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初中数学竞赛之逻辑推理问题(含答案)

来源:用户分享 时间:2025/7/8 20:55:24 本文由loading 分享 下载这篇文档手机版
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参考答案

1.解:(1)能办到.注意到41与43都是质数,据题意,要使相邻两数的和都是质数,显然,它们不能都是奇数,因此,在这排数中只能一奇一偶相间排列,不妨先将奇数排成一排:1,3,5,7,41,在每两数间留有空档,然后将所有的偶数依次反序插在各空档中,得1,40,3,38,5,36,7,34,8,35,6,37,4,39,2,41,这样任何相邻两数之和都是41或43,满足题目要求.

(2)不能办到.若把1,2,3,40,41排成一圈,要使相邻两数的和为质数,这些质数都是奇数,故圆圈上任何相邻两数必为一奇一偶,但现有20个偶数,21个奇数,总共有41个号码,由此引出矛盾,故不能办到.

(注站成一排和站成一圈虽只一字之差,但却有着质的不同,因为一圈形成了首尾相接的情形.)

2.证明:利用抽屉原理,按植树的多少,从50至100株可以构造51个抽屉,则问题转化为至少有5人植树的株数在同一个抽屉里;

假设5人或5人以上植树的株数在同一个抽屉里,那只有4人以下植树的株数在同一个抽屉里,而参加植树的人数为204人,每个抽屉最多有4人, 故植树的总株数最多有:4(50+51+52+…+100)=4×得出矛盾.

因此,至少有5人植树的株数相同.

3.解:假定有一个人至少挨了6枪,设此人为A、若B射向A,C也射向A,则在△ABC中,

=15300<15301,

BC边最长(如图).

又由于三边不等,则角A应该大于60度.

若有6个人都射向A,则从A出发的6个角都大于等于60度, 从而周角就大于了360度,这是不可能的.

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4.证明:由于每个格内数字为1,2,3,

则在各行、各列,两格对角线数字和中,最小的为10,最大的为30,共有21种取值, 实际上,10行,10列,加2条对角线共22个和. 所以由抽屉原理,必有两个和是相等的.

5.解:最不利条件:前面取的球都没有达到15个球颜色相同的状况.

也就是:黄球,白球,黑球全部都取完了(这些同颜色的都在15个球以下,全部取完也不会有15个球颜色相同),

一共是12+10+10=32个球然后红球,绿球,蓝球各取14个.14×3=42个. 依然没有15个球颜色相同.

然后再取任意一个球,就能达到至少有15个球的颜色相同了, 因此一共有32+42+1=75个球.

6.解:首先说明,将相邻的旗子对调一次,变色次数或不变,或增加2次,或减少2次. 显然,如果对调的两旗同色,则不改变变色数,以下为了方便,用⊙表示红色旗,用△表示黄色旗,可设对调前两旗为⊙△,

因对调一次只可能影响这两旗相邻旗子的变色数,因此(考虑对称性),只需考虑如下几种对调前的情形:

⊙⊙△△,⊙⊙△⊙,△⊙△⊙,△⊙△△(变色数依次为1,2,3,2),

将中间两旗对调后变为⊙△⊙△,⊙△⊙⊙,△△⊙⊙,△△⊙△(变色数依次为3,2,1,2).

由此可见,变色数或不变,或增加2次,或减少2次.

由原来的变色数46,经过若干次增、减2,现在成为26,故必须经过46与26之间的所有偶数.

所以在对调过程中,必有一个时刻,彩旗的变色次数恰好为28次.

7.证明:从17个点中的一点,比如点A处作引16条线段,共三种颜色,由抽屉原理至少有6条线段同色,设为AB、AC、AD、AE、AF、AG且均为红色.

若B、C、D、E、F、G这六个点中有两点连线为红线,设这两点为B、C,则△ABC是一个三边同为红色的三角形.

若B、C、D、E、F、G这六点中任两点的连线不是红色,则考虑5条线段BC、BD、BE、BF、

BG的颜色只能是两种,必有3条线段同色,设为BC、BD、BE均为黄色,再研究△CDE的

三边的颜色,要么同为蓝色,则△CDE是一个三边同色的三角形,要么至少有一边为黄色,

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设这边为CD,则△BCD是一个三边同为黄色的三角形,即至少有三个科学家关于同一个题目互相通信.

8.解:在给定的25个点中任取一点,记为A,以A为圆心,1为半径作圆,若⊙A盖住所有的点,则结论成立;

若不然,则至少有一点B不在圆内,再以B为圆心,1为半径做圆,则所给的25个点中的任意一点要么在⊙A内,要么在⊙B内,

否则,至少有一点C既不在⊙A内,又不在⊙B内,这样,所得三点A、B、C的连线AB、

AC、BC的长都大于1,即在A、B、C三点中无两点距离小于1,与题设矛盾,因此⊙A、

⊙B就可以盖住这25个点.

把⊙A、⊙B作为两个抽屉,把25个点放进去,因为25=12×2+1,由抽屉原理可知,至少有一个圆内有12+1=13个点都位于一个半径为1的圆内. 9.解:下面我们先来讨论任意的完全平方数被9除的余数.

根据同余理论,我们知道,任何一个整数总可以表示成:9k,9k±1,9k±2,9k±3及9k±4这九种情况中的一种.

现在将这九种情况分别平方,于是可得:(9k)2=9×9k2+0;(9k±1)2=9(9k2±2k)+1;

(9k±2)2=9(9k2±4)+4;(9k±3)2=9(9k2±6k+1)+0及(9k±4)2=9(9k2±8k+1)+7.

可见,任何一个完全平方数被9除的余数只可能是0,1,4,7这四种情况之一. 另一方面,由于所选的三个完全平方数之和能被9整除,因此这三个数的余数之和也一定能被9整除;而从0、1、4、7这四个数中选出三个,其和要能被9整除,只可能是{0,0,0}、{1,1,7}、{1,4,4}或{4,7,7}这四种情况中的一种.

而在上面这四种可能的余数组合中,每一组都至多有两种余数,因此至少有两个完全平方数被所9除的余数相同,从而这两个余数相同的完全平方数之差就一定能被9整除. 10.解:因为营员所去地方可分为(故宫),(景山),(北海),(故宫,北海),(故宫,景山),(北海,景山),共6种, 构造为6个抽屉,而营员共有1987名. 由抽屉原理可知,必有

人游览的地方相同,

所以至少有332人游览的地方完全相同.

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11.解:由题目可知,胜负的关键在于这个位数的大小, 于是只考虑这个位数, 试着将范围缩小, 从2002缩小到22, ∵2002=2000+2, 同理:22=20+2,

得到排列:1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 21 22

由上面的排列不难看出上面的两排数将其以横的相加,所得总和的个位数会一样, 那么先取的人拿到22,再根据对称性拿,就可以必胜. 将其推广:先取的人拿到2002,再根据对称性拿,就可以必胜.

12.证明:由于任何一个自然数都可以表示成一个奇数与2n和乘积的形式,而且这种表示方法是惟一的.因此,我们可以按下面的方法来构造50个抽屉: {1,1×2,1×22,1×23,1×26}; {3,3×2,3×22,3×23,3×24,3×25}; {5,5×2,5×22,5×23,5×24}; …;

{49,49×2}; {51}; {53}; …; {99}.

于是从这50个抽屉中任取51个数,根据抽屉原则,其中一定存在至少两个数属于同一个抽屉,即命题得证.

13.证明:用数学归纳法来证明. (1)当n=2时成立. (2)假设,当n=k时,成立. (3)证明:当n=k+1时也成立.

(31)2n﹣1个互不相同的整数中n个整数的和,有C(n,2n﹣1)种互不相同的可能性.

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(32)这C(n,2n﹣1)种互不相同的可能性,落在[0,(2n﹣1)?n]区间内.在这个区间内,不能被n整除的整数个数是(2n﹣1)?(n﹣1)个. (33)证明C(n,2n﹣1)>(2n﹣1)?(n﹣1). (34)原命题得证.

14.解:∵不管怎么组合都不会重复,

∴共有3×5×2×2×2﹣1=120﹣1=119种. 故可以付出不同数额的款共有119种.

15.解:对于任何一个双色n(n≥5)边形,显然去掉红、蓝顶点后,得到一个无色n﹣2边形,

不同的双色n边形去掉红蓝顶点后,得到的是不同的无色n﹣2边形. 反过来,对任一无色多边形,添上红蓝顶点后,总可以得到一个双色多边形, 由此可知,无色多边形(从三角形到十边形)的个数与双色多边形(从五边形到十二边形)的个数相等.

因此,双色多边形的个数多,多出来的数目恰是双色三角形和双色四边形的数目. 双色三角形有10个.

双色四边形有×10×9=45个.

这是由于每对应一个双色三角形,可以有九个双色四边形,而在90个双色四边形中,两两相重,故只有45个双色四边形. ∴双色多边形比无色多边形多55个.

16.解:①.被拉了三次的灯,为2、3、5的最小公倍数,也就是

=66

②.被拉了两次的灯,也就是求2和3、3和5、2和5的最小公倍数的和,这里注意要扣除被重复拉的灯(也就是2、3、5三个数的最小公倍数):66=466

③.被拉了一次的灯,

+

+

﹣2×466﹣3×66=932

+

+

﹣3×

那么最后亮着的灯的数量:1997﹣66﹣932=999

17.解:有4名学生在这三个项目都没有达到优秀,在每个单项上达到优秀的人数分别是17,18,15,

因而,总人数是17+18+15+4=54,

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