棋子颜色问题
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1. 假设有一排黑白围棋子,按照1白2黑的规律排列。
请问第50颗棋子是什么颜色?A. 白色B. 黑色C. 无法确定D. 交替出现2. 一排黑白围棋子按照1白2黑的规律排列,已知第500颗棋子是白色,那么第501颗棋子是什么颜色?A. 白色B. 黑色C. 无法确定D. 交替出现3. 若一排黑白围棋子按照1白2黑的规律排列,已知第1000颗棋子是白色,那么第999颗棋子是什么颜色?A. 白色B. 黑色C. 无法确定D. 交替出现4. 一排黑白围棋子按照1白2黑的规律排列,已知第2000颗棋子是黑色,那么第2001颗棋子是什么颜色?A. 白色B. 黑色C. 无法确定D. 交替出现5. 若一排黑白围棋子按照1白2黑的规律排列,已知第5000颗棋子是白色,那么第4999颗棋子是什么颜色?A. 白色B. 黑色C. 无法确定D. 交替出现二、填空题(每题5分,共25分)6. 一排黑白围棋子按照1白2黑的规律排列,已知第50颗棋子是白色,那么第50颗棋子后面紧接着的棋子颜色是______。
7. 一排黑白围棋子按照1白2黑的规律排列,已知第100颗棋子是黑色,那么第100颗棋子前面紧接着的棋子颜色是______。
8. 一排黑白围棋子按照1白2黑的规律排列,已知第200颗棋子是白色,那么第200颗棋子后面紧接着的棋子颜色是______。
9. 一排黑白围棋子按照1白2黑的规律排列,已知第300颗棋子是黑色,那么第300颗棋子前面紧接着的棋子颜色是______。
10. 一排黑白围棋子按照1白2黑的规律排列,已知第400颗棋子是白色,那么第400颗棋子后面紧接着的棋子颜色是______。
三、解答题(每题10分,共30分)11. 请证明:一排黑白围棋子按照1白2黑的规律排列,任意相邻的3颗棋子中,必定有2颗棋子颜色相同。
12. 一排黑白围棋子按照1白2黑的规律排列,已知第500颗棋子是白色,请找出第500颗棋子后面紧接着的5颗棋子的颜色。
1、放射性废料的处理问题美国原子能委员会以往处理浓缩的放射性废料的方法,一直是把它们装入密封的圆桶里,然后扔到水深为90多米的海底。
生态学家和科学家们表示担心,怕圆桶下沉到海底时与海底碰撞而发生破裂,从而造成核污染。
原子能委员会分辨说这是不可能的。
为此工程师们进行了碰撞实验。
发现当圆桶下沉速度超过12.2 m/s 与海底相撞时,圆桶就可能发生碰裂。
这样为避免圆桶碰裂,需要计算一下圆桶沉到海底时速度是多少? 这时已知圆桶重量为239.46 kg,体积为0.2058m3,海水密度为1035.71kg/m3,如果圆桶速度小于12.2m/s就说明这种方法是安全可靠的,否则就要禁止使用这种方法来处理放射性废料。
假设水的阻力与速度大小成正比例,其正比例常数k=0.6。
现要求建立合理的数学模型,解决如下实际问题:1.判断这种处理废料的方法是否合理?2.一般情况下,v大,k也大;v小,k也小。
当v很大时,常用kv来代替k,那么这时速度与时间关系如何? 并求出当速度不超过12.2 m/s,圆桶的运动时间和位移应不超过多少? (的值仍设为0.6)鱼雷攻击问题在一场战争中,甲方一潜艇在乙方领海进行秘密侦察活动。
当甲方潜艇位于乙方一潜艇的正西100千米处,两方潜艇士兵同时发现对方。
甲方潜艇开始向正北60千米处的营地逃跑,在甲方潜艇开始逃跑的同时,乙方潜艇发射了鱼雷进行追踪攻击。
假设甲方潜艇与乙方鱼雷是在同一平面上进行运动。
已知甲方潜艇和乙方鱼雷的速度均匀且鱼雷的速度是甲方潜艇速度的两倍。
试建立合理的数学模型解决以下问题:1) 求鱼雷在追踪攻击过程中的运动轨迹;2) 确定甲方潜艇能否安全的回到营地而不会被乙方鱼雷击中3、贷款买房问题某居民买房向银行贷款6万元,利息为月利率1%,贷款期为25年,要求建立数学模型解决如下问题:1)问该居民每月应定额偿还多少钱?2)假设此居民每月可节余700元,是否可以去买房?4、养老保险问题养老保险是保险中的一种重要险种,保险公司将提供不同的保险方案以供选择,分析保险品种的实际投资价值。
专题14 染色问题1.下图是一套房子的平面图,图中的方格代表房间,每个房间都有通向任何一个邻室的门.有人想从某个房间开始,依次不重复地走遍每一个房间,他的想法能实现吗?2.展览会有36个展室(如图),每两相邻展室之间均有门相通.能不能从入口进去,不重复地参观完全部展室后,从出口出来呢?3.图中的16个点表示16个城市,两个点之间的连线表示这两个城市有公路相通.问能否找到一条不重复地走遍这16座城市的路线?4.下图是由4个小方格组成的“L ”形硬纸片,用若干个这种纸片无重叠地拼成一个4 n 的长方形,试证明:n 一定是偶数.5.中国象棋盘上最多能放几只马互不相“吃”(“马”走“日”字,另不考虑“别马腿”的情况).6.能否用一个田字和15个4⨯1矩形覆盖8⨯8棋盘?7.能否用1个田字和15个T 字纸片,拼成一个8⨯8的正方形棋盘?8.在8⨯8棋盘上,马能否从左下角的方格出发,不重地走遍棋盘,最后回到起点?若能请找出一条路,若不能,请说明理由.9.下面三个图形都是从4⨯4的正方形分别剪去两个1⨯1的小方格得到的,问可否把它们分别剪成1⨯2的七个小矩形?(1)(2) (3)10.把三行七列的21个小格组成的矩形染色,每个小格染上红、蓝两种色中的一种.求证:总可以找到4个同色小方格,处于某个矩形的4个角上(如图)红红红红11.17个科学家互相通信,在他们的通信中共讨论3个问题,而任意两个科学家之间仅讨论1个问题.证明:至少有3个科学家,他们彼此通信讨论的是同一个问题.12.用一批1⨯2⨯4的长方体木块,能不能把一个容积为6⨯6⨯6的正方体木箱充塞填满?说明理由.13.在平面上有一个27⨯27的方格棋盘,在棋盘的正中间摆好81枚棋子,它们被罢成一个9⨯9的正方形.按下面的规则进行游戏:每一枚棋子都可沿水平方向或竖直方向越过相邻的棋子,放进紧挨着这枚棋子的空格中,并把越过的这格棋子取出来.问:是否存在一种走法,使棋盘上最后恰好剩下一枚棋子?14.12⨯12的超极棋盘上,一匹超级马每步跳至3⨯4矩形的另一角(如图).问能否从任一点出发遍历每一格恰一次,再回到出发点(这种情况又称马有“回路”)?123———————————————答 案—————————————————————— 1. 不能.对房间染色,使最下面的两个房间染成黑色,与黑色相邻的房染成白色,则图中有7个黑色房间和5个白色房间.如果要想不重复地走过每一个房间,黑色与白色房间数应该相等.故题中的想法是不能实现的. 2. 不能.对展室进行染色,使相邻两房间分别是黑色和白色的.此时入口处展室的颜色与出口处展室的颜色是相同的,而不重复参观完36个展室,入口与出口展室的颜色应该不相同. 3. 不能.对这16个城市进行黑白相间的染色,一种颜色有9个,另一种颜色有7个.而要不重复地走遍这16个城市,黑色与白色的个数应该相等. 4. 如图,对4⨯n 长方形的各列分别染上黑色和白色.任一L 形纸片所占的3黑1白,第二类占3白1黑.设第一类有a 个,第二类有b 个,因为涂有两种颜色的方格数相等,故有3b +a =3a +b ,即a =b ,也就是说第一类与第二类相等,因此各种颜色的方格数都是4的倍数,总数是8的倍数,从而n 是偶然.5. 将棋盘黑白相间染色,由“马”的走法可知,放在黑点上的“马”,只能吃放在某些白点上的马.整个棋盘上黑、白点的个数均为45,故可在45个黑点放上马,它们是不能互吃的.6. 如图的方式对棋盘染色.那么一个田字形盖住1个或3个白格,而一个4⨯1的矩形盖住2个白格.这样一来一个田字和15个4⨯1的矩形能盖住的白格数是一个奇数,但上图中的白格数是一个偶数,因此一个田字形和15个4⨯1的矩n 个7. 将棋盘里黑白相间涂色.一个田字形盖住2个白格,一个T字形盖住3个或1个白格.故1个田字和15个T字盖住的白格数是一个奇数,但棋盘上的白格数是一个偶数.因此一个田字形和15个T字形不能盖住8⨯8的棋盘.8. 将棋盘黑白相间地染色后,马的走法是从一种颜色的格子跳到另一种颜色.棋盘上有32个白格与32个黑格,故马可能跳遍整个棋盘.图中给出了一种走法.564158355039603347445540593451384257464936533261454843543162375220530632211161329642141714251061922782312151287183269249. 先对4⨯4的棋盘黑白相间的涂色(如图),这道题的实际问题是问7个1⨯2矩形能否分别复盖剪去A、B;剪去A、C;剪去A、D的三个棋盘.若7个1⨯2矩形可以复盖剪残的棋盘,因为每个1⨯2矩形均可盖住一个白格和一个黑格,所以棋盘的白格与黑格数目应该相等.都是7个.而剪去A格和C格的棋盘(2)有5个白格8个黑格,剪去A、D的棋盘(3)有5个白格8个黑格,因此这两个剪损的棋盘均不能被7,也就不能剪成7个1⨯2的矩形.棋盘(1)可以被7个1⨯2的矩形所复盖.下面给出一种剪法:A11277B26543654310. 在第一行的7格中必有4格同色,不妨设这4格位于前4个位置,且均为红色.然后考虑前4列构成的3⨯4矩形.若第二行和第3行中出现2个或2个以上的红色格子.则该行的两个红色格子与第一行的红色格子就组成一个4角同为红色格子的矩形.若不然,则第2、3行中都至少有3个蓝格在前4列中,不妨设第2行前3格为蓝色,显然第三行中的前3格中至少有2个蓝格,故在二、三行的前4列中必存在四角都是蓝色的矩形.11. 将17个科学家用17个点代表,两点之间连结的线段表示两个科学家之间讨论的问题.用三种颜色给这些线段染色,表示三个问题,于是问题就变成:给17个点之间的所有连结线段用三种颜色染色,必有同色三角形.从任意一点,不妨设从A 向其他16点A 1,A 2,…A 16共可连成16条线段,用三种颜色染色,由抽屉原则可知,必有6条线段同色.设这6条线段为AA 1,AA 2,…AA 6且同为红色.考虑A 1,A 2,A 3,A 4,A 5,A 6这六点之间的连线,若有一条为红色,(如A 1A 2为红色) ,则三角形AA 1A 2为红色的同色三角形.若这六点之间的连线中,没有一条是红色的,则它们之间只能涂两种颜色.考虑从A 1引出的五条线段A 1A 2 A 1A 3 A 1A 4 A 1A 5 A 1A 6,由抽屉原理知,其中必有三条是同色的.不妨设这三条为A 1A 2 A 1A 3 A 1A 4,且同为蓝色.若三角形A 2A 3A 4的三边中有一条为蓝色的,则有一个蓝色的三角形存在;若三角形A 2A 3A 4三边都不是蓝色的,则它的三边是同为第三色的同色三角形.12. 把正方体木箱分成27个小正方体,每个小正方体的体积为2⨯2⨯2=8.将这些正方体如右图黑白相间染上色.显然黑色2⨯2⨯2的正方体有14个,白色2⨯2⨯2小正方体有13个.每一个这样的正方体相当于8个1⨯1⨯1的小正方体.将1⨯2⨯4的长方体放入木箱,无论怎么放,每个长方体木块盖住8个边长为1的单位正方体,其中有4个黑色的,4个白色的.木箱共含6⨯6⨯6=216个单位正方体,26个长方体木块共盖住8⨯26=208个单位正方体,其中黑白各占104个,余下216-208=8个单位正方体是黑色的.但是第27个1⨯2⨯4长方体木块不管怎样A A 1A 2A 3A 4A 5A 6A 1A 2A 3A4放,也无法盖住这8个黑色单位正方体.13. 如图,将整个棋盘的每一格都分别染上红、白、黑三种颜色,这种染色方式将棋盘分成了三个部分.按照游戏规则,每走一步,有两种颜色方格中的棋子数分别减少了1个,而第三种颜色的棋子数增加了一个.这表明每走一步,每个部.因为一开始时,81枚棋子摆成一个9 9的正方形,显然三个部分的棋子数是相同的,从而每走一步,三部分中的棋子数的奇偶性是相同的.如果走了若干步以后,棋盘上恰好剩下一枚棋子,则两部分上的棋子数为偶数,而另一部分上的棋子数为奇数.这种结果是不可能出现的.14. 用两种方法对超级棋盘染色.首先,将棋盘黑白相间染色,则马每跳一步,它所在的方格就要改变一次颜色.不妨设第奇数步跳入白格.其次,将棋盘的第3,4,5及8,9,10这六行染成黑色,其余六行染成白色.在此种染色方式下,马从白格一定跳入黑格.又因黑白格总数相同,马要遍历每一格恰一次又回到出发点,因此,马从黑格只能跳入白格而不能跳入黑格.不妨设马第奇数步跳入白格.但是对于一种满足要求跳法,在两种染色方式下第奇数步跳入的格子的全体是不同的,这显然是不可能的,故题目要求的跳法是不存在的.。
棋盘染色法的分类与应用华师大二附中王崇熙指导教师施洪亮摘要组合数学是数学应用中非常重要的一门分支,染色法是其中非常重要的一种方法,随着染色法的发明,一大系列难解的组合问题都得到了非常简便地解决,本研究着重将过去比较模糊的染色法的概念做了一个系统的分类,创造了一种可行的发现新的染色方案的比较系统的思想,并将普遍的二维染色法做了一个推广,解决了一个三维中的组合问题。
研究得出的主要结论为:1、二维染色法的分类:(1)双色染色法(国际象棋盘染色法);(2)多色规则染色法(高度对称);(3)不规则染色法(根据问题灵活转变);2、三维染色法的初步结论:三维染色法基于二维的一些情况进行推广,解决了一个较为困难的三维覆盖问题。
关键词:染色法;博弈问题;覆盖问题;分类;推广一、引言:组合数学是一门研究离散的量的变化规律的学科。
组合数学的方法千变万化,没有一种适用于所有问题。
这些方法有一些共同点:1、所有的方法追求的是简单与清晰。
2、所有的方法都较难想到,而说破了却又很简单,解决问题后经常有一种恍然大悟的感觉。
作为一名数学爱好者,很多人喜欢解组合数学的问题,其中染色法是颇受欣赏的方法。
但是在中学或大学数学教与学的过程中缺乏对染色法的系统研究,这使得人们很难学习与掌握该方法。
做题时并不能真正的掌握问题的本质,在下一次遇到可能用染色法解决的问题时并不能很好地找到正确的解决方法。
我们不妨来看一下过去使用染色法解决问题的过程,一道问题的解答一半多以这样开头:“这道问题我们用染色法来解决,把点A涂上红色……,如图,分析一下各类不变量,我们得到……”。
在做了大量的练习之后,笔者初步掌握了棋盘染色方法,对该染色法进行了分类,并研究了该染色法在解决组合问题中的具体应用。
二、棋盘染色法的分类:棋盘染色法是一类借助国际象棋棋盘通过染色解决组合问题的解踢方法的简称。
经过对染色法问题的系统研究,分析每种方法的解题特点,经过归纳整理,可将棋盘染色法大致分为以下几类:1、双色相邻染色法(国际象棋棋盘染色法)这个染色法的基本构图(如右图),正如它的名字所言,是分析问题的奇偶本质。
有5个小朋友,每人都从装有许多黑白围棋子的布袋中任意摸出3枚棋子.请你证明,这5个人中至少有两个小朋友摸出的棋子的颜色的配组是一样的。
牛吃草:(高等难度)一水库原有存水量一定,河水每天均匀入库.5台抽水机连续20天可抽干;6台同样的抽水机连续15天可抽干.若要求6天抽干,需要多少台同样的抽水机?一只船发现漏水时,已经进了一些水,水匀速进入船内.如果10人淘水,3小时淘完;如5人淘水8小时淘完.如果要求2小时淘完,要安排多少人淘水?奇偶性应用:(高等难度)在圆周上有1987个珠子,给每一珠子染两次颜色,或两次全红,或两次全蓝,或一次红、一次蓝.最后统计有1987次染红,1987次染蓝.求证至少有一珠子被染上过红、蓝两种颜色。
桌上有9只杯子,全部口朝上,每次将其中6只同时“翻转”.请说明:无论经过多少次这样的“翻转”,都不能使9只杯子全部口朝下。
用一个自然数去除另一个整数,商40,余数是16.被除数、除数、商数与余数的和是933,求被除数和除数各是多少?请在下图的每个空格内填入1至8中的一个数字,使每行、每列、每条对角线上8个数字都互不相同.公园水池每周需换一次水.水池有甲、乙、丙三根进水管.第一周小李按甲、乙、丙、甲、乙、丙……的顺序轮流打开小1时,恰好在打开某根进水管1小时后灌满空水池.第二周他按乙、丙、甲、乙、丙、甲……的顺序轮流打开1小时,灌满一池水比第一周少用了15分钟;第三周他按丙、乙、甲、丙、乙、甲……的顺序轮流打开1小时,比第一周多用了15分钟.第四周他三个管同时打开,灌满一池水用了2小时20分,第五周他只打开甲管,那么灌满一池水需用________小时浓度问题:(中等难度)瓶中装有浓度为15%的酒精溶液1000克,现在又分别倒入100克和400克的A、B两种酒精溶液,瓶中的浓度变成了14%.已知A种酒精溶液浓度是B种酒精溶液浓度的2倍,那么A种酒精溶液的浓度是百分之几?水和牛奶:(中等难度)一个卖牛奶的人告诉两个小学生:这儿的一个钢桶里盛着水,另一个钢桶里盛着牛奶,由于牛奶乳脂含量过高,必须用水稀释才能饮用.现在我把A桶里的液体倒入B桶,使其中液体的体积翻了一番,然后我又把B桶里的液体倒进A桶,使A桶内的液体体积翻番.最后,我又将A桶中的液体倒进B桶中,使B桶中液体的体积翻番.此时我发现两个桶里盛有同量的液体,而在B桶中,水比牛奶多出1升.现在要问你们,开始时有多少水和牛奶,而在结束时,每个桶里又有多少水和牛奶?巧算:(中等难度)计算:队形:(中等难度)做少年广播体操时,某年级的学生站成一个实心方阵时(正方形队列)时,还多10人,如果站成一个每边多1人的实心方阵,则还缺少15人.问:原有多少人?计算:(中等难度)一个自然数,如果它的奇数位上各数字之和与偶数位上各数字之和的差是11的倍数,那么这个自然数是11的倍数,例如1001,因为1+0=0+1,所以它是11的倍数;又如1234,因为4+2-(3+1)=2不是11的倍数,所以1234不是11的倍数.问:用0、1、2、3、4、5这6个数字排成不含重复数字的六位数,其中有几个是11的倍数?分数:(中等难度)某学校的若干学生在一次数学考试中所得分数之和是8250分.第一、二、三名的成绩是88、85、80分,得分最低的是30分,得同样分的学生不超过3人,每个学生的分数都是自然数.问:至少有几个学生的得分不低于60分?四位数:(中等难度)某个四位数有如下特点:①这个数加1之后是15的倍数;②这个数减去3是38的倍数;③把这个数各数位上的数左右倒过来所得的数与原数之和能被10整除,求这个四位数行程:(中等难度)王强骑自行车上班,以均匀速度行驶.他观察来往的公共汽车,发现每隔12分钟有一辆汽车从后面超过他,每隔4分钟迎面开来一辆,如果所有汽车都以相同的匀速行驶,发车间隔时间也相同,那么调度员每隔几分钟发一辆车?跑步:(中等难度)狗跑5步的时间马跑3步,马跑4步的距离狗跑7步,现在狗已跑出30米,马开始追它。
第二十讲复杂抽屉原理在《简单抽屉原理》中,我们学习了运用抽屉原理处理一些简单问题,以及最不利原则的一些简单应用.抽屉原理:把m个苹果放入n个抽屉(m大于n),结果有两种可能:(1)如果m n÷”个苹果;÷没有余数,那么一定有抽屉至少放了“m n(2)如果m n÷的商再加1”个苹果.÷有余数,那么一定有抽屉至少放了“m n例题1(1)口袋里有四种颜色的球,每种颜色足够多,一次至少要取几个球,才能保证其中一定有两个颜色相同?(2)口袋里有四种颜色的球,每种颜色足够多,一次至少要取几个球,才能保证其中一定有四个颜色相同?「分析」第(1)题中,好好思考一下,如果要想取出的球颜色都不相同,那么最多可以取出多少个球呢?练习1箱子里有12种形状不同的积木,每种都足够多,一次至少要取几个,才能保证其中一定有三个形状相同?本讲,我们要学习抽屉原理在计数、数字、表格、图形等具体问题中较复杂的应用.要能根据已知条件合理地选取和设计“抽屉”与“苹果”,有时还要构造出能达到最佳效果的例子.例题2盒子里有四色球各100个,每次从中摸出2个球,请问:至少要摸几次,才能保证其中有三次摸出球的颜色情况是相同的?「分析」从盒子中取出2个球,颜色情况一共有多少种可能呢?练习2小高把一副围棋混装在一个盒子里,然后每次从盒子中摸出4枚棋子,请问:他至少要摸几次,才能保证其中有三次摸出棋子的颜色情况是相同的?(围棋子有黑、白两种颜色)例题3将下图3行7列的方格纸的每格染成红色、黄色或绿色,要求每列的三个方格所染的颜色互不相同.请说明不管怎么染,至少有两列染色方式是一样的.「分析」题目要求我们说明有两列的染色方法一样,因此我们应该先考虑每列能够怎么染色.方格纸一共有5列,根据抽屉原理,只要每列染色的方法少于5种,就会有两列染色方式一样.那每列有哪些不同的染色方式呢?练习3将2行5列的方格纸每一格染成黑色或白色,请说明不管怎么染,至少有两列染色方式是一样的.有很多抽屉原理的题目是与数字结合的,运用数字相关的一些知识来构造抽屉,这也是我们本讲要学习的重要内容.例题41至30这30个自然数中,至少取出多少个数,才能保证其中一定有两个数的和等于31?至少取出多少个数,才能保证其中一定有两个数的差等于3?「分析」第(1)要求取出的数中,才能保证一定有两个数和为31,那么我们应该首先考虑一下,要想使得任意两数之和都不等于31,我们最多可以取出多少数呢?练习41至20这20个自然数中,至少取出多少个数,才能保证其中一定有两个数的和等于21?至少取出多少个数,才能保证其中一定有两个数的差等于5?除了利用与数字相关的知识来构造抽屉之外,还有一些与图形周长、面积相关的问题.这类问题往往需要根据图形特点进行分割,从而构造出抽屉.例题5(1)在一个边长为2的正方形里随意放入3个点,这3个点所能连出的三角形面积最大是多少?(2)在边长为4的正方形中随意放入9个点,这9个点中任何三点不共线,请说明:这9个点中一定有3个点构成的三角形面积不超过2.(本题中的点都可以放在正方形的边界上)「分析」(1)在边长为2的正方形中放入3个点,我们比较容易想到正方形的三个顶点,三个顶点构成的三角形面积为2.那能否说明放在任意位置三角形面积都不超过2呢?(2)由(1)的结论,正方形内3个点构成的三角形面积不超过正方形面积的一半.应该如何来构造抽屉呢?例题6试说明:任意六个人中,一定可以找到三个互相认识的人,或者三个互不认识的人.「分析」我们不妨画个图来分析一下六个人之间的关系,用实线表示认识,用虚线表示不认识.思考一下,根据抽屉原理,你会发现其中的一个人“甲”与其他5个人的关系可能会是什么情况呢?课堂内外狄利克雷狄利克雷(Dirichilet,Peter Gustay Lejeune)德国数学家,1805年2月13日生于德国迪伦,1859年5月5日卒于格丁根.狄利克雷生活的时代,德国的数学正经历着以高斯为前导的、由落后逐渐转为兴旺发达的时期.狄利克雷以其出色的数学教学才能,以及在数论、分析和数学物理等领域的杰出成果,称为高斯之后与C.G.J.雅强比(Jacobi)齐名的德国数学界的一位核心人物.狄利克雷出身于行政官员家庭,他父亲是一名邮政局长.狄利克雷少年时即表现出对数学的浓厚兴趣,据说他在12岁前就自己攒零钱购买数学图书.1987年入波恩的一所中学,除数学外,他对近代史有特殊爱好,人们称道他是个能专心致志又品行优良的学生.两年后,他遵照父母的意愿转学到科隆的一所教会学校,在那里曾师从物理学家欧姆,学到了必要的物理学基础知识.16岁通过中学毕业考试后,父母希望他攻读法律,但狄利克雷已选定数学为其终身职业.当时的德国数学界,除高斯一人名噪欧洲外,普遍水平较低;又因高斯不喜好教学,于是狄利克雷决定到数学中心巴黎上大学,那里有一批灿如明星的数学家.1822年5月,狄利克雷到达巴黎,选定在法兰西学院和巴黎理学院攻读.1825年,狄利克雷向法国科学院提交他的第一篇数学论文;1826年,狄利克雷在为振兴德国自然科学研究而奔走的A.洪堡的影响下,返回德国,在布雷斯劳大学获讲师资格,后升任编外教授.1828年,狄利克雷又经洪堡的帮助来到学术氛围较浓厚的柏林,任教于柏林军事学院.同年,他又被聘为柏林大学编外教授,开始了他在柏林长达27年的教学与研究生涯.由于他讲课清晰,思想深邃,为人谦逊,淳淳善诱,培养了一批优秀数学家,对德国成为19世纪后期国际上又一个数学中心产生了巨大影响.1831年,狄利克雷称为柏林科学院院士.1855年高斯去世,狄利克雷被选定作为高斯的继任到格丁根大学任教.1858年夏,他去瑞士蒙特勒开会,做纪念高斯的演讲,突发心脏病.他安全返回了格丁根,但在病中遭夫人中风身亡的打击,病情加重,于1859年春与世长辞.作业1. 箱子里有5种颜色相同的积木,每种都足够多,那么一次至少要取多少个,才能保证一定有5个颜色相同?2. 小高把一副围棋棋子混装在一个盒子里,然后每次从盒子里左右手各摸出1枚棋子,那么他至少要摸多少次,才能保证其中有三次摸出棋子的颜色情况是相同的?(围棋子有黑、白两种颜色)3. 从1至50中,至少取出多少个数,才能保证一定有两个数的和是奇数?4. 能否在4行4列的方格表的每个空格中分别填上1、2、3这三个数之一,而使大正方形的每行、每列及对角线上的各个数之和互不相同?5.任意写一个由数字1,2,3组成的十一位数,从这个十一位数中任意截取相邻两位,可得一个两位数,请证明:在从各个不同位置上截得的所有两位数中,至少有两个相等.第二十讲复杂抽屉原理1.例题1答案:5;13详解:(1)利用最不利原则,最倒霉的情况是:取的所有的球中,每种颜色都有且仅有1个,再任意取一个就可以满足要求.所以至少要取415+=个才能保证一定有两个颜色相同.(2)利用最不利原则,最倒霉的情况是:取的所有的球中,每种颜色都有且仅有3个,再任取一个就可以满足要求.所以至少要取43113⨯+=个才能保证一定有四个颜色相同.2.例题2答案:21详解:摸出两个球,颜色共有10种可能(枚举可得),即10个抽屉.利用最不利原则,最倒霉的情况是,摸出的所有球中,每一种颜色情况都出现了2次,再任意取一次就可以满足要求.所以至少要取102121⨯+=次才能保证一定有三次摸出球的颜色情况是相同的.3.例题3答案:证明略详解:每一列三个方格染色情况共有333216A=⨯⨯=种可能.一共有7列,7611÷=,所以一定至少有两列染色方式是一样的.4.例题4答案:16个;16个详解:(1)把1~30这30个数分为如下15组——(1,30)、(2,29)、(3,28)、……、(15,16),每一组的两个数之和都是31,而且不是同组的两个数之和一定不等于31.利用最不利原则,最倒霉的情况是,所取的所有数恰好是每组中各一个,那么再任意取一个即可满足要求,所以至少要取出15116+=个数,才能保证一定有两个数的和等于31.(2)把1~30这30个数进行如下分组:(1,4,7,10,13,16,19,22,25,28)(2,5,8,11,14,17,20,23,26,29)(3,6,9,12,15,18,21,24,27,30)共3组,每组有10个数,连续两个数的差都是3,不连续的3个数的差都不为3,而且不同组的两个数之差一定不是3.利用最不利原则,每组都先隔一个取,即各取5个,那么再任意取一个即可满足要求,所以至少要取出53116⨯+=个才能保证一定有两个数的差为3.5. 例题5答案:(1)2;(2)证明略详解:面积最大为正方形的一半,即2222⨯÷=.此时,其中两个点恰好为某一条边的两个端点,第三个点在该边的对边上.把边长为4的正方形分成4个22⨯的小正方形.9个点放进去,9421÷=,那么一定至少有3个点是在同一个小正方形中的.那么这3个点所构成的三角形面积一定不超过2(即第1问).6. 例题6答案:不能详解:用实线相连表示认识,虚线相连表示不认识,如图,A 和其他5个人,要么认识,要么不认识,所以一定有三条线是相同的,假设有3条是实线:接下来连接B 、C 、D 三个人,每两个人只有两种连接方法,要么实线、要么虚线.如果有实线,则这两个人与A 三人互相认识;如果全是虚线相连,则B 、C 、D 三人互相不认识.即证.7. 练习1答案:25简答:利用最不利原则,最倒霉的情况是:取的所有的积木中,每种形状都有且仅有2个,再任取一个就可以满足要求.所以至少要取122125⨯+=个才能保证一定有四个颜色相同.8. 练习2答案:11简答:摸出4枚棋子,颜色共有5种可能(枚举可得),即5个抽屉.利用最不利原则,最倒霉的情况是,摸出的所有棋子中,每一种颜色情况都出现了2次,再任意取一次就可以满足要求.所以至少要取52111⨯+=次才能保证一定有三次摸出棋子的颜色情况是相同的.9. 练习3答案:证明略简答:每一列两个方格染色情况共有224⨯=种可能.共5列,5411÷=.10.练习4答案:11个;11个简答:(1)把1~20这20个数分为如下10组——(1,20)、(2,19)、(3,18)、……、(10,11),每一组的两个数之和都是21,而且不是同组的两个数之和一定不等于21.利用最不利原则,最倒霉的情况是,所取的所有数恰好是每组中各一个,那么+=个数,才能保证一定有两再任意取一个即可满足要求,所以至少要取出10111个数的和等于21.(2)把1~20这20个数进行如下分组:(1,6,1,16)(2,7,12,17)(3,8,13,18)(4,9,14,19)(5,10,15,20)共5组,每组有4个数,连续两个数的差都是5,不连续的2个数的差都不为5,而且不同组的两个数之差一定不是5.利用最不利原则,每组都先隔一个取,即各取2个,那么再任意取一个即可满足要⨯+=个才能保证一定有两个数的差为3.求,所以至少要取出2511111.作业1答案:21简答:应用最不利原则,要保证一定有5个颜色相同,则首先每种颜色都取4个,⨯+=个.再任取1个即可.所以至少要取5412112.作业2答案:9简答:从盒子里左右手各摸出1枚围棋棋子,共有黑黑、黑白、白黑、白白四种可能.要保证有三次摸出棋子颜色情况相同,应用最不利原则,当每种情况都出现了两次时,再随意摸出一次,就一定有三次的颜色情况是相同的,即至少要摸出⨯+=次.241913.作业3答案:26简答:要保证一定有两个数的和是奇数,即要保证一定有两个数奇偶性不同,1至50中,共有25个奇数、25个偶数,所以至少要取出25126+=个数,才能保证一定有两个数奇偶性不同.14.作业4答案:不能简答:44⨯的方格表,行和、列和、对角线和共有10个.当把1、2、3填进去时,4个数的和最小为144⨯=,最大为3412⨯=,共有9种可能,所以行和、列和、对角线和这10个数不可能互不相同.15.作业5答案:证明略简答:由数字1、2、3组成的十一位数,任意截取相邻两位,所得的两位数所包含的十位、个位两个数字只可能是1、2、3,所以这样的两位数一共有339⨯=种可能.而从十一位数字中截取的两位数一共会有10个,10911÷=,所以至少有两个所截两位数是相等的.。
二年级棋子数学题一、棋子数量计算类。
1. 盒子里有白棋子30个,黑棋子10个,一共有多少个棋子?- 解析:这是简单的加法问题,求棋子的总数就是把白棋子和黑棋子的数量相加。
- 算式:30 + 10=40(个)- 答案:一共有40个棋子。
2. 有一堆棋子,拿走了15个,还剩下25个,原来这堆棋子有多少个?- 解析:原来棋子的数量等于拿走的数量加上剩下的数量。
- 算式:15+25 = 40(个)- 答案:原来这堆棋子有40个。
3. 小明有两盒棋子,第一盒有20个,第二盒比第一盒多5个,两盒棋子一共有多少个?- 解析:先求出第二盒棋子的数量,第二盒有20 + 5=25个,再求两盒棋子的总数,即20+25 = 45个。
- 算式:20+(20 + 5)=45(个)- 答案:两盒棋子一共有45个。
4. 棋盘上左边有12个棋子,右边的棋子比左边少3个,棋盘上一共有多少个棋子?- 解析:先求出右边棋子的数量为12 - 3 = 9个,再求棋盘上棋子的总数,即12+9 = 21个。
- 答案:棋盘上一共有21个棋子。
5. 一盒棋子,红色棋子有18个,蓝色棋子比红色棋子少6个,这盒棋子一共有多少个?- 解析:先求出蓝色棋子数量为18 - 6 = 12个,再求棋子总数,即18+12 = 30个。
- 算式:18+(18 - 6)=30(个)- 答案:这盒棋子一共有30个。
二、棋子分组类。
6. 有36个棋子,要平均分成4组,每组有多少个棋子?- 解析:平均分问题用除法,棋子总数除以组数就是每组的棋子数。
- 算式:36÷4 = 9(个)- 答案:每组有9个棋子。
7. 48个棋子,每6个一组,可以分成几组?- 解析:求组数用棋子总数除以每组的个数。
- 算式:48÷6 = 8(组)- 答案:可以分成8组。
8. 把50个棋子分成5组,若前4组每组有9个棋子,那么第5组有多少个棋子?- 解析:先求出前4组棋子的总数为4×9 = 36个,再用棋子总数减去前4组的数量得到第5组的数量,即50 - 36 = 14个。
小学奥数概率问题练习及答案【三篇】导读:本文小学奥数概率问题练习及答案【三篇】,仅供参考,如果觉得很不错,欢迎点评和分享。
【篇一】【篇二】1、一个盒子里有10颗白棋子和10颗黑棋子,至少从中摸出几颗棋子,才能保证有2颗棋子的颜色相同?至少从中摸出几颗棋子,才能保证有3颗棋子的颜色相同?用抽屉问题里的最不利原则,以下相同第一问:取出2颗后各是一种颜色,下一颗不论再取什么颜色,都会保证有2颗一样的颜色,2+1=3以下写算式,若不清楚,在线探讨第二问:3+1+1=52、布袋里有1分、2分、5分的硬币各10枚,至少取出几枚硬币才能保证其中有两枚同种面值的硬币。
3+1=4枚3、一个盒子里装有红、黄、蓝、黑四种颜色的球各20个,从中最少取出几个球才能保证有2个球的颜色相同?从中最少取出多少个球才能保证有3个球的颜色相同?2个球颜色相同4+1=5个3个球颜色相同4x2+1=9个【篇三】1、一个袋子里有黑、白、灰三种颜色的袜子各10只,从中最少要拿出多少只才能保证可以配成两双袜子?(一双袜子中的两只颜色要相同)3+1=4只2、从*牌中取走两张王,剩下的52张*中,至少摸出多少张,就可保证有3张花色相同?至少摸出多少张。
就可保证有3张不同花色?有3张花色:4x2+1=9张13x2+1=27张3、从1、2、3、4、……19、20这20个自然数中,任选11个不同的数,其中一定有两个数的差是10。
试说明其中的道理。
1=0x10+12=0x10+2……11=1x10+112=1x10+2……20=1x10+10这20个数都可以写成n×10+1,2,3,……的形式,所以任意取11个数,里面至少有2个的余数相同,相减以后的差为10。
棋子颜色问题一摘要:二问题的重述及分析:1. 问题重述:任取m枚黑白两色的棋子,任意摆成一个圈;在两个颜色相同的棋子中间插入一枚黑色棋子,在两个颜色不同的棋子中间插入一枚白色棋子,然后去掉原来的棋子,新棋子仍构成一个圈;继续如此下去,如果经过n次这样的操作后,棋子颜色如何变化。
2. 分析:要将m个黑白不确定的棋子排成一个圈,并根据题目的要求在相同颜色棋子之间放入黑色的棋子,不同颜色棋子之间插入白色的棋子,即黑黑为黑,白白为黑,黑白为白,白黑为白。
要将这个实际问题转化为数学问题可以把黑白两色的棋子分别设为两个相关的数字,并使这两个数在运算关系中符合题目的要求,通过计算得出数字之间的关系,假设黑棋子为1,白棋子为-1则11⨯=1,(-1)1⨯)=1, 1⨯(-1)=-1, (-1)⨯1=-1.那么本题的问题就巧妙的和(-数学知识联系上了,因此本题就转换成一个数学问题。
三符号说明:Q : 每行的元素个数。
E :每行元素的指数。
四 模型假设:1.分别设黑棋为1,白棋为-1。
2.相同颜色之间插入黑棋,即转化为:1x1=1或(-1)x (-1)=1。
3. 相异颜色之间插入白棋,即转化为:1x (-1)=-1或(-1)x1=-1。
4. 至少三个棋子围成一圈。
5. 给出的任意m 枚棋子依次编号为1~m 。
五 模型的建立与求解:2123⨯⨯ 2231⨯⨯⑴ 假设有三个棋子给它分别编号为1,2,3构成一个圈。
插入两颗棋子之间的棋子颜色由这两颗棋子共同决定。
1 2 3 1×2 2×3 3×1 1×22⨯3 2⨯23⨯1 3⨯21⨯2 1⨯32⨯33⨯1 2⨯33⨯31⨯2 3⨯3321⨯⨯3 1464132⨯⨯⨯⨯2 2⨯⨯⨯⨯464213 3 3⨯⨯⨯⨯464321 1 1⨯⨯⨯⨯⨯5101052132 3 2⨯⨯⨯⨯⨯5101053213 1 3⨯⨯⨯⨯⨯5101051321 2通过以上推理过程图,可以发现:当n=1时,棋子颜色由上一行的两个元素决定且其指数依次为1,1. 当n=2时,棋子颜色由上一行的两个元素决定且其指数依次为1 ,2,1.当n=3时,棋子颜色由上一行的两个元素决定且其指数依次为1,3 ,3,1.当n=4时,棋子的颜色由上一行的两个元素决定且其指数依次为1,4,6,4,1.当n=5时,棋子的颜色由上一行的两个元素决定且其指数依次为1 5,10,10,5,1.⑵ 再以m=5 ,n=5为例,通过对任意一颗棋子(令这颗棋子为第一颗棋子)的计算可得到每一次这颗棋子的符号分布如下:n=1时,得到新棋子的符号决定因素为1×2,其对应指数分布为1,1.n=2时,得到新棋子的符号决定因素为1×22⨯3,其对应指数分布为1,2,1.n=3时,得到新棋子的符号决定因素为1⨯32⨯33⨯4,其对应指数分布为1,3,3,1.n=4时,得到新棋子的符号决定因素为1⨯⨯⨯⨯4644325,其对应指数分布为1,4,6,4,1.n=5时,得到新棋子的符号决定因素为1⨯⨯⨯⨯⨯51010554321,其对应指数分布为1,5,10,10,5,1.由以上具体的两个例子的递推结果可以得到以下一般规律:n+1 , n<m ; ① Q=m , n ≥ m .r n C 1+ , n<m;② E=∑≤≤+-mn t mti nC /01, n ≥ m .(以上两公式推导及证明见附录)由以上公式可得,各层元素的各指数满足杨辉三角,如下图:第1行: 1 第2行: 1 1第3行 1 2 1 第4行 1 3 3 1 第5行 1 4 6 4 1 第6行 1 5 10 10 5 1 第7行 1 6 15 20 15 6 1 第8行 1 7 21 35 35 21 7 1 第9行1 8 28 56 70 56 28 8 1 第10行1 9 36 84 126 126 84 36 9 1第11行 1 10 45 120 210 252 210 120 45 10 1第12行:111 55 165 330 462 462 330 165 55 11 1··· ··· 六 模型评价和改进:模型的优点:将复杂的棋子颜色变化问题转化为简单的数学逻辑符号问题。
整个模型的建立过程应用的数学知识难度不高,数学模型通俗易懂。
巧妙的运用递推原理且与杨辉三角相结合,加深了读者对模型的理解。
对任意的棋子数都能计算出经过任意次变化颜色的改变。
模型具有广泛性。
模型的缺点:由于棋子个数及操作次数的任意性导致数据较多,计算繁琐,运算量大。
七 参考文献: 《》 八 附录: E=∑≤≤+-mn t mti nC/01, n ≥ m . 的证明如下:当进行n 次操作时决定元素符号的m 个元素的分布: 1⨯2⨯3⨯4⨯5⨯…i ⨯(i+1) ⨯…m ⨯1⨯2⨯3…i ⨯(i+1)⨯…n i 出现的次数为i+mt(m n t /0≤≤)次,由二项式定理的递推公式1-=r n r C T 可当n=m 时:01mC ⨯12mC ⨯……⨯1-m mC m⨯m mC 1i=1的指数和为0m C +m m C 即0m C+m m C =∑≤≤10t tmm C当 n=2m 时:21mC ⨯122mC ⨯……⨯12-m mC m⨯mmC 21…mmm mC C m2212212⨯-.i=1的指数和为:2mC ⨯mmC 2 ⨯m mC22即:02222202m mtmm m m mt C C C C ≤≤⨯⨯=∑假设:当n=km 时:有kkm km km C C C ⨯⨯⨯...10=tmkm kmt C ∑≤≤0则n=(k+1)m 时:有∑+≤≤+++++=⨯⨯⨯mk t tmm k k m k m k m k C C C C )1(0)!(1)1(1)1(0)1(....以次类推得i 的指数为: ∑≤≤+-mn t mti nC /01题目:棋子颜色变化问题电气0804 叶燕龙学号:020*******摘要:本文针对棋子状态的变化情况,引入了程序设计、数学建模的有关知识,将其模拟情况与棋子状态变化的实际情况有机地结合起来,在此基础上建立模型,解决一定范围内棋子状态变化的问题。
关键字:黑白棋状态变化模拟算法1、问题重述1.1相关信息任意取黑白两种颜色的棋子N粒摆成一个圆圈。
然后在相邻两粒同色棋子中间放一粒黑棋,在相邻两粒异色棋子中间放一粒白棋,放完后撤掉原来的N粒棋子。
重复以上过程。
1.2 需要解决的问题(1) 当棋子个数为8时棋子颜色的变化情况?(2) 当棋子个数为6时棋子颜色的变化情况?2、问题分析2.1抽象&化简问题【Mathematical Modeling】[1]抽象&化简问题Step1:模拟题目放棋子和取棋子的过程中发现,可以将二维平面转化为线性求解。
正如生活中的绳子可以截断成一条直线。
Step2:在模拟的过程中我们还发现,对于不同的棋子之间放上去的是黑色,对于相同的棋子直接放上去的是白色。
和二进制运算中的异或(xor )。
因此我们可以把该线性问题转化为二进制的异或运算来模拟这个过程。
(C语言中异或运算的操作符为:^)3.1程序流程图3.2问题求解64个棋子时的仿真结果观察64位的测试结果可知,这样的变换实际上是从8位的时候测试得出的结果。
观察4位的时候的测试结果:再观察8位的时候的测试结果:再观察64位的时候的测试结果可知:实际上模型是按照等效于等效于等效于类推只要是2^N 都可以有一个等效的模型因此只要是2^N规模的棋子在最后都可以变成黑色。
的小模型来变换的。
我们通过VS2005对文档编辑中的提供的块形选择功能观察一下这其中的规律。
【结论一:】当棋子数为2^N N=0,1,2…时候最后所有的棋子会变成白色。
所以8个棋子不管初始状态如何最终都会变成黑色。
程序测试的结果和上述8个的棋子的最终结果相符。
由此我们可以推出非2^N次方个的时候可能的结果。
【结论二:】当棋子数不等于2^N N=0,1,2…时候最后所有的棋子状态变化有三种情况:1.最终都会变成白色。
2.在某一个范围内状态不断重复。
3.回复到初始状态。
6个棋子的时候也是这样。
程序测试的结果和上述6个的棋子的最终结果相符。
3.3测试结果:6个棋子8个棋子请输入仿真的棋子个数N(1<=N<=64),程序将自动计算并输出所有可能的初始状态得到的结果。
000000 0111111 1棋子全部变成黑色。
000001 0000011 1000101 2001111 3010001 4110011 5010100 6111100 7000101 8棋子状态重复2到7的状态。
000010 0000110 1001010 2011110 3100010 4 请输入仿真的棋子个数N(1<=N<=64),程序将自动计算并输出所有可能的初始状态得到的结果。
00000000 011111111 1棋子全部变成黑色。
00000001 000000011 100000101 200001111 300010001 400110011 501010101 611111111 7棋子全部变成黑色。
00000010 000000110 100001010 200011110 300100010 401100110 56.1 模型的优点很直观地通过程序仿真直接出结论。
6.2 模型的缺点由于题目只是单纯计算8个和6个棋子的结果,所以在考虑该问题的时候没有过多借助于数学工具,只是单纯的程序仿真。
所以当模型扩展开后比较难以估计棋子会反复的状态。
6.3 模型的改进标记黑棋为1,白棋为-1,两个颜色相同的棋子之间放的棋子恰好是1。
(-1*-1=1,1*1=1)。
该模型比较方便进行状态转移迭代,即可得出棋子个数为2^N时最重状态皆为黑色的结论,很直观、方便。
5、源代码:/** Program Function: 模拟黑白棋子的变化过程并输出仿真结果* Author: 叶燕龙*E-mail:*******************.cn* Date: 2010/5/25*/#include <stdio.h>#include <string.h>#define FATHERTYPE long longchar i,MAXSIZE,flag;long long temp,Step,Step2cache;void Output(FATHERTYPE Son){Son=Son<<(64-MAXSIZE);for (i=64-MAXSIZE;i<64;i++){if ((Son&-9223372036854775808)==0){putchar('0');}else{putchar('1');}Son=Son<<1;}printf(" %ld\n",Step);}void BlindDate(FATHERTYPE Father,FATHERTYPE *Mother)//相亲,即计算异或运算的另一个对象{char top=0;*Mother=0;Father=Father<<(64-MAXSIZE);if (Father&-9223372036854775808){top=1;}Father=Father<<1;for (i=64-MAXSIZE;i<63;i++){if (Father&-9223372036854775808){*Mother+=1;}Father=Father<<1;*Mother=*Mother<<1;}*Mother+=top;}void Inbreed(FATHERTYPE *Father,FATHERTYPE *Mother)//繁殖,即进行模拟{FATHERTYPE Son,_Father=*Father;flag=0;do{BlindDate(*Father,Mother);//相亲,调用该函数获取另一个运算对象Son=*Father^*Mother;Step++;Output(Son);//输出模块*Father=Son;if (Step==2)//6个棋子的时候测试结果中会和状态二有重复{Step2cache=Son;//记录第二次异或运算的结果}if (Step>2&&Son==Step2cache){printf("棋子状态重复到%ld的状态。