四年级奥数数字谜分析

温柔似野鬼°
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2020年10月17日 23:22
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2020年10月17日发(作者:冉泽)


数字谜分析

知识框架


一、基本概念
数字谜
数字谜定义:一般是指那些含有未知数字或未知运算符号的算式.
填算符
指在一些数之间的适当地方填上适当的运算符号(包括括号),从而使这些数和运算符号构成的算式成为 一
个等式。算符指 +、-、×、÷、()、[]、{}。
数阵图
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.
数阵图: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.
幻方
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,< br>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,
8
34
1
5
9
6
7
2
1
12
8< br>15
6
10
3
14
7
11
2
49
5
16

数独
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数独是 一种运用纸、笔进行演算的逻辑游戏。玩家需要根据9×9盘面上的已知数字,推理出所有剩余空格
的数 字,并满足每一行、每一列、每一个粗线宫内的数字均含1-9,不重复。

二、数字谜分类
1. 竖式谜
2. 横式谜
3. 填空谜
4. 数阵图
5. 幻方
6. 数独
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三、解题技巧与方法
1. 竖式数字谜
(1)技巧
① 从首位或者末尾找突破口(突破口:指在做数字 谜问题开始时的入口,一般在算式的首位或者末尾,可
以确定其数字或者范围然后通过推理很快可以确定 其值为后面的推理做好铺垫);
② 要根据算式性质逐步缩小范围,并进行适当的估算逐步排除不符合的数字;
③ 题目中涉及多个字母或汉字时,要注意用不同符号表示不同数字这一条件来排除若干可能性;
④ 注意结合进位及退位来考虑;
⑤ 数字谜中的文字,字母或其它符号,只取
0~9
中的某个数字。
⑥ 数字谜解出之后,最好验算一遍.
(2)数字谜加减法
① 个位数字分析法;
② 加减法中的进位与退位;
③ 乘除法中的进位与退位;
④奇偶性分析法。

2. 横式数字谜
(1)解决巧填算符的基本方法
① 凑数法:根据所给的数,凑 出一个与结果比较接近的数,再对算式中剩下的数字作适当的增加或减少,
从而使等式成立。
② 逆推法:常是从算式的最后一个数字开始,逐步向前推想,从而得到等式。
(2)最值问题
① 横式转化为竖式数字谜,乘法转化为除法;
② 找突破口:末位和首位、进位和借位、个位数字、位数的差别等.
③ 采用特殊分析方法:个位数字分 析法、高位数字分析法、数字大小估算分析法、进位错位分析法、分
解质因数法、奇偶分析法等.
④ 除了数字谜问题常用的分析方法外,还会经常采用比较法,通过比较算式计算过程的各步骤,得到所
求的最值的可能值,再验证能否取到这个最值.
⑤ 数字谜问题往往综合了数字的整除特征、 质数与合数、分解质因数、个位数字、余数、分数与小数互
化、方程、估算、找规律等题型。
3. 数阵图
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,
2 17


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.

4. 幻方
(1)适用于所有奇数阶幻方的填法有罗伯法.口诀是:一居上行正中央,后数依次右上连.上出 框时往下
填,右出框时往左填.排重便在下格填,右上排重一个样.
(2)适用于三阶幻方的三大法则有:
① 求幻和: 所有数的和÷行数(或列数)
② 求中心数:我们把幻方中对角线交点的数叫“中心数”,中心数=幻和÷3.
③ 角上的数=与它不同行、不同列、不同对角线的两数和÷2.
(3) 奇数和偶数的简单性质
(4)整数可以分为奇数和偶数两类
我们把1,3,5,7,9和个位数字是1,3,5,7,9的数叫奇数.
把0,2,4,6,8和个位数是0,2,4,6,8的数叫偶数.
① 性质:
奇数≠偶数.
整数的加法有以下性质:
奇数+奇数=偶数;
奇数+偶数=奇数;
偶数+偶数=偶数.
② 整数的减法有以下性质:
奇数-奇数=偶数;
奇数-偶数=奇数;
偶数-奇数=奇数;
偶数-偶数=偶数.
③ 整数的乘法有以下性质:
奇数×奇数=奇数;
奇数×偶数=偶数;
偶数×偶数=偶数.

5. 数独
数独游戏中最常 规的办法就是利用每一个空格所在的三个单元中已经出现的数字(大小数独一个空格
只位于两个单元之内 ,但是同时多了一个大小关系作为限制条件)来缩小可选数字的范围。
3 17


总结4个小技巧:
(1)巧选突破口:数独中未知的空格数目很多,如何寻找 突破口呢?首先我们要通过规则的限制来分析每
一个空格的可选数字的个数,然后选择可选数字最少的方 格开始,一般来说,我们会选择所在行、所在列
和所在九宫格中已知数字比较多的方格开始,尽可能确定 方格中的数字;而大小数独中已知的数字往往非
常少,这个时候大小关系更加重要,我们除了利用已知数 字之外更加需要考虑大小关系的限制。
(2)相对不确定法:有的时候我们不能确定2个方格中的数字 ,却可以确定同一单元其他方格中肯定不会
出现什么数字,这个就是我们说的相对不确定法。举例说明, A1可以填入1或者2,A2也可以填入1或者
2,那么我们可以确定,1和2必定出现在A1和A2两 者之中,A行其他位置不可能出现1或者2.
(3)相对排除法:某一单元中出现好几个空格无法确定 ,但是我们可以通过比较这几个空格的可选数字进
行对比分析来确定它们中的某一个或者几个空格。举例 说明,A行中已经确定5个数字,还有4个数字(我
们假设是1、2、3、4)没有填入,通过这4个空 格所在的其他单元我们知道A1可以填入1、2、3、4,A2
可以填入1、3,A3可以填入1、2、 3,A4可以填入1、3,这个时候我们可以分析,数字4只能填入A1
中,所以A1可以确定填入4, 我们就可以不用考虑A1,这样就可以发现2只能填入A3中,所以A3也能
确定,A2和A4可以通过 其他办法进行确定。
(4)假设法:如果找不到能够确定的空格,我们不妨进行假设,当然,假设也是 原则的,我们不能进行无
意义的假设,假设的原则是:如果通过假设一个空格的数字,可以确定和这个空 格处在同一个单元内的其
它某一个或者某几个空格的数字,那么我们就以选择这样的空格来假设为佳。举 例说明,B3可以填入1或
者2,A3可以填入2或者3,B4可以填入1或者2,这个时候我们就应该 假设B3填入2,这样就可以确定
A3填入3,B4填入1,然后以这个为基础进行推理。

五、幻方起源:
幻方也叫纵横图,也就是把数字纵横排列成正方形,因此纵横图又叫幻方.幻 方起源于我国,古
人还为它编撰了一些神话.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:
4
3
9
5
1
2
7
6

8

我国北周时期的数学家甄鸾在《算数记遗》里有一段注解:“九宫者,二四为肩, 六八为足,左三
右七,戴九履一,五居中央.”这段文字说明了九个数字的排列情况,可见幻方在我国历 史悠久.三阶
4 17


幻方又叫做九宫图,九宫图的幻方民间 歌谣是这样的:“四海三山八仙洞,九龙五子一枝连;二七六郎
赏月半,周围十五月团圆.”幻方的种类 还很多,这节课我们将学习认识了解它们.

六、数独简介:
数独前身为“九宫格 ”,最早起源于中国。数千年前,我们的祖先就发明了洛书,其特点较之现在的
数独更为复杂,要求纵向 、横向、斜向上的三个数字之和等于15,而非简单的九个数字不能重复。中
国古籍《易经》中的“九宫 图”也源于此,故称“洛书九宫图”。而“九宫”之名也因《易经》在中华文化发
展史上的重要地位而保 存、沿用至今。
1783年,瑞士数学家莱昂哈德·欧拉发明了一种当时称作“拉丁方块”(Latin Square )的游戏,这个
游戏是一个n×n的数字方阵,每一行和每一列都是由不重复的n个数字或者字母组成的 。 19世纪
70年代,美国的一家数学逻辑游戏杂志《戴尔铅笔字谜和词语游戏》(Dell Puzzle Mαgαzines)开始刊
登现在称为“数独”的这种游戏,当时人们称之为“数字拼 图”(Number Place),在这个时候,9×9的81
格数字游戏才开始成型。填充完整后1 984年4月,在日本游戏杂志《字谜通讯Nikoil》(《パズル通信
ニコリ》)上出现了“数独” 游戏,提出了“独立的数字”的概念,意思就是“这个数字只能出现一次”或者“这
个数字必须是唯一的 ”,并将这个游戏命名为“数独”(sudoku)。
一位前任香港高等法院的新西兰籍法官高乐德(Wayne Gould)在1997年3月到日本东京 旅游时,
无意中发现了。他首先在英国的《泰晤士报》上发表,不久其他报纸也发表,很快便风靡全英国 ,之
后他用了6年时间编写了电脑程式,并将它放在网站上,使这个游戏很快在全世界流行。从此,这个
游戏开始风靡全球。后来更因数独的流行衍生了许多类似的数学智力拼图游戏,例如:数和、杀手数独。
中国大陆是在2007年2月28日正式引入数独. 2007年2月28日,北京晚 报智力休闲数独俱乐部(数
独联盟sudokufederation前身)在新闻大厦举行加入世界谜 题联合会的颁证仪式,会上谜题联合会秘书长
皮特-里米斯特和俱乐部会长在证书上签字,这标志着北京 晚报智力休闲俱乐部成为世界谜题联合会的
39个成员之一,这也标志着俱乐部走向国际舞台,它将给数 独爱好者带来更多与世界数独爱好者们交
流的机会。
例题精讲

【例 1】 下面竖式中的△代表同一个数字:则△代表数字.


△△△
+ △
672
5 17



【巩固】 算式中的字母代表什么数字?





【例 2】 式中不同汉字代表不同的数字,请解这个数字谜.


学啊学
+ 努力学
努力学啊




【巩固】 下面的字母,各代表什么数,算式才能成立?

B D C E
+ A D A E
A E C B E





【例 3】 下面算式中,不同的汉字代表不同的数字,“趣味数学”代表的四位数是多少?

趣 + 趣味 + 趣味数 + 趣味数学 = 4321






6 17


【巩固】 下面两个算式中,相同的字母 代表相同的数字,不同的字母代表不同的数字,那么A+B+C+D+E
+F+G =




【例 4】 在下面的乘法中填上所缺的数字.


6 □
× □□□
□□
□□
□□
□□□6


【巩固】 在下面的乘法中填上所缺的数字.


2
□ □



6

□ □
0 4

□ □
7 0

□ □ □ □ □




7 17


【例 5】 在下面乘法竖式中,每个不同的字母代表0~9中不同的数字,乘积是多少?


A B C
× B A C
□□□□
□□A
□□□B
□□□□□□


【巩固】 在下面的乘法中填上所缺的数字.


□ □ □ 7


□ □ □




□ □ □
6



□ 2
0 3
□ 3 7 □ □


□ □ □ □ □ □ □


【例 6】 在下式的每一“□”内填入一个数字,使算式成立.



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【巩固】 把下面算式填写完整.



【例 7】 将1、2、3、4、5、6、7、8八个数,分别填入上图中八个空格中,使图 中四边正好组成加、减、
乘、除四个算式.




【巩固】 在下面算式中合适的地方,只添两个加号和两个减号,使算式成立
1 2 3 4 5 6 7 8 9=100



【例 8】 将1~9九个不同的数字分别填入九个方框中,使下面三个算式成立.




=1



=9
□□
÷

=9

×

=9
9 17


【巩固】 把1、2、3、4、5、6、7、0这八个数字填入 下列方框内(每个数字只用一次),使两个算式都成
立.




【例 9】 把1~9这九个数字填入下列三个等式的九个□中,使得三个等式都成立:

□□
×7-3
□□
×3+5 =
□□□

□□
×4+7



【例 10】 将1~7这七个数分别填入右图的○里,使得每条直线上三个数之和与每个圆圈上的三个数之和
都相等.





【巩固】 在右图的六个○内各填入一个质数(可取相同的质数),使它们的和等 于20,而且每个三角形(共
5个)顶点上的数字之和都相等.




10 17


【例 11】 (选讲)将1~8八个数分别填入下图的圈内,使三个大圆上的四个数的和都相等,这个和最大可
以是多 少?最小必须是多少?




【巩固】 (选讲)将1至6六个数填入下图所示球体的圈内,使球体的各个大圆上每四个数的和都相等.




【例 12】 请将2、4、6、8、10、12、14、16、18 填入幻方,使得每行、每列、对角线上的数“和”都相
等.





【巩固】 在下面一个三阶幻方中已填入了一个数,请在其他的8个空 格内填上适当的数,使得9个方格内
是9个连续的自然数.


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【例 13】 (选讲)将12、14 、16、18、20、22、24、26、28、30、32、34、36、38、40、42这16个数填入图中十六宫的方格中,使得行、列、对角线上的四个数之和相等.





【巩固】 (选讲)十六个数字分别为:12、12、13 、13、13、15、18、19、21、21、21、24、24、25、26、
27,要求:4×4 格横纵斜的和都是76.




【例 14】 在下页左上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
都是1,2,3,4.





【巩固】 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都是
1,2,3,4





12 17


【例 15】 (选讲)有一种很有趣的填数游戏 ,称为数独.数独要求在一个9×9的正方形中填入一些数,
使得每一行、每一列都恰好有1~9这九个 数字,并且9×9的正方形分成的九个3×3的正方形,
每一个3×3的正方形中也恰好有1~9这九个 数字.请填出格子中的其他数.

【巩固】 (选讲)请填出格子中的其他数.













课堂检测

【随练1】 A、B表示不同的数字,AB和BA都是两位数,AB × BA=403,那么A+B=( ).
A .3 B. 4 C. 5 D. 6 E. 7



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【随练2】 下面乘法竖式的积是 .









【随练3】 右图是三位数与一位数相乘的乘法竖式,每个方框填入一个数字,不同的填法有( )种.
A. 2 B. 3 C. 4 D. 5 E. 6



【随练4】 在右边的算式中,不同的四位加数最多有( )个.
A. 80 B. 88 C. 89 D. 90 E. 91




【随练5】 一个三位数与一个一位数的积,再加上1,和是2001.这样的不同等式有 道.









14 17


【随练6】 下式中,不同的汉字代表不同的数字,“马年好”代表的三位数是 .






【随练7】 【随练7】 在下面的加法算式中,不同的 汉字代表不同的数字,相同的汉字代表相同的数字.那
么,车+马+炮+卒= .






家庭作业

【作业1】 在象棋算式中,不同的棋子代表不同的数字,请你想一想,这些棋子各代表哪些数字?



【作业2】 填空格.
389×
□□
=8
□□
7

15 17


【作业3】 根据下面算式,请你推算出这个算式中的“栩栩如生”所代表的四位数是什么?




【作业4】 在下面的乘法中填上所缺的数字.

A
A
B
B
4
C
C
9

1

【作业5】 将1、2、3、4、8、12六个数填入下图中的圈内,使三角形每条边上三个数的乘积都相等.



【作业6】 在下图三个圆中的空白处填入2、3、5、7四个数,使每个圆里的四个数的和都相等.


16 17


【作业7】 将下面左边方格中的9个数填入右边幻方中,使每一行、每一列、每条对角线中的三个数相加的
和相等.





【作业8】 把5~20这16个数构成一个四阶幻方.





【作业9】 有一种很有趣的填数游戏,称为数独.数独要求在一个9×9的正方形中填入一些数,使得每
一行、每一列都恰好有1~9这九个数字,并且9×9的正方形分成的九个3×3的正方形,每一
个3×3的正方形中也恰好有1~9这九个数字.请填出格子中的其他数.


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