每个圆圈中填上一个数,各数互不相等,每个圆圈有3个相邻(即有线段相连的圆圈)的圆圈。
五年级奥数专题讲义-第10讲数阵通用版(含答案)
第 10 讲数阵基础卷1.把 3~10 分别填在下图中正方体的八个顶点上的圆圈里,使每个面四个顶点上圆圈中的数的和相等。
答案不唯一,只要每个面的和为262.把 1~14 分别填入下图中的方格内,使“十一” 三笔中每五个方格内的数的和相等。
答案不唯一,只要交叉部分是3的倍数都能填好3.把 1~9 分别填入下图的圆圈中,使七个三角形(四个小三角形、三个大三角形)中每个三角形的三个顶点圆圈内的数的和相等。
4.把 2~11 分别填入下图的方格中,每格填一个数,要求图中三个2×2 的正方形中四数之和相等。
上面第一行填的数分别为11,10,9中间行填入的数为2,3,4,5底下行填入8,7,6所有的和均为245.把 1~8 分别填入下图的空格中,使图中四边正好组成加、减、乘、除四种运算算式。
答案不唯一,被除数和被减数的位置是最大的数字8,能把8整除的数字只能是2和4,考虑下面的商还要做因数,完成乘法运算,所以只能是8除以4等于2,然后,依次凑数,填入2乘3等于6,8-7=1,1+5=6,即可得解.6.把 1~9 分别填入下图的圆圈中,使两条线段上的五个数的和相等,两个四边形顶点上数的和也相等。
答案不唯一提高卷1.如图,三个正方形组成八个三角形,现把每个正方形四个顶点上都分别填上 2, 3, 4, 5 这四个数,使得八个三角形三个顶点上数的和为连续的八个自然数,这连续的八个自然数各是多少?填数方法是(把大正方形摆正)大正方形和小正方形的左上角填2,中正方形的顶点填2,三个正方形都依次逆时针填入3 4 52.把 1~16 分别填入下图的十六个圆圈中,使每条线段上四个圆圈内的数的和相等,两个八边形顶点上的数的和也相等。
答案不唯一3.如图,内部四个交点上已经填好数,请你在四周的方格里填上适当的数,使交点上的数恰好等于四周四个方格内数的和,可以怎么填?5 5 55 5 55 4 54.在下图的七个圆圈内各填一个数,要求在每条线上的三个数中,当中的数是两边两个数的平均数,现已填好两个数,求 A。
数阵图讲解
数阵图讲解数阵问题是多种多样的,解题方法也是多种多样的,这就须要我们依照标题前提灵活解题。
例1把20以内的质数分别填入下图的一个○中,使得图顶用箭头连接起来的四个数之和都相等。
分析与解:由上图看出,三组数都包含左、右两端的数,因此每组数的中心两数之和必定相等。
20以内共有2,3,5,7,11,13,17,19八个质数,两两之和相等的有5+19=7+17=11+13,因此获得下图的填法。
例2在右图的每个方格中填入一个数字,使得每行、每列以及每条对角线上的方格中的四个数字差不多上1,2,3,4。
分析与解:如左下图所示,受列及对角线的限制,a处只能填1,从而b 处填3;进而推知c处填4,d处填3,e处填4,……右下图为填好后的数阵图。
例3将1~8填入左下图的○内,要求按照天然数次序相邻的两个数不克不及填入有直线连接的相邻的两个○内。
分析与解:因为中心的两个○各自只与一个○不相邻,而2~7中的任何一个数都与两个数相邻,因此这两个○内只能填1和8。
2只能填在与1不相邻的○内,7只能填在与8不相邻的○内。
其余数的填法见右上图。
例4在右图的六个○内各填入一个质数(可取雷同的质数),使它们的和等于20,同时每个三角形(共5个)顶点上的数字之和都相等。
分析与解:因为大年夜三角形的三个顶点与中心倒三角形的三个顶点正好是图中的六个○,又因为每个三角形顶点上的数字之和相等,因此每个三角形顶点上的数字之和为20÷2=10。
10分为三个质数之和只能是2+3+5,由此获得右图的填法。
例5在右图所示立方体的八个顶点上标出1~9中的八个,使得每个面上四个顶点所标数字之和都等于k,同时k不克不及被未标出的数整除。
分析与解:设未被标出的数为a,则被标出的八个数之和为1+2+…+9-a =45-a。
因为每个顶点都属于三个面,因此六个面的所有顶点数字之和为6k=3×(45-a),2k=45-a。
2k是偶数,45-a也应是偶数,因此a必为奇数。
奥数精品讲义第10讲数字谜、数阵、数表--深圳清华实验学校佘珊珊
第十讲数字谜、数阵、数表教学目标数字谜问题被称作思维锻炼的体操,这一部分问题可以很好的培养学生的观察力、判断及推理能力。
数字谜也是一类非常有趣的数学问题,在小学数学竞赛中经常出现。
和数字谜问题类似的,数阵、数表问题由于其本身的数学美感,受出题者青睐,解这类问题必须认真审题,根据题目的特点,找出突破口,从而逐步简化题目直至问题完全解决。
1.回顾常用的数字谜的解题技巧。
2.精讲经典数字谜、及数阵数表。
经典精讲数字谜(一)解题的突破口多在于竖式或横式中的特殊之处,例如首位、个位以及位数的差异。
(二)要根据不同的情况逐步缩小范围,并进行恰当的估算。
(三)当题目中涉及多个字母或汉字时,要注意利用不同符号代表不同数字这一条件来排除若干可能性。
(四)注意结合进位及退位来考虑。
(五)有时可运用到数论中的分解质因数等方法。
【例1】在右边的算式中,相同的符号代表相同的数字,不同的符号代表不同的数字,根据这个算式,可以推算出:△□□〇+〇□□△□□☆☆那么:口+○+△+☆=_________。
【分析】比较竖式中百位与十位的加法,十位上“□+□”肯定进位,(否则由百位可知□=0),且有“□+□+1=10+□”,从而□=9,☆=8。
再由个位加法,推知○+△=8.从而口+○+△+☆=9+8+8=25。
【拓展】(2008年迎春杯初赛)在右边的竖式中,相同字母代表相同数字,不同字母代表不同数字,则四位数tavs=______。
s t v a+v t s tt t v t t【分析】首先可以判断1s=-=,又因为t=,所以11=++=,可解得1138v t ts v+=,13+=所以0a t ttavs=。
a=,1038【例2】电子数字0~9如图所示,右图是由电子数字组成的乘法算式,但有一些模糊不清,请将右图的电子数字恢复,并将它写成横式形式:。
【分析】⑴显然乘积的百位只能是2,⑵被乘数的十位和乘数只能是0、2、6、8,才有可能形如,0首先排除⑶如果被乘数十位是6或8,那么乘数无论是2、6或8,都不可能乘出百位是2的三位数。
小三奥数 第10讲:数阵图
学员编号:年级:课时数:学员姓名:辅导科目:学科教师:授课T (同步知识主题) C (专题方法主题)T (学法与能力主题)类型授课日期时段教学内容第十讲:数阵图.把1~6这六个数字分别填入图10 - l的六个圈内.使得每个正方形顶点上的数的和都为13.从l到6这六个数的和是21.而两个正方形8个顶点上的数之和是26(=13×2),比六个数的总和大5.这是因为中间两个圈内的数,都被算了两次,所以,多出来的5就是中间两个圈内的数的和.每个正方形,去掉这中间的两个数,剩下的两个数,和都是8(=13 -5).解在1到6六个数中,两个数的和为8,只可能足2+6、3+5.所以中间两个圈内填1与4.得到如幽10 - 2的填法.将3、4、6这二个数填入图10-3的三个圆圈内,使得每条边上的三个数的和等于11..将2到7这六个数,填入图10- 4的圈中,使得每条线上的三个数的和相等.由2+7= 4+5=3+6=9.得到如图10-5的解将l到7这七个数填入图10-6,使得每条线上的三个数的和相等..将1到9这九个数填入图10-7,使得从中心出发的每条线段上的三个数的和相等..将1到9这九个数填入图10-7,使得从中心出发的每条线段上的三个数的和相等.l+2+…+9=45去掉中心的数后,每条线上两个数的和相等.4条线上8个数的和是每条线上的和乘以4.所以中心的数只能是1、5、9,去掉中心后的8个数的和分别是44、40、36,每条线上两个数的和分别是11、10、9.即有三种情况:(1)中心填1时,2与9、4与7、8与3、5与6两两搭配填入同一条线的两个圈内即可.(2)中心填5时,1与9、2与8、3与7、4与6搭配.(3)中心填9时,1与8、2与7、3与6、4与5搭配这样得到如图10-8所示的三个解将1~8填入图10-9,使两个正方形顶点上的数的和相等,并且用斜线连接的4对数的和也都相等..将1到5这五个数填入图10 - 10,使得圆周上四个数的和与每条直线上的三个数的和都相等.设中心的数是a.因为竖线上的三个数的和等于圆周上的四个数的和,所以a等于它左、右两个数的和.同理,a等于它上、下两个数的和.从而a是最大的数5.其余四个数,2与3搭配.1与4搭配,写在同一条线上,得到的解如图10-11所示.在图10 – 12中填上7、8、10、1 2,使得每个圆内的四个数的和相等..将l~6这六个数填入图10-13的六个圆圈内,使得每条边上的三个数的和相等.如果1与6都不在顶点处,那么在图10 -14中,a+l+c=b+6+c.所以a+1=6+b但6比a大,b比1大,所以a+l与6+b不可能相等.1与6至少有一个在顶点处.设1在顶点.2、3、4、5、6中取4个数,分成和相等的2组,只有3种可能:2+6=3+5.3+6=4+5.2+5=3+4前两种可得图10-15的(1),(2).第3种不可能,因为另一行3个数的和至少是2+3+6.超过1+2+5.同样,6在顶点时,可以得到图10 - 15的(3),(4)因此,本题的答案是图10-15的(1)~(4).用7减去1在顶点的图10 - 15(1)、(2)的每一个数,便得到(3)、(4).反过来也是这样.将l到16填入图10 -16,使得每条线段上四个数的和相等,两个八边形八个顶点上的数的和也相等.将1~16填入图10 - 17的正方形,使每行、每列、每条对角线的和都相等.本题也就是造一个四阶幻方四阶幻方的造法很多,解也不唯一.下面介绍一种最简的做法,可以称为调整法.先将1~16依照次序先左后右,先上后下逐一填入图10 - 18(1)中得四阶幻方中每行和、每列和、每条对角线的和都是(1+2+…+16)÷4= (1+16)×16÷2÷4=34现在图10 - 18(1)的两条对角线的和都已经是34,合乎要求所以对角线上的数不要再动.先来调整行,将第一行的2、3分别与第四行的14,1 5对调,第二行的5、8分别与第三行的9、12对调,得图10 - 18(2),这个图中,不但每条对角线的和是34,每一行的和也都是34.再调整列.将图10 - 18(2)第一列的9、5分别与第四列的12、8对调,第二列的14、2分别与15、3对调,得图10 -18(3),这个图就是一个合乎要求的幻方.比较例6所得的幻方与巩固练习5的答案.有何联系?可能与必然上节末,说到一个游戏“数独”数独怎么填呢?比如先看第一行,在上节末的图中,有6个空格,应填1、2、4、7、8、9这6个数字,每个空格填的数有6种可能,难以确定.如果看第二列,只有2个空格,心填2、7,每个空格有2种可能,但还不能惟一确定.可能性太多,需要逐个枚举讨论,比较麻烦.所以应先考虑可能较小的方格,最好能发现一些方格,只有一种填法,也就是说这些方格填什么数是必然的.将这些方格先填好,对填其他方格会有帮助.同时考虑几个方面的要求,可以得到必然的填法,比如中间的3×3的正方形,只有3个空格,应填2、6、8.再结合第四行已经有8,第六行也已经有8,所以8必须填在中央.接下去,因为第四行已经有6,所以6必须填在第六行,2填在第四行.现在再看第四行,只剩2个空格,应填9与3.第九列有9,所以第四行的9只能(必然)在第三列,3在第九列.同样,右中3×3的正方形中,9必然在第六行,第六行第一列必填2.左中3×3的正方形中,5必在第一列,7在笫三列.第八列3必填在第九行,9必填在第二行.右上3×3的正方形中,7必填在第七列.右下3×3的正方形中,5必在第八行第七列,2必在第八行,1在第九列第七行,6在第七行第七列.右中3×3的正方形中,6在第九列,2在第七列,左下3×3的正方形中,2、3、8、6的填法郡是必然的.左上3×3的正方形中.按行依次填2、1、4、7、6.右上3×3的正方形中,填4、8.中上3×3的正方形中填8、9、6、2、7、4.中下3×3的正方形中填9、3、6、4、1、7.填法都是必然的,最后结果如图.当然,上面填数的顺序可以变更但应尽量先填只有一种可能的方格,而不要先填邮些难以确定的方格.1.如果图中每行、每列、每条对角线的和都相等,那么填入的数a、b、c、d有什么关系?2.将1到8这八个数填入下图,使得每条线上的三个数的和相等.3.将1到9这九个数填入下图,使得每条边上的四个数的和相等.4.将6到10这五个数填入下图,使得每条边上的三个数的和相等.5.将5到12填入下图,使得每条边上的四个数的和相等.6.将2到11填入下图,使得每条线段上的三个数之和相等.7.将1到10填入下图,使得每条线上的四个数的和相等.8.将l到10填入下图,使每条线段上的四个数的和相等,每个三角形三个顶点上的数的和也相等.(三角形顶点上的数的和不必与线段上的数的和相等)9.将1到8填入圈内,使得每个圆上的五个数的和相等.10.将l到8填入圈内,使每一圆周上的四个数、每条线上的四个数的和相等.11.在下面由圆分割出的9个区域中,填入1到9这九个数,使得每个圆内的数的和都等于11.12.将1到12填入下图,使每条边上的五个数的和相等.你做对了吗?答案:巩固练习6 图中的4条对角线是四阶幻方的4行,另有4组共线的点,如l、12、8、13等是幻方的4列,外面八边形的4个相邻顶点上的数16、1、6、11是幻方的一条对角线,另4个相邻顶点上的数10,7,4,13是幻方的另一条对角线。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
第10讲数阵图(二)第10讲数阵图和幻方(二)幻方问题的研究在我国已流传了两千多年,它是具有独特形式的填数字问题。
传说公元前二千多年,在大禹治水的时候,在黄河支流洛水浮起一只大乌龟,它的背上有个奇特的图案,(如图1),后来人们把它称之为“洛书”、相传在我国远古的时代,有一匹龙马游于黄河,马背上负有一幅奇的图案,这就是所谓的“河图”,实际上它是由九个数字排成一定的格式(如图2),图中有一个非常有趣的性质:它的横、竖、对角线上的每三个数字之和都是15。
一般地,在n×n(n行n列)的方格内,不重不漏填上n×n个连续自然数,并且每行、每列、每条对角线上n个自然数的和都相等,则称它为n阶幻方。
这个和叫做幻和,n叫做阶。
幻方又叫魔方,九宫算或纵横图。
魔方:我国的纵横图通过东南亚国家,印度、阿拉伯传到西方。
由于纵横图具有十分奇幻的特性,西方把纵横图叫作Magic Square,翻译成中文就是“幻方”或“魔方”。
九宫算:所谓九宫,就是将一个正方形用两组与边平行的分割线,每组两条,分割成的九个小正方格。
每个小方格分别填入从1到9这九个自然数中的其中一个,不同的方格填入的数不同,使得三横行中每一横行三个数的和(叫行和),三纵列中每一纵列三个数的和(叫列和),两条对角线中每一条对角线上三个数的和(叫对角和)都相相等,这样得到的图就叫九宫(算)图。
纵横图:长期以来,纵横图一直被看作是一种数字游戏。
一直到南宋时期的数学家杨辉,才真正把它作为一个数学问题而加以深入的研究。
杨辉在他的《续古摘奇算法》一书中,不仅搜集到了大量的各种类型的纵横图,而且对其中的部分纵横图还给出了如何构造的规则和方法,从而开创了这一组合数学研究的新领域。
解决幻方问题的关键是确定中心数和顶点数。
(定中间数,填四角数,算其余数)三阶幻方:就是将九个连续自然数填入3×3(三行三列)的方格内,使每行每列、每条对角线的和相等,这叫做三阶幻方。
奇数阶幻方:“罗伯法”“楼贝法”西欧在十六,十七世纪时,构造幻方非常盛行。
十七世纪,法E路第十四对构造幻方有着浓厚的兴趣,他专门派De La Loubere(楼贝)出使泰国(1687-1688),Loubere:将在邏罗学的构造作画何奇数阶幻方法的一种统一的方法1居上行正中央,依次斜填切莫忘,上出框时往下填,右出框时左边放,排重便在下格填,右上排重一个样。
扬辉方法:扬辉在《续古摘奇算法》中,写到“九子排列,上下对易,左右相更,四维挺出”杨辉给出的方形纵横图共有十三幅,它们是:洛书数(三阶幻方)一幅,四四图(四阶幻方)两幅,五五图(五阶幻方)两幅,六六图(六阶幻方)两幅,七七图(七阶幻方)两幅,六十四图(八阶幻方)两幅,九九图(九阶幻方)一幅,百子图(十阶幻方)一幅(参见图1-9-3)。
其中还给出了“洛书数”和“四四阴图”的构造方法。
如“洛书数”的构造方法为:“九子斜排,上下对易,左右相更,四维挺出”。
但可惜的是,杨辉只停留在个别纵横图的构造上,没有上升成一般的理论。
他所造出的百子图,虽然每一行和,每一列都等于(1+2+3+…97+98+99+100)=505,但两对角和不是等于505,直到我国清代的张潮(165—?)费了九牛二虎之力才造出第一个两对角和也是505的百子图。
偶数阶幻方:对称交换的方法。
1、将数依次填入方格中,对角线满足要求。
2、调整行,对角线数不动,对称行的其它数对调。
3、调整列,对角线数不动,对称列的其它数对调。
数阵图:把一些数字按照一定的要求,排列成各种各样的图形,叫做数阵图。
1、封闭型:封闭型数阵图的解题突破口,是确定各边顶点所应填的数。
为确定这些数,采用的方法是建立有关的等式,通过以最小值到最大值的讨论,来确定每条边上的几个数之和,再将和数进行拆分以找到顶点应填入的数,其余的数再利用和与顶点的数就容易被填出。
(1—6)2、辐射型:辐射型数阵图,解法的关键是确定中心数。
具体方法是:通过所给条件建立有关等式,通过整除性的讨论,确定出中心数的取值,然后求出各边上数的和,最后将和自然数分拆成中心数的若干个自然数之和,确定边上其他的数。
(1—9和相等)3、复合型:复合型数阵图,解题的关键是要以中心数和顶点数为突破口。
(1~7,和相等)将1~8这八个数分别填入右图的○中,使两个大圆上的五个数之和都等于21。
解:中间两个数是重叠数,重叠次数都是1次,所以两个重叠数之和为21×2-(1+2+…+8)=6。
在已知的八个数中,两个数之和为6的只有1与5,2与4。
每个大圆上另外三个数之和为21-6=15。
典型举例1如果两个重叠数为1与5,那么剩下的六个数2,3,4,6,7,8平分为两组,每组三数之和为15的只有2+6+7=15和3+4+8=15,故有左下图的填法。
如果两个重叠数为2与4,那么同理可得上页右下图的填法。
1、把1—6六个数字填入下图,使每个大圆上四个数字之和都是16。
2、把2、4、6、8、10、12、14、16这八个数分别填入下图,使每个大圆内五个数的和都是44。
典型举例2练习1将1~6这六个自然数分别填入右图的六个○内,使得三角形每条边上的三个数之和都等于11。
解:本题有三个重叠数,即三角形三个顶点○内的数都是重叠数,并且各重叠一次。
所以三个重叠数之和等于11×3-(1+2+…+6)=12。
1~6中三个数之和等于12的有1,5,6;2,4,6;3,4,5。
如果三个重叠数是1,5,6,那么根据每条边上的三个数之和等于11,可得左下图的填法。
容易发现,所填数不是1~6,不合题意。
同理,三个重叠数也不能是3,4,5。
经试验,当重叠数是2,4,6时,可以得到符合题意的填法(见右上图)。
将3—8这六个数分别填入下图中,使得每条边上的三数之和都是15。
典型举例3练习2将1~6这六个自然数分别填入下图的六个○中,使得三角形每条边上的三个数之和都相等。
解:与典型举例2不同的是不知道每边的三数之和等于几。
因为三个重叠数都重叠了一次,由(1+2+…+6)+重叠数之和=每边三数之和×3,得到每边的三数之和等于[(1+2+…+6)+重叠数之和]÷3=(21+重叠数之和)÷3=7+重叠数之和÷3。
因为每边的三数之和是整数,所以重叠数之和应是3的倍数。
考虑到重叠数是1~6中的数,所以三个重叠数之和只能是6,9,12或15,对应的每条边上的三数之和就是9,10,11或12。
与例2的方法类似,可得下图的四种填法:每边三数之和=9 每边三数之和=10 每边三数之和=11 每边三数之和=12将2~9这八个数分别填入右图的○里,使每条边上的三个数之和都等于18。
典型举例4解:四个角上的数是重叠数,重叠次数都是1次。
所以四个重叠数之和等于18×4-(2+3+…+9)=28。
而在已知的八个数中,四数之和为28的只有:4+7+8+9=28或5+6+8+9=28。
又由于18-9-8=1,1不是已知的八个数之一,所以,8和9只能填对角处。
由此得到左下图所示的重叠数的两种填法:“试填”的结果,只有右上图的填法符合题意。
说明:以上例题都是封闭型数阵图。
一般地,在m边形中,每条边上有n个数的形如下图的图形称为封闭型m-n图。
与“辐射型m-n图只有一个重叠数,重叠次数是m-1”不同的是,封闭型m-n图有m个重叠数,重叠次数都是1次。
对于封闭型数阵图,因为重叠数只重叠一次,所以已知各数之和+重叠数之和=每边各数之和×边数。
由这个关系式,就可以分析解决封闭型数阵图的问题。
前面我们讲了辐射型数阵图和封闭型数阵图,虽然大多数数阵问题要比它们复杂些,但只要紧紧抓住“重叠数”进行分析,就能解决很多数阵问题。
练习41、将1、2、3、4、5、6、7、8这八个数分别填入下面的图里,使得每条边上的三个数之和是12。
2、将2—9这八个数填入下图,使每条边上的三个数的和都等于16。
把1~7分别填入左下图中的七个空块里,使每个圆圈里的四个数之和都等于13。
解:这道题的“重叠数”很多。
有重叠2次的(中心数,记为a);有重叠1次的(三个数,分别记为b,c,d)。
根据题意应有(1+2+…+7)+a+a+b+c+d=13×3,即 a+a+b+c+d=11。
因为1+2+3+4=10,11-10=1,所以只有a=1,b,c,d分别为2,3,4才符合题意,填法见右上图。
典型举例5练习5在下面圆圈内的空白处填入7、8、10、12,使每个院内的四个数的和都相等。
把1—9这九个数填入下图的方格中 ,并使每一行、每一列和对角线上的数的和都相等解:方法一:(1)先填中心数,把1-9按从小到大顺序排成一排,第五个数填在中心格。
(2)将剩下的八个数排成两排,第一排为1、2、3、4、第二排为8、7、6、5即1 2 3 48 7 6 5(3)根据两排数字填上四个角,四个角的数就是两排中第二、第四列中的四个数,这两列数字按对角填。
(4)用对角线的和减去每行或每列知道的数字就完成了。
方法二:(1) 将这9个数字按照如下方式排列: 12 43 5 7典型举例66416 8 9(2) 上下两个数互换:9 2 4 3 5 7 6 8 1(3)左右两个数互换:9 2 4 7 5 3 6 8 1(4)填入表格即可。
1、将20-28填入九宫格中,使每行、每列、两条对角线的和相等。
1、将17-25填入九宫格中,使之成为一个三阶幻方。
A 基础训练1.把1~8填入下页左上图的八个○里,使每个圆圈上的五个数之和都等于20。
2.把1~6这六个数填入右上图的○里,使每个圆圈上的四个数之和都相等。
3.将1~8填入左下图的八个○中,使得每条边上的三个数之和都等于15。
4.将1~8填入右上图的八个○中,使得每条直线上的四个数之和与每个圆周上的四个数之和都相等。
5.将1~7填入右图的七个○,使得每条直线上的各数之和都相等。
6.把1,3,5,7,9,11,13分别填入左图中的七个空块中,使得每个圆内的四个数之和都等于34。
答案与提示练习17每个圆周的四数之和=12每个圆周的四数之和=13每个圆周的四数之和=14每个圆周的四数之和=15每个圆周的四数之和=163.提示:四个顶点数之和为15×4-(1+2+…+8)=24,四个顶点数有3,6,7,8和4,5,7,8两种可能。
经试验只有左下图一个解。
4.提示:每条直线或每个圆周上的四个数之和都等于(1+2+…+8)÷7=18。
填法见右上图。
(填法不唯一)5.提示:顶上的数重叠2次,其它数都重叠1次。
(1+2+…+7)×2+顶上数=每条线上的和×5,56+顶上数=每条线上的和×5。
由上式等号左端是5的倍数,推知“顶上数”=4。