[ 数学 ] 第25届YMO交流活动5年级初赛试题

一、选择题.(每题 4 分,共 40 分)
❝1、在所有的质数中,偶数的个数( )。
A. 只有一个
B. 有两个
C. 有三个
D. 有无数个
❞
「答案解析」
2
既是偶数又是质数,特别要注意2
的特殊性,在和质数相关的题目中,很多都和2
相关。
选A。
❝2、 的分母加上9,要使分数的大小不变,分子应加上( )。
A. 9
B. 7
C. 14
D. 21
❞
「答案解析」
不用真的去算,分母扩大了3倍,那分子也扩大3倍即可,因此,分子要加上21
。
选D。
❝3、等边三角形形有( )条对称轴.
A. 1
B. 2
C. 3
D. 4
❞
「答案解析」
每条边上的高所在的直线就是对称轴。
选C。
❝4、a 与 b 是互质数,它们的最小公倍数是最大公因数的( )倍。
A. 1
B. a
C. b
D. ab
❞
「答案解析」
两个互质数的最大公因数是1
,最小公倍数就是ab
。
选D。
❝5、一个三角形,三个内角度数的比为,则此三角形为( )三角形。
A. 锐角
B. 直角
C. 钝角
D. 无法确定
❞
「答案解析」
注意到,因此有一个角比直角大。
选C。
❝6、在一个正方形里面画一个最大的圆,圆的面积是正方形面积的( )。
A.
B.
C.
D.
❞
「答案解析」
设圆的半径为1
,则其面积为,则满足题意的正方形的边长为2
,则其面积为4
。
因此,选D。
❝7、 用两个质数之和来表示 100 有许多种方法,在这些方法中,两个质数的乘积最大是( )。
A. 2491
B. 2499
C. 2500
D. 2419
❞
「答案解析」
两个质数的和是100
,要想让其质数的乘积最大,则这两个质数的差要尽可能小。
因此,一个质数要大于50
,另一个质数要小于50
,在脑袋里遍历下质数表,满足要求的两个质数就是53
和47
,其乘积为2491
。
选A。
❝8、 定义 ,在 、、、...、中划去一个,剩余的数的乘积是一个完全平方数,划掉的是( )。
A. 24!或 25!
B. 25!
C. 26!
D. 25!或 26!
❞
「答案解析」
在 、、、...、 这50
个阶乘的乘积中,1
乘了50
次,2
乘了49
次,3
乘了48
次,依此类推,可以发现任意一个奇数的个数都是偶数个,任意一个偶数的个数都是奇数个。
我们知道,某一个数乘以偶数次,其积一定是个平方数。
我们记:
其实等价于:
我们先将偶数次方全写在一起,:
可以判定,此道题出错了,划掉一个是不可能的。
因为25
是一个平方数,正确答案应该是划掉和,或者划掉和。
因此,猜测出题者的本意是划掉或者,但考虑不周,导致答案错误。
如果非要选,就选A这个错误答案。
❝9、 任意连续 n 个非 0 自然数,有( )个是 n 的倍数。
A. 0
B. 1
C. 1 或 2
D. 不确定
❞
「答案解析」
连续n
个非0
自然数,那这个,那么我们举些特例,譬如,或者,可以看到,每组里只有一个是4
的倍数。
选B。
❝10、 一个大正方体,切割成 n 个小正方体后,表面积增加了 4 倍,则 n 是( )。
A. 27
B. 64
C. 125
D. 216
❞
「答案解析」
因为大立方体均分成形状一样的小立方体,其数量肯定是一个立方数。
为了计算简单些,我们将题目改下,假设是切割成个小正方体。
设小正方体的变成为1,那每个小正方体的表面积就是6,所有小正方体的表面积为。
那么,大正方体的边长为,则其表面积为。
因此,有:
也就是:
所以,,那。
如果不用方程的思维,经过推导,我们一定要明白,切割后的表面积变成了原来的n
倍,但却只是增加了4倍,那么。
再变换回去,那么就选C。
二、填空题(每题 4 分,共 60 分)
❝1、 分母不大于
❞60
,并且分子小于6
的的最简真分数有( )个。
「答案解析」
这种题目用分类汇总法来计算。
不大于60,是包括60
的。
当分子为1
的时候,分母可以从2
到60
,共有59
种最简真分数。
当分子为2
的时候,我们去掉60
以内的偶数和1
,共有29
种最简真分数。
当分子为3
的时候,3
的倍数共有20
个,最简真分数有 个。
当分子为4
的时候,由于是求最简分数,那分母肯定不能是偶数,最简真分数有个
当分子为5
的时候,5
的倍数共有12
个,最简真分数有个。
因此,满足条件的最简真分数有个。
此类题目很容易通过程序去验证:
#include <iostream>
using namespace std;
//辗转相除法求最大公因数
int gcd(int m,int n){
if(n==0)return m;
else return gcd(n,m%n);
}
int main(){
int a,b,num=0,c;
for(a=1;a<6;a++){
c=0;
for(b=a+1;b<61;b++){
if(a==1||gcd(a,b)==1){
cout<<a<<"/"<<b<<" ";
if((c+1)%10==0)cout<<endl;
c++;
}
}
cout<<endl<<"分子为"<<a<<"的真分数有"<<c<<"个。"<<endl<<endl;
num+=c;
}
cout<< "满足条件的真分数一共有"<<num<<"个。";
return 0;
}
输出如下:
1/2 1/3 1/4 1/5 1/6 1/7 1/8 1/9 1/10 1/11
1/12 1/13 1/14 1/15 1/16 1/17 1/18 1/19 1/20 1/21
1/22 1/23 1/24 1/25 1/26 1/27 1/28 1/29 1/30 1/31
1/32 1/33 1/34 1/35 1/36 1/37 1/38 1/39 1/40 1/41
1/42 1/43 1/44 1/45 1/46 1/47 1/48 1/49 1/50 1/51
1/52 1/53 1/54 1/55 1/56 1/57 1/58 1/59 1/60
分子为1的真分数有59个。
2/3 2/5 2/7 2/9 2/11 2/13 2/15 2/17 2/19 2/21
2/23 2/25 2/27 2/29 2/31 2/33 2/35 2/37 2/39 2/41
2/43 2/45 2/47 2/49 2/51 2/53 2/55 2/57 2/59
分子为2的真分数有29个。
3/4 3/5 3/7 3/8 3/10 3/11 3/13 3/14 3/16 3/17
3/19 3/20 3/22 3/23 3/25 3/26 3/28 3/29 3/31 3/32
3/34 3/35 3/37 3/38 3/40 3/41 3/43 3/44 3/46 3/47
3/49 3/50 3/52 3/53 3/55 3/56 3/58 3/59
分子为3的真分数有38个。
4/5 4/7 4/9 4/11 4/13 4/15 4/17 4/19 4/21 4/23
4/25 4/27 4/29 4/31 4/33 4/35 4/37 4/39 4/41 4/43
4/45 4/47 4/49 4/51 4/53 4/55 4/57 4/59
分子为4的真分数有28个。
5/6 5/7 5/8 5/9 5/11 5/12 5/13 5/14 5/16 5/17
5/18 5/19 5/21 5/22 5/23 5/24 5/26 5/27 5/28 5/29
5/31 5/32 5/33 5/34 5/36 5/37 5/38 5/39 5/41 5/42
5/43 5/44 5/46 5/47 5/48 5/49 5/51 5/52 5/53 5/54
5/56 5/57 5/58 5/59
分子为5的真分数有44个。
满足条件的真分数一共有198个。
❝2、 有若干人去打猎,平均
❞6
人猎得5
只野兔,15
人猎得2
只鹿,10
人猎得1
只野猪,结果最后每人分得一只猎物,还剩4
只猎物。参加打猎的有( )人。
「答案解析」
不知道怎么做,那就只好设未知数了。
假设有x
人,则有如下方程:
也就是:
解得
❝3、
❞YMO
数学竞赛,满分是100
分,某小组的8
位同学的得分都是整数,并且互不相同。已知这8
位同学的平均分是91
分,其中一位同学仅得74
分,那么排在第五名的同学至少得( )分。
「答案解析」
小组8
人的总分是
去掉得分为74
的同学,则其他七人的总分为:
其余7
人的平均分为:
按题目的意思,要求排名第五的同学得分的最小值,那前面排名前四的同学的得分必须尽可能高,而且各不相同。
那么,我们假设前四名的得分和是:
那剩下的三人的得分必须达到:
因此,这三人得分的平均数是:
那么,要想第五名得分最小,那么此三人的分数必须尽可能接近,那么只能是:
因此,排名第五的同学得分至少是分。
我们反过来验证一下,只要前四名的同学得分小于分,那么排名第五的得分就会超过分。
❝4、 李叔叔从果园摘了
❞30
个苹果,按大小分成一等品10
个,二等品20
个。后来将一等品中最小的3
个调整为二等品,这样使二等品苹果的平均质量提高了20
克,一等品苹果的平均质量提高了8
克。那么原来一等品苹果的平均质量比二等品的平均质量多( )克。
「答案解析」
此类问题,想不明白就可以画个图来帮助我们想。
可以看到,将3
个最小的一等品放到二等品中,二等品平均质量提升了20
克,那么,提升的总质量就是:
也就是说,这400
克是从3
个最小的一等品里匀出来分给其他20
个二等品的。
同时,拿掉3
个最小的一等品,一等品的平均质量提升了8
克,这句话的意思是,加入三个较小的一等品,原来7
个一等品的质量平均下降了8
克,那么7
个一等品下降的总质量是:
也就是说,这56
克是从7
个一等品中匀出来分给这3
个较小的一等品的。
因此,一等品原有的平均值比二等品新的平均值高出的质量为:
因此,原有一等品的均值比原有二等品均值高出的质量为:
❝5、 两个连续奇数的乘积是
❞3599
,那么这两个奇数的和是( )。
「答案解析」
此类题目我们可以设未知数,
也可以分解质因数,但这个数比较大,如果尝试了几个质数还不行就建议放弃。
如果设未知数,那么我们分别设这两个连续奇数为和,
那么就有:
利用平方差公式去掉括号,如果不会平方差的话,我们就老老实实地展开计算,可以得到:
也就是:
因此,
这两个奇数的和就是
其实,这道题我们也可从末位数的特征入手,连续的两个奇数相乘末位是9
,那么这两个奇数的末位数必须是9
和1
了,然后连续两个奇数的乘积又接近于一个平方数,那么这个平方数只能是3600
了。
❝6、 如果
❞6
位数20□□20
能被105
整除,那么这个6
位数最大是( )。
「答案解析」
由于
所以,该数必须是3
的倍数,也是7
的倍数,由于末尾是0
,也必然是5
的倍数。
其实我们可以根据质数的特征来尝试下,在判断是7
的倍数时,我们可以采取三位截断法,奇偶段相减的方法来判断。但该数比较大,计算的时候也不太方便。
所以,我们可以先假设中间的两位数为,那么:
也就是
同理,
也就是:
现在就柳暗花明了,必有:
所以:
由于是一个最大的两位数,我们取,此时。
❝7、 如果一个自然数的因数的个数是奇数,我们称这个自然数为“
❞YMO
数”。那么,小于1000
的最大的“YMO
数”是( )。
「答案解析」
一个数如果能分解质因数,那么必然能分解成的形式,此时就有两个因数,如果还能继续分解,那么因数的个数似乎总会是偶数个。
什么情况下,因数的个数是奇数个呢?
很明显,当一个数是平方数的时候,无论进行多少次分解,总会出现,此时只能算一个因数。因此,平方数的因数的个数总是奇数。
那么,1000
以内的平方数,最大的就是。
❝8、 用
❞1
至9
这9
个数字各一次,组成一个两位完全平方数,一个三位完全平方数,一个四位完全平方数。那么,其中的四位完全平方数最小是( )。
「答案解析」
看到这样的题目,是不是有无从下手的感觉呢?
既然要求四位的完全平方数最小,我们先大胆地猜测下这样的四位数的千位是1
。
那么,2000
以内的完全平方数有哪些呢?由于,那么应该是从到吧?
我们先将这些平方数全部列出来,考虑到数字的不可重复,也不能包含0
,
那么,我们可以拿到的满足要求的四位平方数有:
(1)我们先考虑1296
,那么剩下的五个数字是:
我们注意到平方数的末位数只能是:
那么,在剩下的五个数字中,满足条件的两位数25
和64
都不存在。
(2)我们再考虑1369
,那么剩下的五个数字是:
考虑到平方数的末尾特征,那么两位平方数只能是25
,那剩下的874
或784
会是平方数吗?
经过验证,我们确认
因此,满足要求的最小的四位平方数是1369
。
这样也比较幸运,幸好1
开头的四位数有满足要求的,否则下一轮从2
开头的四位数继续算。
我们也可以编写程序来列举满足要求的平方数,代码如下:
#!/usr/bin/env python
two=[x*x for x in range(4,10)]
three=[x*x for x in range(11,32)]
four=[x*x for x in range(33,100)]
for i in two:
for j in three:
for k in four:
a=[]
n=[i,j,k]
for x in n:
for t in range(4):
g=x//pow(10,t)%10
if g>0 and g not in a:
a.append(g)
if len(a)==9:
print(i,j,k)
可以找到满足要求的数有:
16 784 5329
25 784 1369
25 784 1936
25 841 7396
36 729 5184
81 324 7569
81 576 3249
81 729 4356
❝9、 s= ,求s。
❞
「答案解析」
每项分数都很有规律,可以通过裂项求和法来做。
所以:
消去相邻项目,得到:
❝10、 张、王、李三户人家打算订阅报纸,共有
❞8
种不同的报纸可供选择,已知每户人家都订三份不同的报纸,并且知道这三户人家每两户所订的报纸都恰好有一份相同,那么三户人家共有( )种不同的订阅方式。
「答案解析」
此类排列组合题还是比较麻烦的,麻烦就在于要考虑到多种可能性,然后再汇总。
记得排列组合应该是高中才学的内容吧,怎么跑到小学的竞赛里来了?
(1)我们先考虑第一种情况。三户人家挑选的报纸,有一种是相同的。
那么这份共同订阅的报纸是从8
种里选一种,那就有种选法,张家从剩下的7
种里挑2
种,就是,王家从剩下的5种里挑2
种,就是,李家从剩下的3
种里挑2
种,就是,不同的订阅方式就是:
(2)我们再考虑第二种情况。用不同的字母代表一种报纸,那这种情况可以描述成,那两两相同的报纸只有三种,需要从8
种报纸里任取3
种,这是一个排列问题,然后从所挑出的3
个里再无序选择2
个,这是一个组合问题,最后剩下的,又是一个排列问题,需要再从剩下的5
种里任取3
种。
因此,三户人家共有:
种订阅方式。
❝11、 如下图,直角三角形
ABC
中,BC=18
,AC=24
,将AC
对折到斜边AC
上,使AC
与AD
重合,则三角形 BDE 的面积是( )。❞
「答案解析」
难道小学就要用勾股定理或者三角形相似了吗?
很多小朋友虽然没学过勾股定理,但一定听说过直角三角形里的"勾三股四弦五"的事情吧。
可以看到,直角三角形的一个直角边是6
个勾三,另一个直角边是6
个股四,那斜边就是6
个弦五,斜边AB
的长度也就是30
。
我们设CE
的长度为a
,BD
的长度为b
,那么DE
的长度也是a
,AD
的长度为24
,线段DE
垂直于线段AB
于点D
。
因此,b
就等于:
根据面积关系,有:
也就是:
从而解得。
或者根据三角形相似,对应边的比例是相等的,有:
也可以解得和。
从而可得阴影部分的面积为
❝12、 在下面的算式中,不同汉字代表 0-9 不同的数字。如果“学=5”,那么“素质赛”是( )。
❞
「答案解析」
先将2020
分解下质因数,可以看到:
由于汉字代表的是不同的数字,所以"素质赛"不可能是101
及其倍数。
所以:
既然"学"是5
,那么"优"就是6
。
因此,"品"和"兼"要么是2
和7
,要么是1
和8
,不能是0
和9
。
我们先考虑第一种情况,"品"和"兼"是2
和7
,
那么,我们就要从0
、1
、3
、4
、8
、9
中挑出数来,满足:
很明显,"青"不能是0
,"年"也不能是0
,那么,只能"赛"是0
,
通过观察,
等"青"等于1
的时候,"素质"可以是38
,"少年"可以是19
,冲突。
当"青"等于4
的时候,"少年"等于38
,"素质"等于19
,此时满足要求。
也就是:
成立。
因此,"素质赛"可以是190
。
我们再考虑第二种情况,"品"和"兼"是1
和8
,同理,"赛"只能是0
,
那么,我们就要从2
、3
、4
、7、9
中挑出数来,满足:
很明显,当"青"等于2
或4
时,无解,其他情况更不可能。

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