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数学新干线.TXT 佚名 3971 字 4个月前

a在第三位以内(1)并且在第四位以下c(4)的前面,所以可以确定,a=3位、c=4位。

在b和c(4位)之间有两人,所以b不是1位就是7位。如果b=1位,和b的前一位是h相矛盾,

所以b=7位(倒数第2位),同时可以判定h=6位。

把以上的结果在直线上做整理。

1位 2位 3位 4位 5位 6位 7位 8位

a c h b

排名还有1位、2位、5位、8位四个,球员d、e、f、g还没有决定。

e排在d、g前边(7),d在f前边(6),所以第1名=e(优胜)可以确定。d、f、g不能确定。

1位 2位 3位 4位 5位 6位 7位 8位

e a c h b

答案

优胜者是e,倒数第二名是b。

4、假金币是这个 60分

问题

现在这里有12枚金币。里边有一枚是假的,但是看不出来。只是重量有些不同。

请用天平称三次找出假金币,并且判断一下假币比真币轻还是重?

提示

第1次称几个是问题的关键。如果第1次天平的两面相等,在后两回当中必须要找出来,

所以只能剩下4个。要是剩下2个的话,第1次天平的两面不相等就不好办了。

把12个金币画上a。b。c。d。e。f。g。h。i。j。k。l符号,第1次像下图那样称。

(图略)

解题 假金币是这个

(1)第1次两面相等时,(假币就是i。j。k。l其中之一)

第2次像下图那样称。

(图略)

1第2次两面相等时-->假币就是l。

第3次比较l和a,看看比a(真币)轻还是重。

2第2次两面不相等时-->假币就是i。j。k其中之一。

第3次比较i和j,如果两面相等,假币就是k。假币是轻还是重在称第2次时,如果i。j这一

边重的话,那么假币就轻,相反假币就重。

第3次两面不相等时,在称第2次时的i。j一边如果重的话,那么假币就重,相反轻的就是

假币。

(2)如果第1次两面不相等,而是左面重(反过来也是一样的)

1第2次像下图那样称。

(图略)

第2次两面相等时-->

剩下的两个(g。h)当中哪一个轻就是假币。还有一次称一下就会知道。

2第2次左面重时,a或b哪个重,或者f轻三选一,所以再称一回就明白了。

右边重的时候也一样,所以不管怎么样只要称三次就会找出假金币。

小知识

这个[假金币是这个]的智力题出现在第2次世界大战接近尾声时的美国,在当时引起了很大的轰动。

据说由于许多年轻人热衷于其中,还影响了美国的战斗力。

这时候,有一个参谋想出一个办法。将此智力题用德语制成传单,在德国境内从空中撒下。

果然不出所料,据说是因为德国的科学家们热衷于这个问题,从而使战争渐渐地冷却下来。

5、只许称一回 60分

问题

装满金币的袋子有4袋。但是,有一袋是假金币。并且假金币不止一袋。

我们知道真的金币一枚重10克,假金币比真金币轻1克只有9克。

只许称一回,请找出假金币。

(图略)

提示

如果假金币只有一袋就很简单了,可是…

解题 只许称一回

首先在袋子上作出a、b、c、d记号。然后从每个袋子里面按顺序取出1枚、2枚、4枚、

8枚金币称重量。

因为所称的金币是15枚(1+2+4+8=15),所以如果都是真金币的话,应该有150克。由于假金币比真金币每一枚轻1克,所以按称的重量比150克轻多少来算,就会知道哪个袋子是装假金币的袋子。下面的表格里x印是假金币的袋子。

a

1 b

2 c

3 d

4

1 轻1克时 x

2 x

3 x x

4 x

5 x x

6 x x

7 x x x

8 x

9 x x

10 x x

11 x x x

12 x x

13 x x x

14 x x x

15 x x x x

这是2进法的应用。

6、天平法码 60分

问题

想用天平称从1克到40克的重量,每一次加1克,最少要准备几个法码?

(图略)

提示

用a、b两个砝码称能有几种测量方法?

解题 天平法码

由于可以把法码放在天平上,用a、b两个法码(设a (图略)

首先1克的法码是无论如何要用的。

把其次需要准备的法码设为x克,就可以称x+1克和x-1克。

由于x-1克是在1克的基础上继续加1克的重量

所以 x-1=1+1

即 x=3

根据上式可以称出 1、2=3-1、3、4=3+1克

把要准备的第三个法码社为y克,由于第二个法码可以称到4克,所以又可以称

y-4、y-3、y-2、y-1、y、y+1、y+2、y+3、y+4克的重量。

由于y-4是在4克的基础上继续加1克的重量

所以 y-4=4+1

即 y=9

因此可以称出1、2=3-1、3、4=3+1、5=9-(1+3)、6=9-3、7=9+1-3、8=9-1、9、

10=1+9、11=3+9-1、12=3+9、13=1+3+9

再把要准备的第四个法码设为z克,可以称从z-13到z+13。

和前面一样、

z-13=13+1

所以 z=27

因此可以称出到40克的重量了。

也就是说、只要分别准备1、3、9(=3的平方)、27(=3的立方)克4种法码,就可以称出

从1克到40克、每一次加1克的重量。

答案

须要准备1克、3克、9克、27克四种法码。

小知识

[天平法码]的问题是17世纪前半叶法国的数学家巴谢想出来的问题。

原来的问题是这样的。

[一个商人有一颗40磅的宝石。有一次不小心掉在地上摔成了4块。摔碎的宝石哪一个都是整磅数,用它代替天平的法码,可以称量从1磅到40磅的重量。那么请问摔碎的宝石每一块是多少磅呢?]

7、福根儿 20分

问题

有一副扑克牌。从上面开始依次是黑桃、红桃、梅花、方片,且每副牌都是按a、2、3、4。。。k的顺序排列的。

把最上面的牌扔掉,再把接下来的牌放在最下面。然后同样是把成为最上面的牌扔掉,再把接下来的牌放在最下面。

就这样一副牌一副牌重复操作下去的话,问最后剩下的一张牌是什么牌?

(图略)

提示

扑克牌开始是52张(4x13)。

按照上面的做法,最初的牌只剩下偶数牌时,只是偶数牌在重复。那么最下面的一张又

重新被放到最下面。

比如说,开始的牌有4张。经过4回(牌的张数动的次数)反复操作后,牌变成2张。这时下面的牌是开始时最下面的牌。

解题 福根儿

最初的牌只剩下偶数牌时,只是偶数牌在重复。那么最下面的一张又重新被放到最下面。

开始时扑克牌的牌数是2、4、8、16。。。。张,到剩最后一张为止扑克牌是按照牌的2等分的张数在进行。所以开始时在最下面的牌就留到最后。

也就是说,剩下的扑克牌是最初4张牌的第4张牌、最初8张牌的第8张牌、最初16张牌的第16张牌、最初32张牌的第32张牌。

由于第52张牌不属于2、4、8、16、32。。。。张数列之内,所以,需要下一些工夫。

操作52张扑克牌牌剩下32张时,放在最下面的牌是最后剩下的牌。从52张减少到32张是,中间要扔掉20张牌(52-32)。由于第20次扔的牌是奇数牌,所以是最开始从上面数第39张牌。扔掉第39张牌,把下面的第40张牌放在扑克牌的最下面。结果这个第40张牌留到最后。

最初从上面数第40张牌是在黑桃13张、红桃13张、梅花13张之后的方片a。

答案

最后剩下的一张牌是方片a。

提高能力

汉诺塔与宇宙的寿命

关于汉诺塔的由来在148页已经讲述过了。

那么,如果移动一个圆盘需要1秒钟的话,等到64个圆盘全部重新摞在一起,宇宙被毁灭是什么时候呢?

让我们来考虑一下64个圆盘重新摞好需要移动多少回吧。1个的时候当然是1次。2个的时候是3次。3个的时候像我们已经解过的题那样用了7次。4个的时候。。。。。。这实在是太累了。

因此让我们逻辑性的思考一下吧。

4个的时候能够移动最大的4的圆盘时如图所示。

(图略)

到此为止用了7次。

接下来如下图状态时用1次,在上面再放上3个圆盘时还要用7次(把3个圆盘重新摞在一起需要的次数)。

(图略)

因此,4个的时候是[3个圆盘重新摞在一起的次数]+1次+[3个圆盘重新摞在一起需要的次数]

=2x [3个圆盘重新摞在一起的次数]+1次

=15次

那么,n个的时候是

2x[(n-1)个圆盘重新摞在一起的次数]+1

由于1个的时候是1次,结果n个的时候为(算式省略)

1个圆盘的时候 (算式省略)

2个圆盘的时候 (算式省略)

3个圆盘的时候 (算式省略)

4个圆盘的时候 (算式省略)

5个圆盘的时候 (算式省略)

。。。。。。

n个圆盘的时候 (算式省略)

也就是说,n=64的时候是 (算式省略)回。

因此,如果移动一个圆盘需要1秒钟的话,