初中数学竞赛辅导资料(8)
抽屉原则
内容提要
1. 4个苹果放进3个抽屉,有一种必然的结果:至少有一个抽屉放进的苹果不少于2个(即
等于或多于2个);如果7个苹果放进3个抽屉,那么至少有一个抽屉放进的苹果不少于3个(即的等于或多于3个),这就是抽屉原则的例子。 2. 如果用m定义为:
m个元素分成n个集合(m、n为正整数m>n),则至少有一个集合里元素不少于m个。 3. 根据m?n?表示不小于mn的最小整数,例如?73?=3,?63??2 。那么抽屉原则可
?n??n?的定义,己知m、n可求?mn?;
m?,则可求m的范围,例如己知?m?=3,那么2<m≤3; 己知?nnnn己知?x?=2,则 1<x≤2,即3<x≤6,x有最小整数值4。
33?n?个
例题
例1某校有学生2000人,问至少有几个学生生日是同一天? 分析:我们把2000名学生看作是苹果,一年365天(闰年366天)看作是抽屉,即把m(2000)个元素,分成n(366)个集合,至少有一个集合的元素不少于m解:∵
200017 ∴2000=6 答:至少有6名学生的生日是同一天 ?5
366366366??例2从1到10这十个自然数中,任意取出6个数,其中至少有两个是倍数关系,试说明这
是为什么。
解:我们把1到10的奇数及它们的倍数放在同一集合里,则可分为5个集合,
它们是:{1,2,4,8,},{3,6,},{5,10},{7},{9}。 ∵要在5个集合里取出6个数,
∴至少有两个是在同一集合,而在同一集合里的任意两个数都是倍数关系。 (本题的关键是划分集合,想一想为什么9不能放在3和6的集合里)。
例3袋子中有黄、红、黑、白四种颜色的小球各6个,请你从袋中取出一些球,要求至少有3个颜色相同,那么至少应取出几个才有保证。 分析:我们可把4种球看成4个抽屉(4个集合),至少有3个球同颜色,看成是至少有一个抽屉不少于3个(有一个集合元素不少于3个)。 解:设至少应取出x个,用{x}表示不小于x的最小整数,那么{x}=3,
444∴2<x≤3, 即8<x ≤12, 最小整数值是9。
4答:至少要取出9个球,才能确保有三个同颜色。
例4等边三角形边长为2,在这三角形内部放入5个点,至少有2个点它们的距离小于1,试说明理由。
解:取等边三角形各边中点,并連成四个小三角形(如图)它们边长等于1, ∵5个点放入4个三角形, ∴至少有2个点放在同一个三角形内,
而同一个三角形内的2个点之间的距离必小于边长1。 练习8 1. 初一年新生从全县17个乡镇招收50名,则至少有_人来自同 一个乡镇。
2. 任取30个正整数分别除以7,那么它们的余数至少有__个是相同的。
3. 在2003m中,指数m任意取10个正整数,那么这10个幂的个位数中相同的至少于__个.
4. 暗室里放有四种不同规格的祙子各30只,为确保取出的祙子至少有1双(2只同规格为1双)那么至少要取几只?若要确保10双呢?
5. 袋子里有黑、白球各一个,红、蓝、黄球各6个.请你拿出一些球,要确保至少有4个同颜色,那么最少要取几个?
6. 任意取11个正整数,至少有两个它们的差能被10整除,这是为什么? 7. 右图有3行9列的方格,若用红、蓝两种颜色涂上,则至少有2列的涂色方式是一样的,试说明这是为什么。
8. 任意取3个正整数,其中必有两个数它们的平均数也是正整数。试说明理由。
9. 90粒糖果分给13个小孩,每人至少分1粒,不管怎样分,总有两人分得同样多,这是为什么?
10.11个互不相同的正整数,它们都小于20,那么一定有两个是互质数。(最大公约数是1的两个正整数叫互质数) 11.任意6个人中,或者有3个人他们之间都互相认识,或者有3个人他们之间都互不相识,两者必居其一,这是为什么?
初中数学竞赛辅导资料(9)
一元一次方程解的讨论 甲内容提要
1, 方程的解的定义:能使方程左右两边的值相等的未知数的值叫做方程的解。一元方程的
解也叫做根。
例如:方程 2x+6=0, x(x-1)=0, |x|=6, 0x=0, 0x=2的解 分别是: x=-3, x=0或x=1, x=±6, 所有的数,无解。 2, 关于x 的一元一次方程的解(根)的情况:化为最简方程ax=b后, 讨论它的解:当a≠0时,有唯一的解 x=
b; a当a=0且b≠0时,无解;
当a=0且b=0时,有无数多解。(∵不论x取什么值,0x=0都成立) 3, 求方程ax=b(a≠0)的整数解、正整数解、正数解 当a|b时,方程有整数解;
当a|b,且a、b同号时,方程有正整数解; 当a、b同号时,方程的解是正数。
综上所述,讨论一元一次方程的解,一般应先化为最简方程ax=b 乙例题
例1 a取什么值时,方程a(a-2)x=4(a-2) ①有唯一的解?②无解? ③有无数多解?④是正数解?
解:①当a≠0且a≠2 时,方程有唯一的解,x=
②当a=0时,原方程就是0x= -8,无解; ③当a=2时,原方程就是0x=0有无数多解 ④由①可知当a≠0且a≠2时,方程的解是x=
4 a4,∴只要a与4同号, a即当a>0且a≠2时,方程的解是正数。 例2 k取什么整数值时,方程
①k(x+1)=k-2(x-2)的解是整数?
②(1-x)k=6的解是负整数? 解:①化为最简方程(k+2)x=4
当k+2能整除4,即k+2=±1,±2,±4时,方程的解是整数 ∴k=-1,-3,0,-4,2,-6时方程的解是整数。 ②化为最简方程kx=k-6,
当k≠0时x=
k?66=1-, kk只要k能整除6, 即 k=±1,±2,±3,±6时,x就是整数
当 k=1,2,3时,方程的解是负整数-5,-2,-1。
例3 己知方程a(x-2)=b(x+1)-2a 无解。问a和b应满足什么关系? 解:原方程化为最简方程: (a-b)x=b
∵方程无解,∴a-b=0且b≠0 ∴a和b应满足的关系是a=b≠0。
例4 a、b取什么值时,方程(3x-2)a+(2x-3)b=8x-7有无数多解? 解:原方程化为最简方程:(3a+2b-8)x=2a+3b-7, 根据 0x=0时,方程有无数多解,可知 当 ??3a?2b?8?0时,原方程有无数多解。
?2a?3b?7?0解这个方程组得??a?2 b?1? 答当a=2且b=1时,原方程有无数多解。
丙练习(9)
1, 根据方程的解的定义,写出下列方程的解:
① (x+1)=0, ②x2=9, ③|x|=9, ④|x|=-3, ⑤3x+1=3x-1, ⑥x+2=2+x
2,关于x的方程ax=x+2无解,那么a__________ 3,在方程a(a-3)x=a中,
当a取值为____时,有唯一的解; 当a___时无解;
当a_____时,有无数多解; 当a____时,解是负数。 4, k取什么整数值时,下列等式中的x是整数?
① x=
462k?33k?2 ②x= ③x= ④x= kk?1kk?15, k取什么值时,方程x-k=6x的解是 ①正数? ②是非负数?
6, m取什么值时,方程3(m+x)=2m-1的解 ①是零? ②是正数?
3x?6a?2的根是正数,那么a、b应满足什么关系? ?1?42x28, m取什么整数值时,方程(?1)m?1?m的解是整数?
33b39, 己知方程(x?1)?1?ax有无数多解,求a、b的值。
227, 己知方程
初中数学竞赛辅导资料(10)
二元一次方程的整数解
甲内容提要
1, 二元一次方程整数解存在的条件:在整系数方程ax+by=c中,
若a,b的最大公约数能整除c,则方程有整数解。即 如果(a,b)|c 则方程ax+by=c有整数解
显然a,b互质时一定有整数解。
例如方程3x+5y=1, 5x-2y=7, 9x+3y=6都有整数解。 返过来也成立,方程9x+3y=10和 4x-2y=1都没有整数解, ∵(9,3)=3,而3不能整除10;(4,2)=2,而2不能整除1。 一般我们在正整数集合里研究公约数,(a,b)中的a,b实为它们的绝对值。 2, 二元一次方程整数解的求法:
若方程ax+by=c有整数解,一般都有无数多个,常引入整数k来表示它的通解(即所有的解)。k叫做参变数。
方法一,整除法:求方程5x+11y=1的整数解
1?11y1?y?10y1?y=??2y (1) , 5551?y 设,则y=1-5k (2) , ?k(k是整数)
5解:x=
把(2)代入(1)得x=k-2(1-5k)=11k-2 ∴原方程所有的整数解是?方法二,公式法:
?x?11k?2(k是整数)
?y?1?5k?x?x0?x?x0?bk设ax+by=c有整数解?则通解是?(x0,y0可用观察法)
y?y?aky?y00??3, 求二元一次方程的正整数解:
① 出整数解的通解,再解x,y的不等式组,确定k值 ② 用观察法直接写出。
乙例题
例1求方程5x-9y=18整数解的能通解
18?9y15?10y?3?y3?y ??3?2y?5553?y设,y=3-5k, 代入得x=9-9k ?k(k为整数)
5解x=
?x?9?9k ∴原方程整数解是? (k为整数)
y?3?5k?又解:当x=o时,y=-2, ∴方程有一个整数解??x?0?9y?x?0它的通解是?(k为整数)
y??2?5ky??2?? 从以上可知整数解的通解的表达方式不是唯一的。
例2,求方程5x+6y=100的正整数解 解:x= 设
100?6yy?20?y?(1), 55y?k(k为整数),则y=5k,(2) 5把(2)代入(1)得x=20-6k, ∵??x?0?20?6k?0 解不等式组?
?y?0?5k?020,k的整数解是1,2,3, 6得0<k<
?x?14?x?8?x?2∴正整数解是? ??y?10y?15y?5???例3,甲种书每本3元,乙种书每本5元,38元可买两种书各几本?
解:设甲种书买x本,乙种书买y本,根据题意得
3x+5y=38 (x,y都是正整数) ∵x=1时,y=7,∴??x?1是一个整数解 y?7?∴通解是??x?1?5k(k为整数)
?y?7?3k解不等式组??1?5k?017得解集是??k? ∴整数k=0,1,2
53?7?3k?0?x?1?y?7?x?6?x?11 ???y?4?y?1把k=0,1,2代入通解,得原方程所有的正整数解?答:甲、乙两种书分别买1和7本或6和4本或11和1本。
丙练习10
1, 求下列方程的整数解
①公式法:x+7y=4, 5x-11y=3 ②整除法:3x+10y=1, 11x+3y=4
2, 求方程的正整数解:①5x+7y=87, ②5x+3y=110
3,一根长10000毫米的钢材,要截成两种不同规格的毛坯,甲种毛坯长300毫米,乙种毛坯长250毫米,有几种截法可百分之百地利用钢材?
4, 兄弟三人,老大20岁,老二年龄的2倍与老三年龄的5倍的和是97,求兄弟三人的岁
数。
5, 下列方程中没有整数解的是哪几个?答:________(填编号)
① 4x+2y=11, ②10x-5y=70, ③9x+3y=111,
④18x-9y=98, ⑤91x-13y=169, ⑥120x+121y=324.
6, 一张试巻有20道选择题,选对每题得5分,选错每题反扣2分,不答得0分,小这军同学得48分,他最多得几分?
7. 用观察法写出方程3x+7y=1几组整数解: y= x=
1 4 -2 1?7y? 3
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