四年级下册数学试题-奥数专题讲练:第九讲 奇偶分析法 竞赛篇(解析版)全国通用
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第九讲 奇偶分析法
编写说明
在四年级春季的第六讲“数学的思想和方法(三)”中
,我们就简单给学生介绍过“奇
偶分析法”,涉及到非常初步的思想判断. 奇偶分析法对于小孩子来说
如同“抽屉原理”一
样,比较抽象,有了证明及反证法的思想,但是只要我们帮助孩子找到方法,反复练
习,
其实它们都是“纸老虎”.
内容概述
奇数和偶数的概念:整数可以分成奇数和偶数两大类.
能被2整除的数叫做偶数(双数),不能被2整除的数叫做奇数(单数).
奇数和偶数的表示方法:
因为偶数是2的倍数,所以通常用2k这个式子来表示偶数(这里k是整数);
因为任何奇数除以2其余数总是1,所以通常用式子2k+1来表示奇数(这里k是整数).
特别注意,因为0能被2整除,所以0是偶数.最小的奇数是1,最小的偶数是0.
奇数与偶数的运算性质:
性质1: 偶数±偶数=偶数
奇数±奇数=偶数
偶数±奇数=奇数
同性质(指奇偶性)两数加减得偶,不同性质得奇.
性质2:
偶数×奇数=偶数(推广开来我们还可以得到:偶数个奇数相加得偶数)
偶数×偶数=偶数(推广开就是:偶数个偶数相加得偶数)
奇数×奇数=奇数(推广开就是:奇数个奇数相加得奇数)
对于乘法,见偶就得偶.
性质3 : 任何一个奇数一定不等于任何一个偶数.
你还记得吗
【复习
1】桌子上有5个杯子,开口全部朝上,每次同时翻其中的4个,请问是否可以经过
有限次翻动使得5个
杯子都开口向下.
分析:一个杯子从开口向上变为开口向下,要翻动奇数次,5个杯子翻动
的次数和为5个奇
数的和,因此是奇数;从总体考虑,每次翻动4个,因此总次数是4的倍数,必然是偶
数.
由于奇数不等于偶数,所以不可能经过有限次翻动使得5个杯子,使得所有5个杯子都开
口
向下.
【复习2】某班同学参加学校的数学竞赛,试题共50道,评分标准是:
答对一道给3分,
不答给1分,答错倒扣1分.请你说明:该班同学的得分总和一定是偶数.
分析:对于一名参赛同学来说,如果他全部答对,他的成绩将是3×50=150,是偶数;有一
道题未答,则他将丢2分,也是偶数;答错一道题,则他将丢4分,还是偶数;所以不论
这位同学答的
情况如何,他的成绩将是150减一个偶数,还将是偶数.所以,全班同学得分
总和一定是偶数.
【复习4】从1,2,3…,100中任选两个不同的数可以组成两个加法算式(
8+2与2+8算两
个).这些算式中,有的和是奇数,有的和是偶数.在所有这些算式中,和为奇数的
多还是和
为偶数的多?多多少?
分析:把这些算式分为100类,它们
第1个加数分
别为1、2、3,…,100,每类99个算式.
如果每一类都分别
添上1+1,2+2,3+3。…,
100+100,那么,每类算式中和是奇数的与和是偶
数
的各一半(同样多).缺了1+1,2+2,3+3,…,
100+100,这100个和是偶数的,就
使和是奇数的
比和是偶数的多了100个.
【复
习3】在一张9行9列的方格纸上,把每个方格所在的行数和列数加起
来,填在这个方格中,例如a=5
+3=8,问:填入的81个数中,奇数多还是
偶数多?多多少?
分析:每两个相邻的方格,所填的数一奇一偶,将第一行的每个方格与它下面的相邻方格
配对,可见第
一、二行中奇数与偶数正好一样多.
同理,前八行中奇数与偶数一样多.第九行的前八个方格
也可两两配对,每对相邻的方
格中的数一奇一偶,所以这八格中的奇数偶数也一样多.最后,第九行,第
九列有一个方格
填18(=9+9),所以81个数中,偶数恰好比奇数多1个.
例题精讲
【例1】
师傅与徒弟加工同一种零件,各人把产品放在自己的箩筐里,师傅的产量是徒弟
的2倍,师傅的产品放在
4只箩筐中,徒弟的产品放在2只箩筐中,每只箩筐都标明了产
品的只数:78只,94只,86只,8
7只,82只,80只.根据上面的条件,你能找出哪两只
筐的产品是徒弟制造的吗?
分析:注意到6个标数只有一个为奇数,它肯定是徒弟制造的.原因很简单:师傅的产量
是徒弟的2
倍,一定是偶数,它是4只箩筐中产品数的和,在题目条件下只能为四个偶数
的和.徒弟的另一筐产品就
得通过以下计算来确定:利用求解“和倍问题”的方法,求出
徒弟加工零件总数为:(78+94+86
+87+82+80)÷(2+1)=169,那另一筐放有产品
169-87=82(只).所以,标
明“82只”和“87只”这两筐中的产品是徒弟制造的.
【前铺】某电影院共
有2003个座位.有一天,这家电影院上、下午各演一场电影,看电影
的是A、B两所中学的各200
3名师生.同一学校的学生有的看上午场,有的看下午场,但
每人恰看一场,有人断言:“这天看电影时
,肯定有的座位上、下午坐的是两所不同学校的
师生.”你认为这种断言正确吗?为什么?
分析:此题读来费神,但仔细一想,道理却很简单.如果每个座位上、下午坐的都是同一
所学校
的,那么这所学校的人数就等于上午本校看电影人数的2倍,肯定为偶数,这就与
人数为奇数2003矛
盾.所以题中断言是正确的.
【巩固】元旦前夕,同学们相互送贺年卡.每人只
要接到对方贺年卡就一定回赠贺年卡,那
么送了奇数张贺年卡的人数是奇数,还是偶数?为什么?
分析:此题初看似乎缺总人数.但解决问题的实质在送贺年卡的张数的奇偶性上,因此与总<
br>人数无关.
由于是两人互送贺年卡,给每人分别标记送出贺年卡一次.那么贺年卡的总
张数应能被2整
除,所以贺年卡的总张数应是偶数.
送贺年卡的人可以分为两种:一种
是送出了偶数张贺年卡的人:他们送出贺年卡总和为
偶数.另一种是送出了奇数张贺年卡的人:他们送出
的贺年卡总数=所有人送出的贺年卡总
数一所有送出了偶数张贺年卡的人送出的贺年卡总数=偶数一偶数
=偶数.他们的总人数必
须是偶数,才使他们送出的贺年卡总数为偶数.所以,送出奇数
张贺年卡的人数一定是偶数.
【例2】
如右图所示,如果按照箭头的方向转动摇把,图中所悬吊的物体A
会 ,物体B会
.(填“上升”或“下降”)
分析:传动带交叉奇数次,滑轮转动方向改变.传动带交
叉偶数次,滑轮转动方向
不变.如图中,传动带交叉6次,则滑轮转动方向不变,故A会上升,B会下降
.
【例3】 有8个棱长是1的小正方体,每
个小正方体有三组相对的面,第一
组相对的面上都写着数字1,第二组相对的面上都写着数字2,第三组
相对的面
上都写着数字3(如图1).现在把这8个小正方体拼成一个棱长是2的大正方
体。
问:是否有一种拼合方式,使得大正方体每一个面上的4个数字之和恰好
组成6个连续的自然数?
分析:没有.假设满足条件的大正方体ABCD—EFGH可以拼成(见图2),即它
的每个面上的4个数字之和恰好组成6个连续的自然数.那么这个大正方体的
六个面上的24个数字之
和S就等于这6个连续自然数之和.又因为,6个连
续自然数之中必有三个偶数、三个奇数,所以6个连
续自然数之和必是奇数,
即S是奇数.
另一方面,考虑大正方体的8个顶点A、B、C、D
、E、F、G、H,它们分别是一个小正方体
的顶点.由于,交于这些顶点的小正方体的三个面互不相对
,因此,在这三个面上所写的3
个数字分别为1、2、3.这样大正方体的六个面上的24个数之和
S= 8×(1+2+3)= 48. 即S又应该是偶数.这是不可能的.
【例4】 如下图所示的十二张扑克牌,2点、6点、10点各四张.你能从中选出七张牌,
使
上面点数之和恰等于52吗?说明理由.
分析:不能.由于各牌点数都等于
2×奇数,即2=2×1,6=2×3,10=2×5.从十二张牌中
任取七张牌点数之和,等于2乘以
七个奇数之和,这数是一个奇数的两倍.但52=2×26是
一个偶数的两倍.因此,无论怎样从十二张
牌中选取七张牌,其点数之和都不会等于52.点
评由于从所给十二张牌中的每个被4除都余2,则任取
七张点数之和被4除也都余2,而52
被4整除,所以不能相等.
【例5】
用1、2、3、4、5这五个数两两相乘.可以得到10个不同的乘积.问乘积中是偶
数多还是奇数多?
分析:如果二个整数乘积是奇数,那么这二个整数都必须是奇数.五个数中有三个奇数,这<
br>三个奇数两两相乘,只有3个乘积,也就是说总共只有3个奇数,而偶数的乘积有10-3=7
个
,因此乘积中偶数比奇数多.
【前铺】100个自然数,它们的和是100000,在这些
数里,奇数的个数比偶数的个数多.问:
这些数里至多有多少个偶数?
分析:因为这100个
数的和是偶数,那么奇数的个数必须是偶数.又因为奇数的个数比偶数
多,所以奇数的个数至少有52个
,偶数至多有48个.比如取52个1,47个2和1个9854,
它们的和为10000.
【例6】 在黑板上写出三个整数,然后擦去一个换成其它两数之和,这样继续操作下去,<
br>最后得到66,88,237.问:原来写的三个整数能否为1,3,5 ?
分析:
此题单从具体的数来,无从下手.但抓住其操作过程中奇偶变化规律,问题就变得
很简单了.如果原来三
个数为1,3,5,为三奇数,无论怎样,操作一次后一定为二奇一偶,
再往后操作,可能有以下两种情
况:一是擦去一奇数,剩下一奇一偶,其和为奇,因此换
上去的仍为奇数;二是擦去一偶数,剩下两奇,
其和为偶,因此,换上去的仍为偶数.总
之,无论怎样操作,总是两奇一偶,而66,88,237是两
偶一奇,这就发生矛盾.所以,
原来写的不可能为1,3,5.
【例7】 现有6张桌子排成一排,每张桌上放着一只盘子.现规定每次操作必须将两只盘
子由
原来桌子移到相邻的桌子上.问:能否操作有限次后,将所有盘子移到一张桌上去?说
明理由.
分析:请画图帮助分析.我们将桌子依次编为l号,2号,…,6号.我们来考察盘子所在<
br>桌子的号码和.显然,最初的号码和为:l+2+3+4+5+6=21.而如果能办到,即6只盘子都<
br>在n号桌上,号码和为6n.再看每次操作号码和有何变化.每只被移动的盘子的号码要么
加l要
么减1,两只盘子对号码和的影响是:要么都加1,即加2;要么一加一减,即不变;
要么都减1,即减
2.但是不管怎样,都不会改变号码和的奇偶性,而21和6n的奇偶性显
然不同.因此要把所有盘子移
到一起是不可能的.
【例8】 能否将1~16这16个自然数填入4×4的方
格表中(每个小方格只填一个数),使
得各行之和及各列之和恰好是8个连续的自然数?如果能填,请给
出一种填法;如果不能填,
请说明理由.
分析:不能.将所有的行和与列和相加,所得之和为4× 4的方格表中所有数之和的2倍.即
为(1+2+3+…+15+16)×2=16×17.而8个连续的自然数之和设为:k+(k +1)+
(k+2)+(k
+3)+(k +4)+(k +5)+(k +6)+(k +7) =8k+2
8.若4×4的方格表中各行之和及各列之和恰好
是8个连续的自然数,应有8k
+28=16×17,即2k +7=4×17 ,显然左端为奇数,右端为
偶数,得出矛盾.
【拓展】你能不能将自然数1到9分别填入3×3的方格中,使得每个横行中的三个数之和<
br>都是偶数?
分析:显然不能.如果能,我们把三个横行的和相加,其和就是三个偶数之和必为偶
数,
然而它也恰是九个数之和,即1+2+3+…+9=45,而偶≠奇.
【例9】 将两个自然数的差乘上它们的积,能否得到数45045?
分析:
不可能.因为45045是奇数,所以它只能表示成3个奇数的连乘积,但是对任何两
个奇数x和y (
x
【巩固】是否存在自然数a和b,使得ab(a+5b)= 15015? 分析:不存在.因为15015是奇数,所以a、b、a+5b都应为奇数,但是当a和b均为奇数
时,a +5b却是偶数.
【例10】
如果把8个整数分别填在方框内,使四个算式都成立,那么填入的数中
最多能有多少个奇数?
分析:一个加法或减法算式中,至少有一个偶数,所以我们把第一横排第二空,第
三
横排第一空取偶数,就可满足条件,且偶数最少,那么此时奇数最多有6个.
【前铺】下面
的四个算式中(如图),每个方框代表一个整数.其中每个算式至少有
一个奇数和一个偶数.问:这12
个整数中,共有几个偶数?
口+口=口
口-口=口
口×口=口
口÷口=口
分析:加法算式,只可能有三种情况.即:奇+偶=奇,奇+奇=偶
,偶+偶=偶,但已知至少有
一个奇数,所以第三种情况被排除,因而式中只有一个偶数.同理,第二个
算式中也只有一
个偶数.
乘法算式,只可能有三种情况,即:奇×偶=偶,偶×偶=偶,奇×
奇=奇;由已知,只留下
第一种情况,因而算式中有2个偶数.同理,第四个算式中有2个偶数.因此,
4个算式中共
有6个偶数.
【例11】 甲同学一手握有写着23的纸
片,另一只手握有写着32的纸片.乙同学请甲回答
如下一个问题:“请将左手中的数乘以3,右手中的
数乘以2,再将这两个积相加,这个和
是奇数还是偶数?”当甲说出和为奇数时,乙马上就猜出写有23
的纸片握在甲的左手中.你
能说出是什么道理吗?
分析:甲的两张纸片,23是奇
数,32是偶数.因此,只要能判断出甲的左手中握的是奇数,
即可知左手握的是23.
设甲左手握的数为a,右手握的数为b,乙同学请甲计算所得结果为f,则
3×a+2×b=c.
(1)若C为奇数,则3×a为奇数,所以左手握的数a是奇数.
(2)若C为偶数,则3×a为偶数,所以左手握的数a是偶数.
因此,从
c的奇偶性就可以断定左手握的数a的奇偶性,从而确定左手握的数是23还
是32.在本题中,c为奇
数,因此合于第(1)种情况,a是奇数,即左手中握的是23.
【例12】
甲、乙二人做游戏,先任意指定7个整数(允许有相同的).甲先把这7个整数以
任意的顺序填在图中第
一行的方格内,然后,乙再将这7个数以任意的顺序填在图第二行
的方格内。最后,将所有的同一列的两
个数的差(这样的差当然有7个)相乘.约定:如果积
为偶数,算甲胜;如果积为奇数,算乙胜.你能判
断谁胜吗?
分析:甲必胜.这是因为,在7个整数中,奇数的个数与偶数的个数
是不相等的.因此,每
一列的两个数不可能奇偶性都不相同 (因为如果每列中的两个数奇偶性都不同,
那么7个
数中奇数与偶数的个数一定相等),也就是至少有一列的两个数的奇偶性相同,这两个数的差是偶数.于是,乘积必为偶数.
【例13】 现有ll块铁,每块的重量
都是整数.任取其中10块,都可以分成重量相等的两
组,每组有5块铁.试说明:这11块铁每块的重
量都相等.
分析:任取一块后,其余的可分成两组,重量相等,因此,其余的铁块的重量的和是偶数,
换句话说,11块铁的总重量与其中任一块铁的重量,奇偶性相同.这样,11块铁的重量,
或
者全是奇数,或者全是偶数.
如果全是偶数,将每块铁的重量减少一半,仍然符合题中的条件.
如果全是奇数,将每块铁的重量增加1,仍然符合题中的条件.
不断采取以上两种做法.注意
铁的重量增加1后,就应当除以2(即减少一半).因此铁的
总重量将不断减少.除非每块铁的重量都是
1.
因为铁的总重量不能无限的地减少下去,所以经过若干次上述的做法后,铁块的重量
全变
为1,即全都相等.将这一过程返回去,就知道上一步铁块的重量也都相等,于是最初
的铁块重量也都相
等.
附加题目
【附1】扑克牌中的J、Q、K分别表示1l、12、13.
甲取13张红心,乙取13张草花,两
人都各自任意出一张牌凑成一对,这样一共可凑成13对.如果将
每对求和,再将这13个
和相乘.从积的奇偶性看,积应是奇数还是偶数?
分析:每人有7个奇数6个偶数,所以至少有一对是2个奇数,其和为偶数.因为自然数
与偶数
相乘是偶数,所以这13个和相乘,积必是偶数.
【附2】从起点起,每隔1米
种一棵树。如果把三块“爱护树木”的小牌分别挂在三棵树上,
那么不管怎样挂,至少有两棵挂牌的树,
它们之间的距离数是偶数(以米为单位).为什么?
分析:给每棵树编号,每棵树的号码数
,也就是这棵数到零点的一棵树的距离。假定挂牌
的三棵树的编号分别为a、b、c,那么这三个数只有
四种可能:
(1)三数都是奇数;
(2)两个奇数,一个偶数;
(3)三数都是偶数;
(4)两个偶数,一个奇数。
不管怎样挂,至少有两棵挂牌树之间的距离数是偶数(以米为单位).
【附3】
(1)如图,你能否把从1到7的所有的数安排在圆周上,使它们每个数都能
被它的两个相邻数之差所整
除?
(2)如果上述要求不变,但要把从1到7改为从1到9的各数呢?
分析
:(1)是可以安排的,具体做法见右图.其中任何一数都能被它两个邻数之差
所整除.如果你注意到奇
数不可能被偶数整除的话,就会明白圆周上不可能出现“偶一奇
一偶”的安排.由此可见奇数一定会成对
出现.但是在1,2,…,9之间却存在了5个奇
数,所以它们不可能全都成对出现,这就说明(2)是
不可能安排的.
【附4】能否将1,1,2,2,3,3,…,10,10这2
0个数排成一排,使得两个1之间夹着
这20个数中的1个数,两个2之间夹着这20个数中的2个数…
…两个10之间夹着这20
个数中的10个数?为什么?
分析:不能。如果能排成
,那么按这种排法将这20个数从左到右依次编为1号,2号……20
号。因为两个1之间只有一个数,
所以两个1的序号奇偶性相同。同理,任何一对相同奇
数的序号奇偶性也相同,而任何一对相同偶数的序
号奇偶性不同。20个序号奇偶各10个,
其中五对偶数数的序号占了奇偶各5个,剩下的奇偶各5个序
号不可能是五对偶数的序号。
练习九
1. 在的4×4方格中还有12个空格,
希望填入12个自然数,使得同一行中相邻两数
的差(大数减小数)都相等,同一列中相邻两数的差(大
数减小数)也相等.问:这件事
能否办到?为什么?
分析:按照题目要求,第二行第三列的数既应与1奇偶性相同,又应与6奇偶性相同,
矛盾.
2.能不能在下式:1口2口3口4口5口6口7口8口9=10的每个方框中,
分别填入加号
或减号,使等式成立?
分析:在一个只有自然数加减法运算的式子中
,如果把式子中任一减法运算改成加法运算,
那么所得结果的奇偶性不变.因此无论在每个方框中怎样填
加减号,所得结果的奇偶性,与
在每个方框中都填入加号所得结果的奇偶性一样.但是,每个方框中都填
入加号所得结果是
奇数.而式子的右边是10,是个偶数.因而无论怎样填加减号,两边的奇偶性不同,
所以不
能使等式成立.
3.有3个不同的自然数组成一等式:口+△+O=口×△一○,这三个数中最多有多少个奇数?
分析:因为2+4+1=2×4-l,所以这三个数中可以有一个奇数.如果这三个数中有2
个奇数和
1个偶数,那么等式左边必为偶数,等式右边必为奇数,不可能.如果这三个数均为奇数,那么等式左边必为奇数,而等式右边必为偶数,不可能.因此,这三个数中最多有1个奇数.
4.把下图中的圆圈任意涂上红色或蓝色。是否有可能使得在同一条直线上的红圈数都
是奇数?试讲出理由.
分析:不可能.假设在同一条直线上的红圈数都是奇数,5条直线上的红圈总
数就会是
奇数(奇数乘以奇数仍是奇数).因为每个红圈均在两条直线上,所以按各条直线上的
红圈数计算和时,每个红圈都被算了两次,所以红圈总数应是偶数.这就出现了矛盾,所以
假设在同一条
直线上的红圈数都是奇数是不可能的.
5.3~9这七个数,两两相乘后所得的乘积的和,是奇数还是偶数?为什么?
分
析:七个数中有四个奇数,只有这四个奇数两两相乘得到6个奇数,其余都是偶数,所
以和是偶数.
6.平面上有11个齿轮咬合成一圈.试问,能否使这些齿轮同时转动起来?
分析:不能.假设齿轮1顺时针转动,则齿轮2就应当逆时针转动,齿轮3—
顺时针
转动,齿轮4—逆 时针转动…….很清楚,凡“奇数号“齿轮均应顺
时针转动,而“
偶数“号,齿轮则相反.这样一来,齿轮1和齿轮11均为顺时针转动,这
是不可能的.
注:
这道题解答的关键是:齿轮的转动应当是顺时针与逆时针交替变化,要想同时转动,必
须是偶数个齿轮相
连.
课外故事
态度是一件奇妙的东西
态度是一件奇妙的东西,它会产生神奇的力量。美国哈佛大学的一项实验,证实了态
度的魔力。
若干年前,罗伯特博士在哈佛大学主持一项为期六周老鼠通过迷阵吃干酪
的实验,其对象是三组学生与三
组老鼠。
他对第一组学生说:你们太幸运了,因为你们将跟一群天才老鼠在一起。这群聪明的老鼠将迅速通过迷阵抵达终点,然后吃许多干酪,所以你们必须多准备些干酪放在终站。
他对第
二组学生说:你们将跟一群普通的老鼠在一起。这群平庸的老鼠最后还是会通
过迷障抵达终点,然后吃一
些干酪。因为它们智能平平,所以期望不要太高。
他对第三组学生说:很抱歉,你们将跟一群笨老鼠
在一起。这群笨老鼠的表现会很差,
不太可能通过迷障到达终点,因此你们根本不用准备干酪。 六个星期之后,实验结果出来了。天才老鼠迅速通过迷阵,很快就抵达终点:普通老
鼠也到达终点,
不过速度很慢:至于愚笨的老鼠,只有一只通过迷障抵达终点。
有趣的是,其实根本没有什么天才
老鼠与笨老鼠,它们全都是同一窝的普通老鼠。这
些老鼠之所以表现有天壤之别,完全是因为实验的学生
受了罗伯特博士的影响,对他们态
度不同所产生的结果,学生们当然不懂老鼠的语言,然而老鼠知道学生
对它们的态度。
此一实验证明了态度的神奇力量。因此,一个人要成功,除了努力之外,必须具备正确的
态度。