7 画示意图
在数学中,“数”与“形”就像一对形影不离的亲兄弟。几乎所有的数量关系或数学规律都可以用生动形象的示意图来反映。
比如,我们在《找规律》中,曾经总结出这样的规律: 1+3+5+7+9+……+(2n-1)=n2
这个公式表示:从1开始的n个连续奇数相加,所得的和一定是n2。这条规律也可用图7-1来表示:
再比如,(a+b)2=a2+2ab+b2这个公式也可以用图7-2表示:
“数”与“形”之间存在的这种密不可分的关系,对我们解数学题很有启发。当数学题中的数量关系式所包含的规律比较隐蔽、不容易理解时,应当恰当地画出示意图。
【例1】A、B、C、D与小青五位同学一起比赛象棋,每两人都要比赛一盘。到现在为止,A已经赛了4盘,B赛了3盘,C赛了2盘,D赛了1盘。问小青已经赛了几盘?
【分析与解】根据“A已经赛了4盘”这个条件,可画出图7-3;再根据“B赛了3盘、C赛了2盘、D赛了1盘”,可画出图7-4。
从图7-4上很容易看出:小青赛了2盘。
【例2】学生问老师多少岁,老师说:“当我像你这么大时,你刚3岁,当你像我这么大时,我已经39岁。”那么,这位老师今年有多少岁。
【分析与解】用A-、A、A+分别表示学生过去、现在、将来的年龄,用B-、B、B+分别表示老师过去、现在、将来的年龄。这样,老师所说的两句话(数量关系)就可用图7-5来表示:
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从图中可以看出
(B+-A+)+(B-A)+(B--A-)=39-3 由于两个人的年龄差保持不变,所以 B+-A+=B-A=B--A- 这样,就得到 (B-A)×3=39-3 B-A=12
A=B-=3+12=15(岁) B=A+12=15+12=27(岁) 也就是说,老师今年27岁。
在分析一些复杂的行程问题时,画示意图的作用就更大了。
【例3】甲、乙两辆汽车同时从 A、B两地相向而行。第一次相遇时离A地50千米,相遇后继续按原速度行完全程,到B、A后返回,第二次相遇时离B地25千米。求A、B两地的距离。
【分析与解】解这道题如果从路程、速度、时间的关系去分析,就会感到条件不足。现在我们从整体来分析:两车同时出发,第一次相遇时,它们一共行了A、B两地的1个全程;两车从出发到第二次相遇,合行了3个A、B两地的全程。这个重要的隐蔽条件从图7-6中才能更容易发现。
由于两车合行的“1个全程”中,甲车所行的路程是50千米,那么当两车从开始出发到第二次相遇这个过程(合行了“3个全程”)中,甲车共行的路程就是: 50 × 3=150(千米)
这时,甲车到达B地后已返回25千米。所以,A、B两地的距离是: 50×3-25=125(千米)
【例4】建国路小学五、六年级同学去参观科技展览,346人排成两路纵队,相邻两排前后各相距0.5米,队伍每分钟走65米。现在要过一座长889米的桥,从排头两人上桥到排尾两人离开桥,共需要多少分钟? 【分析与解】要求从排头两人上桥到排尾两人离桥共用多少分钟,必须用“队伍过桥所走的路程÷队伍过桥的速度”。队伍过桥走的路程是多少米呢?为了解决这个问题,我们可先画出示意图(图中“●”表示排头,“○”表示排尾):由于队伍本身有一定的长度,所以“队伍过桥所走的路程”可看作“排头从B点到D点或者排尾从C点到A点所走的路程”。从图上看,这个“路程”应该等于“桥长+队伍的长”。
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根据“346人排成两路纵队”,可知每个纵队的人数是“346÷2=173”人。由于排头站了1人,所以173人把队伍分为“173-1”等份,由“相邻两排前后各相距0.5米”,可知每等份长0.5米,所以队伍的长度应为“0.5×(173-1)=86”米。 队伍通过大桥共用去的时间是: [889+0.5×(346÷2-1)]÷65=15(分)
几?
格,乙数代表9个空格,所以
【例6】某班语文、算术、外语三门功课期中考试成绩统计结果:语文、算术、外语得100分的同学分别有14人、12人、10人,语文、算术和算术、外语两门都得100分的同学均各有5人,语文、外语两门都得100分的同学有4人,班上有3名同学三门都得了100分。根据上面统计数据,算一算,至少有一门得100分的有几名同学?
【分析与解】如图7-10,我们用A、B、C三个圆圈来分别表示语文、算术、外语得100分的同学。那么语文、算术和算术、外语两门都得100分的同学就是A、B的公共部分和B、C的公共部分,A、C的公共部分就是语文、外语两门都得100分的同学,A、B、C三圆圈的公共部分表示三门都得100分的同学。题目所要求的“至少有一门得100分”的同学的人数,相当于求A、B、C三个圆实际所盖住的面积。为了求这个面积,我们可把它分成彼此不重叠的7个部分——S1,S2,S3,S4,S5,S6,S7(如图 7-11):
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从图中可知:
A+B+C=(S1+S2+S3+S4)+(S2+S3+S5+S6)+(S3+S4+S6+S7) =(S1+S2+S3+S4+S5+S6+S7)+(S2+S3)+(S3+S6)+(S3+S4)-S3
把已知条件中的14,12,10,4,5,5,3代到上面式中,可得到“至少有一门得100分”的人数是:
14+12+10-4-5-5+3=25(名) 【思考题】
[提示:用正方形(图 7-12)表示“ 1”。]
[提示:仿照例5,先推出乙数是甲数的几分之几。]
3.一个袋中装有若干红色与蓝色的弹子。如果取出1粒红弹子,那么剩余弹子的七分之一是红色的;如果不是取出1粒红弹子,而是取出2粒蓝弹子,那么剩余弹子的五分之一是红色的。袋中原来装有多少粒弹子? [提示:先根据题意画出图7-13。]
4.一个班有42名学生,其中有32人订《小学生数学报》,27人订《中国少年报》,每个同学至少订这两种报纸中的一种。问这两种报纸都订的同学有多少人?
[提示:模仿例6。]
5.在两条垂直相交的公路上,甲由南向北走,乙由西向东走。甲出发地点在两条公路交叉点南1120米。乙出发地点在交叉点。甲、乙同时出发4分钟后,两人所在位置与交叉点距离相等,再经过52分钟,两人所在位置又与交叉点距离相等。甲、乙两人每分钟各走多少米?
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[提示:根据题意,画出图7-14:图中O点为两条公路的交叉点。在4分钟内,甲走完AB这段路,乙走完OC这段路。因为OC=OB,所以,甲、乙两人在4分钟内一共走完了AO(= AB+OB)这段路。这样,我们可求出甲、乙两人的速度和为每分钟 1120÷4=280(米)
再经过52分钟,甲走完了BE这段路,乙走完了CD这段路。如果连同前4分钟算在内,在56分钟内,甲比乙多行的路为: AE-OD =AE-OE =AO
这样又可求出甲、乙两人的速度差为每分钟 1120÷(4+52)=20(米)
现在,我们把问题转化成一个“和差问题”了。] 8 反过来想
许多同学都知道司马光破缸救小伙伴的故事吧。司马光在十分危急的情况下,不但没有惊慌失措,反而想出了一个非常聪明的办法把落在水缸里的小伙伴救出来了。真叫人佩服! 司马光聪明在哪里呢?
在于他不受习惯思维的束缚,敢于反过来想问题。
一般人的习惯想法是:人落水了,要救落水的人,就要使人离开水,把人从水缸里拉出来。可是司马光等孩子人小力气小,水缸又深,让落水的小伙伴离开水一时是办不到的。于是,司马光就反过来想:为什么不可以让水离开人呢?让水离开人与让人离开水,对于救落水的小孩来说,效果是一样的。因此,司马光用石头把水缸砸破了,落水的小孩也就得救了。
可见,当你按习惯思路解决问题困难时,不妨也反过来想想。反过来想,是我们解数学题的一种很好的方法。
【例 1】用淘汰制比赛从200名乒乓球选手中产生一名冠军,问应进行多少场比赛?
【分析与解】首先要弄明白“淘汰制比赛”的意思,在淘汰制比赛中,每赛一场就有一人被淘汰(这个人不能再参加下面的比赛了)。我们可以这样想:先把200人分为100组,进行100场比赛,可淘汰100人;再把剩下的100人分为50组,进行50场比赛,可淘汰50人;把剩下的50人分为25组,进行25场比赛,又可淘汰25人;把25人中的24人先分为12组(另1人留到后面出现单数时加入分组),进行12场比赛,淘汰12人;…… 这样做比较麻烦。
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