小学奥数题型与解题思路大全1-60讲 联系客服

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1、最值问题

【最小值问题】

例1 外宾由甲地经乙地、丙地去丁地参观。甲、乙、丙、丁四地和甲乙、乙丙、丙丁的中点,原来就各有一位民警值勤。为了保证安全,上级决定在沿途增加值勤民警,并规定每相邻的两位民警(包括原有的民警)之间的距离都相等。现知甲乙相距5000米,乙丙相距8000米,丙丁相距4000米,那么至少要增加______位民警。

(《中华电力杯》少年数学竞赛决赛第一试试题)

讲析:如图5.91,现在甲、乙、丙、丁和甲乙、乙丙、丙丁各处中点各有一位民警,共有7位民警。他们将上面的线段分为了2个2500米,2个4000米,2个2000米。现要在他们各自的中间插入若干名民警,要求每两人之间距离相等,这实际上是要求将2500、4000、2000分成尽可能长的同样长的小路。 由于2500、4000、2000的最大公约数是500,所以,整段路最少需要的民警数是(5000+8000+4000)÷500+1=35(名)。 例2 在一个正方体表面上,三只蚂蚁分别处在A、B、C的位置上,如图5.92所示,它们爬行的速度相等。若要求它们同时出发会面,那么,应选择哪点会面最省时?

(湖南怀化地区小学数学奥林匹克预赛试题)

讲析:因为三只蚂蚁速度相等,要想从各自的地点出发会面最省时,必须三者同时到达,即各自行的路程相等。

我们可将正方体表面展开,如图5.93,则A、B、C三点在同一平面上。这样,便将问题转化为在同一平面内找出一点O,使O到这三点的距离相等且最短。

所以,连接A和C,它与正方体的一条棱交于O;再连接OB,不难得出AO=OC=OB。

故,O点即为三只蚂蚁会面之处。 【最大值问题】

例1 有三条线段a、b、c,并且a<b<c。判断:图5.94的三个梯形中,第几个图形面积最大?

(全国第二届“华杯赛”初赛试题) 讲析:三个图的面积分别是:

三个面积数变化的部分是两数和与另一数的乘积,不变量是(a+b+c)的和一定。其问题实质上是把这个定值拆成两个数,求这两个数为何值时,乘积最大。由等周长的长方形面积最大原理可知,(a+b)×c这组数的值最接近。 故图(3)的面积最大。

例2 某商店有一天,估计将进货单价为90元的某商品按100元售出后,能卖出500个。已知这种商品每个涨价1元,其销售量就减少10个。为了使这一天能赚得更多利润,售价应定为每个______元。 (台北市数学竞赛试题)

讲析:因为按每个100元出售,能卖出500个,每个涨价1元,其销量减少10个,所以,这种商品按单价90元进货,共进了600个。

现把600个商品按每份10个,可分成60份。因每个涨价1元,销量就减少1份(即10个);相反,每个减价1元,销量就增加1份。

所以,每个涨价的钱数与销售的份数之和是不变的(为60),根据等周长长方形面积最大原理可知,当把60分为两个30时,即每个涨价30元,卖出30份,此时有最大的利润。

因此,每个售价应定为90+30=120(元)时,这一天能获得最大利润。

2、最值规律

【积最大的规律】

(1)多个数的和一定(为一个不变的常数),当这几个数均相等时,它们的积最大。用字母表示,就是

如果a1+a2+…+an=b(b为一常数),

那么,当a1=a2=…=an时,a1×a2×…×an有最大值。 例如,a1+a2=10,

…………→…………; 1+9=10→1×9=9; 2+8=10→2×8=16; 3+7=10→3×7=21;

4+6=10→4×6=24;

4.5+5.5=10→4.5×5.5=24.75; 5+5=10→5×5=25;

5.5+4.5=10→5.5×4.5=24.75; …………→…………; 9+1=10→9×1=9; …………→…………

由上可见,当a1、a2两数的差越小时,它们的积就越大;只有当它们的差为0,即a1=a2时,它们的积就会变得最大。

三个或三个以上的数也是一样的。由于篇幅所限,在此不一一举例。 由“积最大规律”,可以推出以下的结论:

结论1 所有周长相等的n边形,以正n边形(各角相等,各边也相等的n边形)的面积为最大。

例如,当n=4时,周长相等的所有四边形中,以正方形的面积为最大。 例题:用长为24厘米的铁丝,围成一个长方形,长宽如何分配时,它的面积为最大?

解 设长为a厘米,宽为b厘米,依题意得 (a+b)×2=24 即 a+b=12

由积最大规律,得a=b=6(厘米)时,面积最大为 6×6=36(平方厘米)。

(注:正方形是特殊的矩形,即特殊的长方形。)

结论2 在三度(长、宽、高)的和一定的长方体中,以正方体的体积为最大。

例题:用12米长的铁丝焊接成一个长方体,长、宽、高如何分配,它的体积才会最大?

解 设长方体的长为a米,宽为b米,高为c米,依题意得 (a+b+c)×4=12 即a+b+c=3

由积最大规律,得a=b=c=1(米)时,长方体体积为最大。最大体积为 1×1×1=1(立方米)。

(2)将给定的自然数N,分拆成若干个(不定)的自然数的和,只有当这些自然数全是2或3,并且2至多为两个时,这些自然数的积最大。

例如,将自然数8拆成若干个自然数的和,要使这些自然数的乘积为最大。怎么办呢?

我们可将各种拆法详述如下:

分拆成8个数,则只能是8个“1”,其积为1。

分拆成7个数,则只能是6个“1”,1个“2”,其积为2。 分拆成6个数,可得两组数:(1,1,1,1,1,3);(1,1,1,1,2,2)。它们的积分别是3和4。

分拆成5个数,可得三组数:(1,1,1,1,4);(1,1,1,2,3);(1,1,2,2,2)。它们的积分别为4,6,8。

分拆成4个数,可得5组数:(1,1,1,5);(1,1,2,4);(1,1,3,3);(1,2,2,3);(2,2,2,2)。它们的积分别为5,8,9,12,16。 分拆成3个数,可得5组数:(1,1,6);(1,2,5);(1,3,4);(2,2,4);(2,3,3)。它们的积分别为6,10,12,16,18。

分拆成2个数,可得4组数:(1,7);(2,6);(3,5);(4,4)。它们的积分别为7,12,15,16。 分拆成一个数,就是这个8。 从上面可以看出,积最大的是

18=3×3×2。

可见,它符合上面所述规律。

用同样的方法,将6、7、14、25分拆成若干个自然数的和,可发现 6=3+3时,其积3×3=9为最大;

7=3+2+2时,其积3×2×2=12为最大;

14=3+3+3+3+2时,其积3×3×3×3×2=162为最大;

由这些例子可知,上面所述的规律是正确的。

【和最小的规律】几个数的积一定,当这几个数相等时,它们的和相等。用字母表达,就是如果a1×a2×…×an=c(c为常数), 那么,当a1=a2=…=an时,a1+a2+…+an有最小值。 例如,a1×a2=9, …………→…………

1×9=9→1+9=10;

3×3=9→3+3=6;

…………→…………

由上述各式可见,当两数差越小时,它们的和也就越小;当两数差为0时,它们的和为最小。 例题:用铁丝围成一个面积为16平方分米的长方形,如何下料,材料最省? 解 设长方形长为a分米,宽为b分米,依题意得a×b=16。 要使材料最省,则长方形周长应最小,即a+b要最小。根据“和最小规律”,取

a=b=4(分米)

时,即用16分米长的铁丝围成一个正方形,所用的材料为最省。

推论 由“和最小规律”可以推出:在所有面积相等的封闭图形中,以圆的周长为最小。