小学数学奥数基础教程(六年级)--15

余年寄山水
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2020年08月03日 19:55
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入学感受-雷锋事迹读后感


小学数学奥数基础教程(六年级)




本教程共30讲
棋盘的覆盖
同学们会下棋吗?下棋就要有棋盘,下面是中国象 棋的棋盘(图1),
围棋棋盘(图2)和国际象棋棋盘(图3)。

用某种形状 的卡片,按一定要求将棋盘覆盖住,就是棋盘的覆盖问题。
实际上,这里并不要求一定是某种棋盘,只要 是有关覆盖若干行、若干列
的方格网的问题,就是棋盘的覆盖问题。
棋盘的覆盖问题可以分为两类:一是能不能覆盖的问题,二是有多少
种不同的覆盖方法问题。
例1 要不重叠地刚好覆盖住一个正方形,最少要用多少个右图所示
的图形?

分析与解:因为图形由3个小方格构成,所以要拼成的正方形内所含
的小方格数应是3的倍数,从而正方 形的边长应是3的倍数。经试验,不
可能拼成边长为3的正方形。所以拼成的正方形的边长最少是6(见 右图),
需要用题目所示的图形
36÷3= 12(个)。





分析与解:在五年级学习“奇偶性”时已经讲过类似问题。左上图共< br>有34个小方格,17个1×2的卡片也有34个小方格,好象能覆盖住。我
们将左上图黑白相间 染色,得到右上图。细心观察会发现,右上图中黑格
有16个,白格有18个,而1×2的卡片每次只能 盖住一个黑格与一个白
格,所以17个1×2的卡片应当盖住黑、白格各17个,不可能盖住左上
图。
例3 下图的七种图形都是由4个相同的小方格组成的。现在要用这
些图形拼成一 个4×7的长方形(可以重复使用某些图形),那么,最多
可以用上几种不同的图形?

分析与解:先从简单的情形开始考虑。显然,只用1种图形是可以的,
例如用7个(7); 用2种图形也没问题,例如用1个(7),6个(1)。
经试验,用6种图形也可以拼成4×7的长方形 (见下图)。

能否将7种图形都用上呢?7个图形共有4×7=28(个)小方格, 从
小方格的数量看,如果每种图形用1个,那么有可能拼成4×7的长方形。
但事实上却拼不成 。为了说明,我们将4×7的长方形黑、白相间染色(见
右图),图中黑、白格各有14个。在7种图形 中,除第(2)种外,每种
图形都覆盖黑、白格各2个,共覆盖黑、白格各12个,还剩下黑、白格各2个。第(2)种图形只能覆盖3个黑格1个白格或3个白格1个黑格,
因此不可能覆盖住另6种 图形覆盖后剩下的2个黑格2个白格。



综上所述,要拼成 4×7的长方形,最多能用上 6种图形。
例4 用1×1,2×2,3×3的小正方形拼成一个 11×11的大正方形,
最少要用1×1的正方形多少个?
分析与解:用3个2×2正方 形和2个3×3正方形可以拼成1个5×
6的长方形(见左下图)。用4个5×6的长方形和1 个 1×1的正方形
可以拼成 1个11×11的大正形(见右下图)。

上面说明用1个1×1的正方形和若干2×2,3×3的正方形可以拼成
11×11的大正方形。那么 ,不用1×1的正方形,只用2×2,3×3的正
方形可以拼成11×11的正方形吗?
将11×11的方格网每隔两行染黑一行(见下页右上图)。将2×2
或3×3的正方形沿格线放置在任 何位置,都将覆盖住偶数个白格,所以
无论放置多少个2×2或3×3的正方形,覆盖住的白格数量总是 偶数个。
但是,右图中的白格有11×7=77(个),是奇数,矛盾。由此得到,不
用1×1 的正方形不可能拼成11×11的正方形。

综上所述,要拼成11×11的正方形,至少要用1个1×1的小正方形。
例5 用七个1×2的小长方形覆盖下图,共有多少种不同的覆盖方
法?



分析与解:盲目无章的试验,很难搞清楚。我们采用分类讨论的方法。

如 下图所示,盖住A所在的小格只有两种情况,其中左下图中①②两
个小长方形只能如图覆盖,其余部分有 4种覆盖方法:右下图中①②③三
个小长方形只能如图覆盖,其余部分有3种覆盖方法。所以,共有7种 不
同覆盖方法。
例6 有许多边长为1厘米、2厘米、3厘米的正方形硬纸片。用这 些
硬纸片拼成一个长5厘米、宽3厘米的长方形的纸板,共有多少种不同的
拼法?(通过旋转及 翻转能相互得到的拼法认为是相同的拼法)
解:有一个边长3厘米纸片有如下3种拼法:

有两个边长2厘米纸片的有如下4种拼法:

有一个边长2厘米及11个边长1厘米纸片的有2种拼法,边长全是
1 厘米纸片的有1种拼法。

共有不同的拼法3+4+2+1=10(种)。
答:共有10种不同的拼法。


练习15


在不重叠的情形下,不能再在正方形中多放一个这样的卡片?(要求
卡片的边缘与格线重合)



4.小明有8张连在一起的电影票(如右图),他自己要留下4张连 在
一起的票,其余的送给别人。他留下的四张票可以有多少种不同情况?

5. 有若干个边长为1、边长为2、边长为3的小正方形,从中选出一
些拼成一个边长为4的大正方形,共有 多少种不同拼法?(只要选择的各
种小正方形的数目相同就算相同的拼法)


7.能不能用9个1×4的长方形卡片拼成一个6×6的正方形?
答案与提示 练习15
1.3个。提示:左下图是一种放法。



2.图(2)。
提示:图(1)的小方格数不是3的倍数;图(3)的小方格数是3
的倍数但拼不成;图( 2)的拼法见右上图。
3.不能。
提示:右图中黑、白格各18个,每张卡片盖住 的黑格数是奇数,9
张卡片盖住的黑格数之和仍是奇数,不可能盖住18个黑格。

4.25种。
提示:形如图(A)(B)(C)(D)的依次有3,10,6,6种。

5.6种。
解:用小正方形拼成边长为4的大正方形有6种情形:
(1)1个3×3,7个1×1;(2)1个2×2,12个1×1;
(3)2个2×2,8个1×1;(4)3个2×2,4个1×1;
(5)4个2×2;(6)16个1×1。
6.5种。


提示:盖住 A有下图所示的5种方法,其中左下图所示的3种都无法
覆盖;下中图中,①放好后,左下方和右上方各 有2种放法,共有4种覆
盖方法;右下图只有1种覆盖方法。

7.不能。
提示:用1,2,3,4对6×6棋盘中的小方格编号(见右图)。一个
1×4的矩形一次 只能覆盖1,2,3,4号各一个,而1,2,3,4号数目
不等,分别有9,10,9,8个。


小学数学奥数基础教程(六年级)




本教程共30讲
棋盘的覆盖
同学们会下棋吗?下棋就要有棋盘,下 面是中国象棋的棋盘(图1),
围棋棋盘(图2)和国际象棋棋盘(图3)。

用某种形状的卡片,按一定要求将棋盘覆盖住,就是棋盘的覆盖问题。
实际上,这里并不要求一定是某种 棋盘,只要是有关覆盖若干行、若干列
的方格网的问题,就是棋盘的覆盖问题。
棋盘的覆盖问题可以分为两类:一是能不能覆盖的问题,二是有多少
种不同的覆盖方法问题。
例1 要不重叠地刚好覆盖住一个正方形,最少要用多少个右图所示
的图形?

分析与解:因为图形由3个小方格构成,所以要拼成的正方形内所含
的小方格数应是3的倍数,从而正方 形的边长应是3的倍数。经试验,不
可能拼成边长为3的正方形。所以拼成的正方形的边长最少是6(见 右图),
需要用题目所示的图形
36÷3= 12(个)。





分析与解:在五年级学习“奇偶性”时已经讲过类似问题。左上图共< br>有34个小方格,17个1×2的卡片也有34个小方格,好象能覆盖住。我
们将左上图黑白相间 染色,得到右上图。细心观察会发现,右上图中黑格
有16个,白格有18个,而1×2的卡片每次只能 盖住一个黑格与一个白
格,所以17个1×2的卡片应当盖住黑、白格各17个,不可能盖住左上
图。
例3 下图的七种图形都是由4个相同的小方格组成的。现在要用这
些图形拼成一 个4×7的长方形(可以重复使用某些图形),那么,最多
可以用上几种不同的图形?

分析与解:先从简单的情形开始考虑。显然,只用1种图形是可以的,
例如用7个(7); 用2种图形也没问题,例如用1个(7),6个(1)。
经试验,用6种图形也可以拼成4×7的长方形 (见下图)。

能否将7种图形都用上呢?7个图形共有4×7=28(个)小方格, 从
小方格的数量看,如果每种图形用1个,那么有可能拼成4×7的长方形。
但事实上却拼不成 。为了说明,我们将4×7的长方形黑、白相间染色(见
右图),图中黑、白格各有14个。在7种图形 中,除第(2)种外,每种
图形都覆盖黑、白格各2个,共覆盖黑、白格各12个,还剩下黑、白格各2个。第(2)种图形只能覆盖3个黑格1个白格或3个白格1个黑格,
因此不可能覆盖住另6种 图形覆盖后剩下的2个黑格2个白格。



综上所述,要拼成 4×7的长方形,最多能用上 6种图形。
例4 用1×1,2×2,3×3的小正方形拼成一个 11×11的大正方形,
最少要用1×1的正方形多少个?
分析与解:用3个2×2正方 形和2个3×3正方形可以拼成1个5×
6的长方形(见左下图)。用4个5×6的长方形和1 个 1×1的正方形
可以拼成 1个11×11的大正形(见右下图)。

上面说明用1个1×1的正方形和若干2×2,3×3的正方形可以拼成
11×11的大正方形。那么 ,不用1×1的正方形,只用2×2,3×3的正
方形可以拼成11×11的正方形吗?
将11×11的方格网每隔两行染黑一行(见下页右上图)。将2×2
或3×3的正方形沿格线放置在任 何位置,都将覆盖住偶数个白格,所以
无论放置多少个2×2或3×3的正方形,覆盖住的白格数量总是 偶数个。
但是,右图中的白格有11×7=77(个),是奇数,矛盾。由此得到,不
用1×1 的正方形不可能拼成11×11的正方形。

综上所述,要拼成11×11的正方形,至少要用1个1×1的小正方形。
例5 用七个1×2的小长方形覆盖下图,共有多少种不同的覆盖方
法?



分析与解:盲目无章的试验,很难搞清楚。我们采用分类讨论的方法。

如 下图所示,盖住A所在的小格只有两种情况,其中左下图中①②两
个小长方形只能如图覆盖,其余部分有 4种覆盖方法:右下图中①②③三
个小长方形只能如图覆盖,其余部分有3种覆盖方法。所以,共有7种 不
同覆盖方法。
例6 有许多边长为1厘米、2厘米、3厘米的正方形硬纸片。用这 些
硬纸片拼成一个长5厘米、宽3厘米的长方形的纸板,共有多少种不同的
拼法?(通过旋转及 翻转能相互得到的拼法认为是相同的拼法)
解:有一个边长3厘米纸片有如下3种拼法:

有两个边长2厘米纸片的有如下4种拼法:

有一个边长2厘米及11个边长1厘米纸片的有2种拼法,边长全是
1 厘米纸片的有1种拼法。

共有不同的拼法3+4+2+1=10(种)。
答:共有10种不同的拼法。


练习15


在不重叠的情形下,不能再在正方形中多放一个这样的卡片?(要求
卡片的边缘与格线重合)



4.小明有8张连在一起的电影票(如右图),他自己要留下4张连 在
一起的票,其余的送给别人。他留下的四张票可以有多少种不同情况?

5. 有若干个边长为1、边长为2、边长为3的小正方形,从中选出一
些拼成一个边长为4的大正方形,共有 多少种不同拼法?(只要选择的各
种小正方形的数目相同就算相同的拼法)


7.能不能用9个1×4的长方形卡片拼成一个6×6的正方形?
答案与提示 练习15
1.3个。提示:左下图是一种放法。



2.图(2)。
提示:图(1)的小方格数不是3的倍数;图(3)的小方格数是3
的倍数但拼不成;图( 2)的拼法见右上图。
3.不能。
提示:右图中黑、白格各18个,每张卡片盖住 的黑格数是奇数,9
张卡片盖住的黑格数之和仍是奇数,不可能盖住18个黑格。

4.25种。
提示:形如图(A)(B)(C)(D)的依次有3,10,6,6种。

5.6种。
解:用小正方形拼成边长为4的大正方形有6种情形:
(1)1个3×3,7个1×1;(2)1个2×2,12个1×1;
(3)2个2×2,8个1×1;(4)3个2×2,4个1×1;
(5)4个2×2;(6)16个1×1。
6.5种。


提示:盖住 A有下图所示的5种方法,其中左下图所示的3种都无法
覆盖;下中图中,①放好后,左下方和右上方各 有2种放法,共有4种覆
盖方法;右下图只有1种覆盖方法。

7.不能。
提示:用1,2,3,4对6×6棋盘中的小方格编号(见右图)。一个
1×4的矩形一次 只能覆盖1,2,3,4号各一个,而1,2,3,4号数目
不等,分别有9,10,9,8个。

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