烙饼问题(六年级数学小论文市一等奖)
李双江演唱会-猪的图片
再次研究烙饼问题
一、缘起
读四年级的时候,我们学习了烙饼问
题,我们班周哲旭发现了计算烙饼最节省时间
的规律就是烙饼的张数乘每次烙饼的时间。我将他的方法在
一次次的实例中得到了验
证,但是课堂上谁也无法解释其中原由。可是有一天,我把他的发现运用于这道
题时:
一只锅每次最多烙三张饼,两面都要烙,每面4分钟,至少多少分钟才能烙好3张饼?
却
发现这一规律失灵了。我突发奇想:一只锅每次最多烙三张饼,两面都要烙,每面4
分钟,计算烙饼最节
省的时间有没有规律可寻呢?一只锅每次最多烙四张饼、五张饼、
六张饼,甚至更多饼呢?如果有,又是
怎样的呢?我心中不禁涌起了一股揭开其中奥秘
的冲动。带着这股冲劲和疑问,我开始了烙饼问题的再次
研究。
二、研究思路
1、以一只锅每次最多烙三张饼(两面都要烙)为例,探究烙饼的方法
及最节省烙
饼的时间与哪些因素有关。
2、以一只锅每次最多烙三张饼(两面都要烙)为例,
探究烙饼最节省的时间有没
有规律可寻呢?
3、以一只锅每次最多烙四张
饼、五张饼(两面都要烙)为例,探究烙饼的方法及
其规律。
4、比较一只锅每次最多烙三张
饼、四张饼、五张饼(两面都要烙)方法,探究烙
饼的方法及其规律的共性特点。
5、通过观察、比较、归纳烙
n
张饼的规律。
三、研究过程
1、
探究以一只锅每次最多烙三张饼(两面都要烙)的方法及最节省烙饼的时间与
哪些因素有关。
在研究一只锅每次最多烙三张饼(两面都要烙),最省烙饼的时间方法时,我举了
大量的例子(每烙一面
3分钟),用画图的方式记录了烙饼的过程及烙饼的时间如下表:
通过3次的烙饼,发现饼
的个数比3个少,烙饼的最省时间都是6分钟。与一个锅
一次最多烙2个饼相比较,它们的方法是差不多
的,表面上看这三次的烙饼时间相同,
但烙一个饼时锅空出的空间多,烙三个饼时锅的空间都已充分的利
用,而烙三个饼的时
间只跟烙一个饼的时间相同,因此我觉得烙一个饼的锅空得最多,实质上它无形中在
浪
费时间。
在研究烙4张5张饼时,我惊奇地发现每种情况都出现空锅
现象,最有意思是烙
四张饼的方法中前两种方法4次(每烙熟一面算一次)一共都空出了4个饼的位置,
所
用时间相同。而第三种3次一共只空出了一个饼的位置,因此第三次的时间最节省。烙
5张饼
时,4次一共都空出了2个饼的位置,所用时间也相同。看来只有充分利用锅的
空间,最好是每次尽量满
锅烙,才能保证时间最节省。
在研究烙6、7、8张饼时,我充分利用锅的空
间又一次地看到了烙3张、4张、5
张饼的情况。如图所示,我的脑海中突然冒出了一个新的猜想:一只
锅每次最多烙三张
饼(两面都要烙)的最节省的时间,它们可能都是转换成烙3张、4张、5张的方法来
解决。为了进一步证实自己的想法,我又举了大量的例子,如下图:
不难看出以上的过程整理成如下图:
饼的张数
9
10
11
12
13
14
15
16
17
烙饼的过程
3张
+3张 +3张
3张 +3张 +4张
3张 +3张 +5张
3张 +3张 +3张 +3张
3张 +3张 +3张 +4张
3张 +3张 +3张 +5张
3张 +3张 +3张
+3张 +3张
3张 +3张 +3张 +3张 +4张
3张
+3张 +3张 +3张 + 5张
烙的次数
6
7
8
8
9
10
10
11
12
烙饼的时间
18
21
24
24
27
30
30
33
34
通过以上的举例验证,我发现了一只锅每次最多烙三张饼(两面都要烙)
的最节省
烙饼的时间,都可以拆分成烙3张、4张、5张来解决。最节省时间烙饼的拆分方法是:
拆分成几个3张、或几个3张和一个4张、或几个3张和一个5张。正当我为自己的发
现而窃喜时,新
的疑问在我的脑海里时时萦绕:1、随着饼的张数的增加,我们总能出
现空锅的现象,无论怎么调整烙饼
的次序却不能确保每次满锅烙。2、随着饼的张数的
增加,拆分法还是不能很方便地帮助我们解决问题。
我们是否能找到像周哲旭的发现一
样,快速地解决呢?
于是,我采用了倒推法又开始了新的研究尝试,如:17张饼总共要烙12次, 每
次满锅烙3
个面,一共能烙36个面,实际上17张饼只有34个面,所以就空出了位置。
为了便与观察我将研究的
过程制成了表格如下:
饼的张数
9
10
11
12
13
14
15
16
17
烙的次数
6
7
8
8
9
10
10
11
12
饼面的总数
18
20
22
24
26
28
30
32
36
能烙的总数
18
21
24
24
27
30
30
33
36
由从这张表格中不难发现,烙饼是否能满锅由饼的总面数决定的,当面的
总数是3
的倍数的时候,就能满锅烙,时间最节省。当面的总数不是3的倍数的时候,就会出现
空锅,既浪费了空间,也就相当于浪费时间。而烙饼的次数刚好等于总面数除以3
(遇
到总面数除以3的结果有余数就把商加1,因为又要烙一次),
烙饼的时间=烙饼的次数×每次烙饼的时间。
也就是:烙饼的时间=总面数÷3×每次烙饼的时间
(遇到总面数除以3的结果有余数就先把商加1再算。)
又因为总面数=饼的张数×2,
所以烙饼的的时间=饼的张数×2÷3×每次烙饼的时间
四、研究发现
通过以上
的举例研究与验证,我们发现了一只锅每次最多烙三张饼(两面都要烙)
的最节省烙饼的时间的研究方法
与每次最多烙两张饼相似,影响最节省烙饼的时间的因
素有三个:一只锅每次最多烙饼张数、每次烙饼的
时间及烙饼的张数。一只锅每次最多
烙三张饼(两面都要烙)的最节省烙饼的时间也是有规律可循的。
即烙饼的时间=饼的张数×2÷3×每次烙饼的时间
(1张、2张饼的时间同3个相同,因此
1张、2张饼除外。如遇到总面数除以3
的结果有余数就先把商要1再算)。
2、按照研究一只锅每次最多烙三张饼(两面都要烙)研究过程,我又开始了一只
锅每次最多烙
四张饼、五张饼(两面都要烙)烙饼的方法及其规律探索历程。发现了它
们的烙饼方法与其中的规律都是
差不多的。烙饼时都要考虑充分锅要尽量放满,影响最
省烙饼的时间的因素都是三个因素:一只锅每次最
多烙饼张数、每次烙饼的时间及烙饼
的张数。它们最节省烙饼的时间都是有规律可循的。它们的规律是:
一只锅每次最多烙四张饼(两面都要烙)最节省的烙饼的时间是:
烙饼的时间=饼的张数×2÷4×每次烙饼的时间
(1张、2张、3张饼的时间同4张相同,
因此1张、2张、3张饼除外。如遇到总
面数除以3的结果有余数有余数就先把商要1再算)。
一只锅每次最多烙五张饼(两面都要烙)最节省的烙饼的时间是:
烙饼的时间=饼的张数×2÷5×每次烙饼的时间
(1张、2张、3张4张饼的时间同5张相
同,因此1张、2张、3张4张饼除外。
如遇总面数除以3的结果有余数到有余数就先把商要1再算)。
研究到这儿,我又困惑了,在一只锅每次最多烙2张饼(两面都要烙)时,周哲旭
发现的规律是
烙饼的时间=饼的张数×每次烙饼的时间,是如此的简洁,难道我还没有
发现更简洁的。我重新审视了他
的发现,不难发现从他的规律中可以得出影响烙饼最省
时间的因素只有两个。分别是:饼的张数、每次烙
饼的时间。显然这是有问题的,那为
什么在一次次的验证中,又都没出错呢?我百思不得其解,运用刚刚
发现的规律重新总
结。即一只锅每次最多烙2张饼(两面都要烙)最节省的烙饼的时间是:
烙
饼的时间=饼的张数×2÷2×每次烙饼的时间。此时,我的眼前豁然开朗,从这
道算式中我找到了心中
的疑惑,原来这里先乘2再除2对于计算结果并不影响,却大大
的影响了我们对规律的解释。原先周哲旭
发现的规律本身的面目就是烙饼的时间=饼的
张数×2÷2×每次烙饼的时间。
经历一次次的
研究,我发现随着饼的张数的增加,锅每次放的个数的增加,其实规
律也是一样的。如果用a表示饼的张
数、m表示锅每次放的个数、n表示每次烙饼的时
间。那么最省烙饼的时间的规律可以表示如下:
烙饼的时间就是:a×2÷m×n(a< m,烙饼的时间与m个相同, 如遇到总面数除以
m
的结果有余数就先把a×2÷m的商加1再算)我为我的发现感到兴奋,并用它进行了
一次次的验证,发
现都是正确合理的。
五、研究感想
通过这次研究,让我感受到了研究数学乐趣,感受到它的
的魅力。没想到了从一
个小小的疑问入手,只要我们勤于思考、敢于大胆猜测、勇于动手实践探究,数学
总能
让我们收获意想不道的惊喜!