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第十三講 估計與估算

2004-04-19 10:33:00      下載試卷

 

  1992年小學數學奧林匹克初賽(B)卷第3題是:

  

的結果是x。那么,與x最接近的整數是____。

  這道題并不要求求x,而求“與x最接近的整數”,這就是估計或估算。

  估計與估算是一種十分重要的算法,在生活實踐和數學解題中有廣泛的應用,其表現形式通常有以下兩種:

  (1)省略尾數取近似值,即觀其“大概”;

  (2)用放大或縮小的方法來確定某個數或整個算式的取值范圍,即估計范圍。

  例1 A=12345678910111213÷31211101987654321,求 A的小數點后前3位數字。

  解:A>1234÷3122=0.3952…

    A<1235÷3121=0.3957…

  所以0.3952<A<0.3957,A的小數點后前3位數是395。

  說明:上述解法是采用放縮法估計范圍解答的,本題還可采用取近似值的辦法求解。解法如下:

  將被除數、除數同時舍去13位,各保留4位,則有

  1234÷3121≈0.3953≈0.395。

  

得它們的和大于3,至少要選多少個數?

  解:要使所選的數盡量少,所選用的數就應盡量大,所以應從開頭依次選。首先注意到:

  

  

  從而

  

  

  所以,至少應選11個數。

  說明:(1)上述解答是采用取近似值的辦法估值的,也可以利用放縮法估值解答。解法如下:

  

  

  

  所以,至少應選11個數。

  (2)以上解答過程中包括兩個方面,其一是確定選數的原則;其二是驗算找到“分界聲、”,而這里的驗算只是一種估計或估算,并不要求精確。

  (3)類似的問題是至少取出多少個數,才能使取出的數的和大于2?

  答案是7,請讀者自己練習。

  例3 右面的算式里,每個方框代表一個數字。問:這6個方框中的數字的總和是多少?

  

  解:每個方框中的數字只能是0~9,因此任兩個方框中的數字之和最多是18。現在先看看被加數與加數中處于百位的兩個數字之和,這個和不可能小于18,因為不管它們后面的兩個二位數是什么,相加后必小于200,也就是說最多只能進1。這樣便可斷定,處于百位的兩個數字之和是18,而且后面兩位數相加進1。

  同樣理由,處于十位的兩個數字之和也是18,而且兩個個位數字相加后進1。因此,處于個位的兩個數字之和必是17。

  所以,6個方框中數字之和為18+18+17=53。

  例4 如果兩個四位數的差等于8921,就說這兩個四位數組成一個數對,那么這樣的數對共有多少個,

  解:最小的四位數是1000,與1000組成一個數對的另一個四位數是 8921+1000=9921,也就是最小一個數對是 9921與1000。同時由最大的四位數是9999,可知共有

  9999-(9921―1)=79(個)

  不同的被減數。所以,這樣的數對共有79個。

  說明:解答的關鍵在于確定符合條件的的最小數對(9921,1000),同時因為有幾個不同的被減數,就有幾個不同的減數相對應地存在,所以我們只要考慮有幾個不同的被減數即可。

  例5 七位數175□62□的未位數字是幾時,不管千位上是0~9中的哪一個數字,這個七位數都不是11的倍數?

  解:因為1750620÷11=159147……3,

      1759629÷11=159966……3,

  所以這個七位數是11的倍數的最小值是1750628,最大值是1759626。

  又因為1001=7×11×13,由數的整除性質,可知1750628加上若干個1001,或1759626減去若干個1001后,其值也是11的倍數。這樣1750628,1751629,1759626,1758625,1757624,1756623,1755622,1754621,1753620都是11的倍數。

  由上述討論可知七位數175□62□的末位數字是7時,不管其千位上是0到9中的哪一個數字,這個七位數都不是11的倍數。

  說明:上述解法是利用估算確定出取值范圍再進行討論。此題也可由能被11整除的數的特征入手解決。留給讀者思考。

  例6 小明的兩個衣服口袋中各有13張卡片,每張卡片上分別寫著1,2,3,…,13。從這兩個口袋中各拿出1張卡片并計算2張卡片上的數的乘積,可以得到許多不相等的乘積。那么,其中能被6整除的乘積共有多少個?

  解:根據題意可知,在所得到的許多不相等的乘積中,最小值是 1×1=1,最大值是13×13=169,并且1與169都不能被 6整除,這樣,在得到的許多不相等的積中,能被6整除的最小值是1×6=6,最大值是13×12=26×6,而介于1×6與26×6之間的能被6整除的數并非每個都是2張卡片上的數的積,如25×6,23×6, 21×6,19×6,17×6這五個就不是。

  所以,這些積中能被6整除的數共有

  26-5=21(個)。

  說明:解答這類問題要特別注意:不能簡單地根據最小值是6的1倍,最大值是6的26倍,就錯誤地下結論是26個。

  

  。如果取每個數的整數部分(例如1.64的整數部分是1,

  解:關鍵是判斷從哪個數開始整數部分是2。因為2-1.64=0.36,我們11+19×2=49。

  例8 有一列數,第一個數是105,第二個數是85,從第三個數開始,每個數都是它前面兩個數的平均數,那么第19個數的整數部分是幾?

  總介于這兩個數之間,所以后面各數的整數部分均為91,當然第19個數的整數部分也為91。

  說明:注意到每個正數都介于兩個相鄰整數n和n+1之間,或者寫成n≤a<n+1,此時n就是a的整數部分。因此確定某個正數的整數部分,實際上就是去估計它介于哪兩個相鄰自然數之間。

  例9 求下式中S的整數部分:

  

  解:根據“一個分數,當分子不變而分母變大時,分數值變小;當分子不變,分母變小時,分數值變大”對S的分母進行放縮。

  

  不但非常麻煩,而且容易出錯。為了求得一個數大概是多少,我們采用放縮法,以確定它的范圍,也就是估值。放縮是解答估值問題的一種常用方法。在用這種方法時,一定要注意放縮要適當,要合情合理。

  一個類似的問題是

  

  答案是19。

  例10 學校組織若干人參加夏令營。先乘車,每個人都要有座位,這樣需要每輛有60個座位的汽車至少4輛。而后乘船,需要定員為70人的船至少3條。到達營地后分組活動,分的組數跟每組的人數恰好相等。這個學校參加夏令營的人有多少?

  解:由“每輛有60個座位的汽車至少4輛”可知,參加夏令營的人數在(60×3+1=)181~(60×4=) 240人之間。

  由“需要定員為70人的船至少3條”可知,參加夏令營人數在(70×2+1=)141~(70×3=)210人之間。

  這樣,參加夏令營的人數在181~210人之間。又由“分的組數和每組人數恰好相等”可知,參加夏令營的人數一定是一個平方數。而181~210之間只有196是平方數,所以參加夏令營的人數是196。

  說明:解答此題的關鍵是估計人數的范圍:

  從乘車來看,1≤第四輛車人數≤60,

  從乘船來看,1≤第三條船人數≤70,

  所以,181≤夏令營的人數≤210。

  例11 將自然數按如下順序排列:

  1 2 6 7 15 16 …

  3 5 8 14 17 …

  4 9 13 …

  10 12 …

  11 …

  在這樣的排列下,數字3排在第2行第1列,數字13排在第3行第3列。

  問:數字168排在第幾行第幾列?

  分析:我們來分析一下給出數陣中每一斜行的規律。這里第2斜行的數字是3,2;第3斜行的數字是4,5,6;余此類推。仔細觀察后我們發現:

  奇數斜行中的數字由下向上遞增,

  偶數斜行中的數字由上向下遞增,

  

  我們只要找出168位于第幾斜行,再換算成原數陣中的第幾行第幾列,問題便解決了。

  18斜行最大的數字是171,所以168位于第18斜行。第18斜行中的數字是由上向下遞增,因此,168位于第18斜行由上向下數第(168-153=)15位,換算成原數陣的行和列,便是第15行,第(18-15+1=)4列。

  解法2:為方便起見,可將數陣按順時針方向旋轉45°,則原數陣變為

  1

  3 2

  4 5 6

  10 9 8 7

  11 12 13 14 15

  … … … … … … … … … …

  設168位于上述數陣的第n行,則

  1+2+…+(n―1)<168≤1+2+…+n,

  

  

  可見,n應為18,即168位于上述數陣中的第18行。

  又 168-153=15,18-15+1=4,由數陣排列次序可知168位于上述數陣的第18行從左數第4個數,從右數第15個數。將上述數陣還原為題中數陣,168在第15行第4列的位置上。

  例12 唐老鴨與米老鼠進行萬米賽跑,米老鼠每分鐘跑125米,唐老鴨每分鐘跑100米。唐老鴨手中掌握著一種迫使米老鼠倒退的電子遙控器,通過這種遙控器發出第n次指令,米老鼠就以原來速度的n×10%倒退一分鐘,然后再按原來的速度繼續前進。如果唐老鴨想在比賽中獲勝,那么它通過遙控器發出指令的次數至少是多少次?

  解:唐老鴨跑完1萬米需要100分鐘。設唐老鴨在100分鐘內共發出n次迫使米老鼠倒退的指令,則在100分鐘內米老鼠有n分鐘的時間在倒退,有(100-n)分鐘的時間在前進,依題意有

 125×(100-n)-125×(0.1+0.1×2+0.1×3+…+0.1×n)<10000,整理得 n(n+21)>400。

  當 n=12時, n+21=33,12×33=396<400。

  當 n=13時,n+21=34,12×34=442>400。

  所以n至少等于13,即遙控器發出指令的次數至少是13次。

 

來源:www.jiajiao100.com 作者:Dfss

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