寒假高思导引讲解专场(四)
寒假高思导引讲解专场(一)
今天讲两道六年级的数论题,其实也适合四五年级有潜力的孩子做。
第一题是六年级第15讲数论综合一拓展篇第14题。
第一个条件,每隔2个孔跳一步,最后能跳到B孔,满足这样的孔的个数最少是4个,再往上多一点,就是7个,10个...
因此,是4,7,10,13,...
第二个条件,每隔4个孔跳一步,也跳到B孔,满足这样的孔的个数为:6,11,16,...
第三个条件,每隔6个孔跳一步,最后回到A孔,满足这样的孔的个数为:7,14,21,...
根据条件1和2可知,孔的数量减去1是3和5的倍数,也就是15的倍数。
因此,孔的数量候选为16,31,46,61,76,91
而根据条件3,我们知道,孔的数量是7的倍数,因此只有91满足要求。
当然,这个题如果普适化一下,就是中国剩余定理,也就是:
一个数(大于10小于100)除以3余1,除以5余1,除以7余0,请问这个数是多少?
关于中国剩余定理的详细讲解,可以参考我下面的文章:
或者读我新书《给孩子的数学解题思维课》最后的综合案例。
第二题来自于六年级第19讲进位制超越篇的第4题。
一共6个数,按照选择的数的多少,可以分为:
(1)只选1个,有6种;
(2)只选2个,有6×5÷2=15种;
(3)选3个,有6×5×4÷(3×2×1)=20种;
(4)选4个,有15种;
(5)选5个,有6种;
(6)选6个,有1种;
一共:6+15+20+15+6+1=63种。(当然,也可以直接通过2^6-1得到结果,也就是每个数都可以选或不选,因此有2^6种,去掉一个数都不选的情况)
问题是,这些和有没有相同的?
注意到1=3^0, 3=3^1, 9=3^2, 27=3^3, 81=3^4, 243=3^5
这事实上对应了三进制的表示。对于下面的三进制六位数,任意的一种选择就对应了某些位置1,另外一些位置0。
__ __ __ __ __ __
比如,选了1,9,27,243,就表示成三进制数101101,而选1和81就表示为:010001。
由于任何这样的两个六位三进制数都不相同,因此,这63种搭配的和必然不同。
第二问要算所有的和的总和。肯定不能把63个数都一个个加起来。
我们可以这么考虑,如果包括000000在内,那么一共有64个三进制数,因此所有的和就是:
000000+000001+000010+000011+...+111111
我们考虑每一位的1,出现了多少次。
比如,末位的1,如果选了1,末位就是1,而其它5个数可以随便选或不选,一共有32种情况;
同样的道理,对于从右往左数的1,对应于3,其它5个数可以随便选或不选,一共也是32种情况;
因此,总和为(1+3+9+27+81+243)×32=11648
第三问,将这些和从小到大排列,就是把这些3进制数从小到大排列。
000001,000010,....
如果我们把它看成二进制数的话,第45个就是45的二进制表示,即101101,
对应的三进制数为243+27+9+1=280。
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