25講奇數 偶數與奇偶分析

2022-12-03 00:09:03 字數 4407 閱讀 7243

整數按能否被2整除分為兩大類:奇數和偶數,奇數與偶數有下列基本性質:

1.奇數≠偶數

2.兩個整數相加(減)或相乘,結果的奇偶性如下表所示

3.若干個奇數之積是奇數,偶數與任意整數之積是偶數;偶數個奇數的和為偶數,若干個偶數的和為偶數.

4.設m、n是整數,則m土n,的奇偶性相同.

5.設m是整數,則m與,mn的奇偶性相同.

奇偶性是整數的固有屬性,通過分析整數的奇偶性來解決問題的方法叫奇偶分析法.

例題 【例1】 三個質數之和為86,那麼這三個質數是

希望盃」邀請賽試題)

思路點撥運用奇數、偶數、質數、合數性質,從分析三個加數的奇偶性人手.

注: 18世紀的哥尼斯堡,有7座橋把這兒的普雷格爾河中兩個小島與河岸聯絡起來,在這迷人的地方,人們議論著乙個有趣的問題.乙個遊人怎樣才能不重複地一次走遍7座橋,而最後又回到出發點.

2023年彼得堡院士尤拉巧妙地解決了這個問題.尤拉把乙個複雜的實際問題化為乙個簡單的幾何圖形,他指出只要我們能從一點出發,不重複地一筆把這樣的圖形畫出來,那麼就可說明遊人能夠不重複地一次走遍這7座橋,這就是著名的「一筆畫」問題的來歷.

利用奇偶分析不難得到一般的結論:凡是能一筆畫成的圖形,它上面除了起點和終點外的每乙個點總是一筆進來,一筆出去.因此,除了起點和終點外的每乙個點都有偶數條線和它相連.

簡單地說,當且僅當圖形中的奇結點(每點出發有奇數字線)的個數不大於2時,這個圖形才能一筆畫.

【例2】 如果a、b、c是三個任意的整數,那麼( ).

a.都不是整數 b.至少有兩個整數 c.至少有乙個整數 d.都是整數

2023年ti杯全國初中數學競賽題)

思路點撥舉例驗證或從a、b、c的奇偶性說明.

【例3】 (1)設1,2,3,…,9的任一排列為al,a2,a3…,a9.求證:(all一1)( a2 —2)…(a9—9)是乙個偶數.

(2)在數11,22,33,44,54,…20022002,20032003,這些數的前面任意放置「+」或「一」號,並順次完成所指出的運算,求出代數和,證明:這個代數和必定不等於2003.

思路點撥 (1)轉換角度考察問題,化積的奇偶性為和的奇偶性來研究;(2)由於任意添「十」號或「一」號,形式多樣,因此不可能一一嘗試再作解答,從奇數、偶數的性質人手.

【例4】已知都是+1或一1,並且,求證:n是4的倍數.

思路點撥可以分兩步,先證n是偶數2k,再證明k是偶數,解題的關鍵是從已知等式左邊各項的特點受到啟發,挖掘隱含的乙個等式.

【例5】 遊戲機的「方塊」中共有下面?種圖形.每種「方塊」都由4個l×l的小方格組成.現用這7種圖形拼成乙個7× 4的長方形(可以重複使用某些圖形).

問:最多可以用這7種圖形中的幾種圖形?

思路點撥為了形象化地說明問題,對7×4的長方形的28個小方格黑白相間染色,除「品字型」必佔3個黑格1個白格或3個白格1個黑格,其餘6個方格各佔2個黑格2個白格.

注:對同乙個數學物件,從兩個方向考慮(n項和與積),再將這兩個方面合在一起整體考慮,得出結論,這叫計算兩次原理,通過計算兩次可以建立方程,證明恒等式等.

在一定的規則下,進行某種操作或變換,問是否(或證明)能夠達到乙個預期的目的,這就是所謂操作變換問題,此類問題變化多樣,解法靈活,解題的關鍵是在操作變換中,挖掘不變數,不變性.

一些非常規數字問題需要恰當地數學化,以便計算或推理.引入字母與賦值法是數學化的兩種常用方式方法.

所謂賦值法就是在解題時,將問題中的某些元素用適當的數表示,然後利用這些數值的大小,正負性、奇偶性等進行推理論證的一種解題方法.

【例6】桌上放著七隻杯子;杯口全朝上,每次翻轉四個杯子:問能否經過若干次這樣的翻動,使全部的杯子口都朝下?

思路點撥這不可能.我們將口向上的杯於記為:「0」,口向下的杯子記為「1」.開始時,由於七個杯子全朝上,所以這七個數的和為0,是個偶數.乙個杯子每翻動一次,所記數由0變為1,或由l變為0,改變了奇偶性.每一次翻動四個杯子,因此,七個之和的奇偶性仍與原來相同.所以,不論翻動多少次,七個數之和仍為偶數.而七個杯子全部朝下,和為7,是奇數,因此,不可能.

整數可以分為奇數和偶數兩類.

【例7】在1,2,3,…,2005前面任意添上乙個正號或負號,它們的代數和是奇數還是偶數?

思路點撥兩個整數之和與這兩個整數之差的奇偶性相同,只要知道1+2+3+…+2005的奇偶性即可.

因兩個整數的和與差的奇偶性相同,所以,在1,2,3,…,2005中每個數前面添上正號或負號,其代數和應與1+2+3+…+2005的奇偶性相同,而1+2+3+…+2005= (1+ 2005)×2005=1003 ×2005為奇數;因此,所求代數和為奇數.

注:抓住「a+b與a—b奇偶性相同」,通過特例1十2十3十…十2005得到答案.

【例8】「 元旦聯歡會上,同學們互贈賀卡表示新年的:良好祝願.「無論人數是什麼數,用來交換的賀卡的張數總是偶數.」這句話正確嗎?試證明你的結論.

思路點撥用分類討論的思想方法,從「無論人數是什麼數」入手,考慮人數為奇數或偶數的兩種情況.

這句話是正確的.下面證明之.

若聯歡會上的人數為偶數,設為2m (m為整數),則每個人贈送給同學們的賀卡張數為奇數,即(2m—1).那麼,賀卡總張數為2m(2m—1)=4m2-2m,顯然是偶數.

若聯歡會上的人數為奇數,設為2m+1(m為整數,則每個人贈送給同學們的賀卡張數應是2m,為偶數.賀卡總張數為(2m+1)·2m,仍為偶數.

故「用來交換的賀卡張數總是偶數」是對的.

注:按奇數和偶數分類考慮問題是常見的解決此類問題的策略之一.

【例9】桌面上放有1993枚硬幣,第1次翻動1993枚,第2次翻動其中的1992枚,第3次翻動其中的1991枚,…,第1993次翻動其中一枚,試問:能否使桌面上所有的1993枚硬幣原先朝下的一面都朝上?並說明理由.

思路點撥若要把一枚硬幣原先朝下的一面朝上,應該翻動該硬幣奇數次.因此,要把1993枚硬幣原先朝下的一面都朝上,應該翻動這1993枚硬幣的總次數為奇數.現在1993次翻動的總次數為1+2+3+…+1993=1993×(1+1993)/2=1993×997是個奇數,故猜想可以使桌面上1993枚硬幣原先朝下的一面都朝上.

理由如下:按規定,1993次翻動的總次數為1+2+3+…+1993=1993×(1+1993)/2=1993×997,所以翻動的次數為奇數,而且可見每個硬幣平均翻動了997次.而事實上,只要翻動一枚硬幣奇數次,就能使這枚硬幣原先朝下的一面朝上.按如下的方法進行翻動:

第1次翻動全部1993枚,

第2次翻動其中的1992枚,第1993次翻動第2次未翻動的那1枚,

第3次翻動其中的1991枚,第1992次翻動第3次未翻動的2枚,

第997次翻動其中的997枚,第998次翻動第997次未翻動的996枚.

這樣,正好每枚硬幣被翻動了997次,就能使每一枚硬幣原來朝下的一面都朝上.

注:靈活、巧妙地利用奇倆性分析推理,可以解決許多複雜而有趣的問題,並有意想不到的效果.

【例10】在6張紙片的正面分別寫上整數:1、2、3、4、5、6,打亂次序後,將紙片翻過來,在它們的反面也隨意分別寫上1-6這6個整數,然後,計算每張紙片的正面與反面所寫數字之差的絕對值,得出6個數.請你證明:所得的6個數中至少有兩個是相同的.

思路點撥從反面人手,即設這6個數兩兩都不相等,利用與(=1,2,3,4,5,6)的奇偶性相同,引入字母進行推理證明.

設6張卡片正面寫的數是,反面寫的數對應為,則這6張卡片正面寫的數與反面寫的數的絕對值分別為,,,,,.設這6個數兩兩都不相等,則它們只能取0,1,2,3,4,5這6個值.

於是+++++=0+1+2+3+4+5=15是個奇數.

另一方面,與(=1,2,3,4,5,6)的奇偶性相同.所以+++++與(a1一b1)+(a2一b2)+(a3一b3)+(a4一b4)+(a5一b5)+(a6一b6)=一=(1+2+3+4+5+6)一(1+2+3+4+5+6)=o的奇偶性相同,而0是個偶數,15是奇數,兩者矛盾.

所以,,,,,,這6個數中至少有兩個是相同的.

注:反證法是解決奇、偶數問題中常用的方法.

【例11】有乙隻小渡船往返於一條小河的左右兩岸之間,問:

(1)若最初小船是在左岸,往返若干次後,它又回到左岸,那麼這只小船過河的次數是奇數還是偶數?

如果它最後到了右岸,情況又是怎樣呢?

(2)若小船最初在左岸,它過河99次之後,是停在左岸還是右岸?

思路點撥 (1)小船最初在左岸,過一次河就到了右岸,再過一次河就由右岸回到左岸,即每次由左岸出發到右岸後再回到左岸,都過了兩次河.因此,小船由左岸開始,往返多次後又回到左岸,則過河的次數必為2的倍數,所以是偶數.同樣的道理,不難得出,若小船最後停在右岸,則過河的次數必為奇數.

(2)通過(1),我們發現,若小船最初在左岸,過偶數次河後,就回到左岸;過奇數次河後,就停在右岸.現在小船過河99次,是奇數次.因此,最後小船該停在右岸.

注關鍵是對過河次數的理解:乙個單程,即由左岸到右岸(或由右岸到左岸)就過河一次;往返乙個來回就過河兩次.

【例12】黑板上寫了三個整數,任意擦去其中乙個,把它改寫成另兩個數的和減去1,這樣繼續下去,得到1995、1996、1997,問原來的三個數能否是2、2、2?

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