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时间:2019-04-19
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1、第六讲最大与最小问题第六讲最大与最小问题 先看一个简单的问题: 妈妈让小明给客人烧水沏茶.洗开水壶要用1分钟,烧开水要用15分钟,洗茶壶要用1分钟,洗茶杯要用1分钟,拿茶叶要用2分钟,小明估算了一下,完成这些工作要花20分钟.为了使客人早点喝上茶,按你认为最合理的安排,多少分钟就能沏茶了? 这个题目,取材于华罗庚教授1965年发表的《统筹方法平话》. 开水壶不洗,不能烧开水,因而洗开水壶是烧开水的先决条件;没开水、没茶叶、不洗壶杯则不能泡茶,这些又是泡茶的先决条件.因此我们可以列出它们的相互关系图 从上图中很容易看出,最省时间的办法是:先洗开水壶用1分钟,接
2、着烧开水用15分钟,在等待水开的过程中,可以完成洗茶壶、洗茶杯、拿茶叶,水开了就沏茶,这样仅用16分钟就能沏茶了,这是没有“窝工”的最合理的安排,用最少的时间完成了工作. 像这样,研究某种量(或几种量)在一定条件下取得最大值或最小值的问题,我们称为最大与最小问题. 在日常生活、科学研究和生产实践中,存在大量的最大与最小问题.如,把一些物资从一个地方运到另一个地方,怎样运才能使路程尽可能短,运费最省;一项(或多项)工作,如何安排调配,才能使工期最短、效率最高等等,都是最大与最小问题.这里贯穿了一种统筹的数学思想-最优化原则.概括起来就是:要在尽可能节省人力、物力和时间
3、的前提下,争取获得在可能范围内的最佳效果.这一原则在生产、科学研究及日常生活中有广泛的应用.一、数、式、方程(组)中的最大最小问题 例1把14拆成几个自然数的和,再求出这些数的乘积,如何拆可以使乘积最大? 分析与解答这要考虑到一些隐含着的限制条件,可以这样思考:file:///C
4、/DocumentsandSettings/Administrator/桌面/小学1-6年级奥数书/小学生6年级数学奥数/11241_SR.HTM(第1/9页)[2010-07-048:24:37]第六讲最大与最小问题 ①要使14拆成的自然数的乘积最大,所拆成的数的个数要尽可能多,多一个
5、可以多乘一次,但1不应出现,因为1与任何数的积仍为原数. ②拆出的加数不要超过4,例如5,它还可以拆成2和3,而2×3>5,所以加数大于4的数还要继续拆小. ③由于4=2+2,又4=2×2,因此拆出的加数中可以不出现4. ④拆出的加数中2的个数不能多于两个.例如拆成三个2,不如拆成两个3.因为三个2的积为8,两个3的积为9,这就是说,应尽可能多拆出3. 因为14=3×4+2,所以把14拆成3、3、3、3、2时,积为3×3×3×3×2=162最大. 对最大与最小问题一要注意变化规律,即弄清思路,又要注意限制条件,对于字母则要根据其特点进行讨论分析. 例2已知p
6、・q-1=x,其中p、q为质数且均小于1000,x是奇数,那么x的最大值是____. 分析与解答由p・q-1=x,x为奇数可知, q・p=x+1是偶数 又因为p、q为质数,所以p、q中必有一个为偶质数2.不妨设p=2. 为了使x尽可能大,只须取q为最大的三位质数997.这时x达到最大值: 2×997-1=1993. 方程中有参数和其他条件,也可能出现最大或最小问题. 的根为自然数,则最小自然数a=____. 分析与解答由原方程可得 file:///C
7、/DocumentsandSettings/Administrator/桌面/小学1-6年级奥数书/
8、小学生6年级数学奥数/11241_SR.HTM(第2/9页)[2010-07-048:24:37]第六讲最大与最小问题 例4求同时满足a+b+c=6,2a-b+c=3,且b≥c≥0的a的最大值及最小值. 分析既然是求a的最大值及最小值,就要想办法将b及c用a的代数式表示出来,再根据b≥c≥0来求.求b及c可将a+b+c=6,2a-b+c=3看作含b、c的二元一次方程组 二、统筹方法中教学思想方法的初步应用 在开始引例中引用了华罗庚教授《统筹方法平话》中的例子,统筹方法是生产建设和企业管理中合理安排工作的一种科学方法,它对于进行合理调度、加快工作进展、提高工作效率
9、、保证工作质量是十分有效的,所用数学思想是朴素而精彩的. 例55个人各拿一个水桶在自来水龙头前等候打水,他们打水所需的时间分别是1分钟、2分钟、3分钟、4分钟和5分钟.如果只有一个水龙头,试问怎样适当安排他们的打水顺序,使所有人排队和打水时间的总和最小?并求出最小值. 分析这是我们经常遇到而不去思考的问题,其中却有着丰富的数学思想.5个人排队一file:///C
10、/DocumentsandSettings/Administrator/桌面/小学1-6年级奥数书/小学生6年级数学奥数/11241_SR.HTM(第3/9页)[2010-0
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