小学数学奥数基础教程(四年级)目30讲全.doc
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1、- 67 -小学奥数基础教程(四年级)小学奥数基础教程(四年级)第1讲 速算与巧算(一) 第2讲 速算与巧算(二) 第3讲 高斯求和 第4讲 4,8,9整除的数的特征 第5讲 弃九法 第6讲 数的整除性(二) 第7讲 找规律(一)第8讲 找规律(二)第9讲 数字谜(一)第10讲 数字谜(二)第11讲 归一问题与归总问题第12讲 年龄问题第13讲 鸡兔同笼问题与假设法第14讲 盈亏问题与比较法(一)第15讲 盈亏问题与比较法(二)第16讲 数阵图(一)第17讲 数阵图(二)第18讲 数阵图(三)第19将 乘法原理第20讲 加法原理(一)第21讲 加法原理(二)第22讲 还原问题(一)第23讲 还
2、原问题(二)第24讲 页码问题第25讲 智取火柴第26讲 逻辑问题(一)第27讲 逻辑问题(二)第28讲 最不利原则第29讲 抽屉原理(一)第30讲 抽屉原理(二)第1讲 速算与巧算(一)计算是数学的基础,小学生要学好数学,必须具有过硬的计算本领。准确、快速的计算能力既是一种技巧,也是一种思维训练,既能提高计算效率、节省计算时间,更可以锻炼记忆力,提高分析、判断能力,促进思维和智力的发展。我们在三年级已经讲过一些四则运算的速算与巧算的方法,本讲和下一讲主要介绍加法的基准数法和乘法的补同与同补速算法。例1 四年级一班第一小组有10名同学,某次数学测验的成绩(分数)如下:86,78,77,83,9
3、1,74,92,69,84,75。求这10名同学的总分。分析与解:通常的做法是将这10个数直接相加,但这些数杂乱无章,直接相加既繁且易错。观察这些数不难发现,这些数虽然大小不等,但相差不大。我们可以选择一个适当的数作“基准”,比如以“80”作基准,这10个数与80的差如下:6,-2,-3,3,11,-6,12,-11,4,-5,其中“-”号表示这个数比80小。于是得到总和=8010(6-2-3311-8009809。实际计算时只需口算,将这些数与80的差逐一累加。为了清楚起见,将这一过程表示如下:通过口算,得到差数累加为9,再加上8010,就可口算出结果为809。例1所用的方法叫做加法的基准数
4、法。这种方法适用于加数较多,而且所有的加数相差不大的情况。作为“基准”的数(如例1的80)叫做基准数,各数与基准数的差的和叫做累计差。由例1得到:总和数=基准数加数的个数+累计差,平均数=基准数+累计差加数的个数。在使用基准数法时,应选取与各数的差较小的数作为基准数,这样才容易计算累计差。同时考虑到基准数与加数个数的乘法能够方便地计算出来,所以基准数应尽量选取整十、整百的数。例2 某农场有10块麦田,每块的产量如下(单位:千克):462,480,443,420,473,429,468,439,475,461。求平均每块麦田的产量。解:选基准数为450,则累计差=1230730232118112
5、51150,平均每块产量=4505010455(千克)。答:平均每块麦田的产量为455千克。求一位数的平方,在乘法口诀的九九表中已经被同学们熟知,如7749(七七四十九)。对于两位数的平方,大多数同学只是背熟了1020的平方,而2199的平方就不大熟悉了。有没有什么窍门,能够迅速算出两位数的平方呢?这里向同学们介绍一种方法凑整补零法。所谓凑整补零法,就是用所求数与最接近的整十数的差,通过移多补少,将所求数转化成一个整十数乘以另一数,再加上零头的平方数。下面通过例题来说明这一方法。例3 求292和822的值。解:292=2929(291)(29-1)1230281840+1841。8228282
6、(822)(822)22808446720+46724。由上例看出,因为29比30少1,所以给29“补”1,这叫“补少”;因为82比80多2,所以从82中“移走”2,这叫“移多”。因为是两个相同数相乘,所以对其中一个数“移多补少”后,还需要在另一个数上“找齐”。本例中,给一个29补1,就要给另一个29减1;给一个82减了2,就要给另一个82加上2。最后,还要加上“移多补少”的数的平方。由凑整补零法计算352,得3535403052=1225。这与三年级学的个位数是5的数的平方的速算方法结果相同。这种方法不仅适用于求两位数的平方值,也适用于求三位数或更多位数的平方值。例4 求9932和20042
7、的值。解:9932=993993(9937)(993-7)+7210009864998600049986049。20042=20042004(2004-4)(2004+4)4220002008164016000164016016。下面,我们介绍一类特殊情况的乘法的速算方法。请看下面的算式:6646,7388,1944。这几道算式具有一个共同特点,两个因数都是两位数,一个因数的十位数与个位数相同,另一因数的十位数与个位数之和为10。这类算式有非常简便的速算方法。例5 8864?分析与解:由乘法分配律和结合律,得到8864(808)(604)(808)60(808)4806086080484806
8、08068048480(6064)8480(6010)848(61)100+84。于是,我们得到下面的速算式:由上式看出,积的末两位数是两个因数的个位数之积,本例为84;积中从百位起前面的数是“个位与十位相同的因数”的十位数与“个位与十位之和为10的因数”的十位数加1的乘积,本例为8(61)。例6 7791?解:由例3的解法得到由上式看出,当两个因数的个位数之积是一位数时,应在十位上补一个0,本例为7107。用这种速算法只需口算就可以方便地解答出这类两位数的乘法计算。练习11.求下面10个数的总和:165,152,168,171,148,156,169,161,157,149。2.农业科研小组
9、测定麦苗的生长情况,量出12株麦苗的高度分别为(单位:厘米):26,25,25,23,27,28,26,24,29,27,27,25。求这批麦苗的平均高度。3.某车间有9个工人加工零件,他们加工零件的个数分别为:68,91,84,75,78,81,83,72,79。他们共加工了多少个零件?4.计算:131610+1117121512161312。5.计算下列各题:(1)372; (2)532; (3)912;(4)682: (5)1082; (6)3972。6.计算下列各题:(1)7728;(2)6655;(3)3319;(4)8244;(5)3733;(6)4699。练习1 答案1.1596
10、。 2.26厘米。3.711个。 4.147。5.(1)1369; (2)2809; (3)8281;(4)4624; (5)11664; (6)157609。6.(1)2156; (2)3630; (3)627;(4)3608; (5)1221; (6)4554。第2讲 速算与巧算(二)上一讲我们介绍了一类两位数乘法的速算方法,这一讲讨论乘法的“同补”与“补同”速算法。两个数之和等于10,则称这两个数互补。在整数乘法运算中,常会遇到像7278,2686等被乘数与乘数的十位数字相同或互补,或被乘数与乘数的个位数字相同或互补的情况。7278的被乘数与乘数的十位数字相同、个位数字互补,这类式子我们
11、称为“头相同、尾互补”型;2686的被乘数与乘数的十位数字互补、个位数字相同,这类式子我们称为“头互补、尾相同”型。计算这两类题目,有非常简捷的速算方法,分别称为“同补”速算法和“补同”速算法。例1 (1)7674? (2)3139?分析与解:本例两题都是“头相同、尾互补”类型。(1)由乘法分配律和结合律,得到7674(76)(70+4)(706)70(76)470706707046470(7064)6470(7010)647(7+1)10064。于是,我们得到下面的速算式:(2)与(1)类似可得到下面的速算式:由例1看出,在“头相同、尾互补”的两个两位数乘法中,积的末两位数是两个因数的个位数
12、之积(不够两位时前面补0,如1909),积中从百位起前面的数是被乘数(或乘数)的十位数与十位数加1的乘积。“同补”速算法简单地说就是:积的末两位是“尾尾”,前面是“头(头+1)”。我们在三年级时学到的1515,2525,9595的速算,实际上就是“同补”速算法。例2 (1)7838? (2)4363?分析与解:本例两题都是“头互补、尾相同”类型。(1)由乘法分配律和结合律,得到7838(708)(308)(708)30(708)87030+8307088870308(3070)8873100810088(738)10088。于是,我们得到下面的速算式:(2)与(1)类似可得到下面的速算式:由例
13、2看出,在“头互补、尾相同”的两个两位数乘法中,积的末两位数是两个因数的个位数之积(不够两位时前面补0,如3309),积中从百位起前面的数是两个因数的十位数之积加上被乘数(或乘数)的个位数。“补同”速算法简单地说就是:积的末两位数是“尾尾”,前面是“头头+尾”。例1和例2介绍了两位数乘以两位数的“同补”或“补同”形式的速算法。当被乘数和乘数多于两位时,情况会发生什么变化呢?我们先将互补的概念推广一下。当两个数的和是10,100,1000,时,这两个数互为补数,简称互补。如43与57互补,99与1互补,555与445互补。在一个乘法算式中,当被乘数与乘数前面的几位数相同,后面的几位数互补时,这个
14、算式就是“同补”型,即“头相同,尾互补”型。例如, 因为被乘数与乘数的前两位数相同,都是70,后两位数互补,7723100,所以是“同补”型。又如,等都是“同补”型。当被乘数与乘数前面的几位数互补,后面的几位数相同时,这个乘法算式就是“补同”型,即“头互补,尾相同”型。例如,等都是“补同”型。在计算多位数的“同补”型乘法时,例1的方法仍然适用。例3 (1)702708=? (2)17081792?解:(1)(2)计算多位数的“同补”型乘法时,将“头(头+1)”作为乘积的前几位,将两个互补数之积作为乘积的后几位。注意:互补数如果是n位数,则应占乘积的后2n位,不足的位补“0”。在计算多位数的“补
15、同”型乘法时,如果“补”与“同”,即“头”与“尾”的位数相同,那么例2的方法仍然适用(见例4);如果“补”与“同”的位数不相同,那么例2的方法不再适用,因为没有简捷实用的方法,所以就不再讨论了。例4 28657265?解:练习2计算下列各题:1.6862; 2.9397;3.2787; 4.7939;5.4262; 6.603607;7.693607; 8.40856085。第3讲 高斯求和德国著名数学家高斯幼年时代聪明过人,上学时,有一天老师出了一道题让同学们计算:123499100?老师出完题后,全班同学都在埋头计算,小高斯却很快算出答案等于5050。高斯为什么算得又快又准呢?原来小高斯通
16、过细心观察发现:110029939849525051。1100正好可以分成这样的50对数,每对数的和都相等。于是,小高斯把这道题巧算为(1+100)10025050。小高斯使用的这种求和方法,真是聪明极了,简单快捷,并且广泛地适用于“等差数列”的求和问题。若干个数排成一列称为数列,数列中的每一个数称为一项,其中第一项称为首项,最后一项称为末项。后项与前项之差都相等的数列称为等差数列,后项与前项之差称为公差。例如:(1)1,2,3,4,5,100;(2)1,3,5,7,9,99;(3)8,15,22,29,36,71。其中(1)是首项为1,末项为100,公差为1的等差数列;(2)是首项为1,末项
17、为99,公差为2的等差数列;(3)是首项为8,末项为71,公差为7的等差数列。由高斯的巧算方法,得到等差数列的求和公式:和=(首项+末项)项数2。例1 1231999?分析与解:这串加数1,2,3,1999是等差数列,首项是1,末项是1999,共有1999个数。由等差数列求和公式可得原式=(11999)199921999000。注意:利用等差数列求和公式之前,一定要判断题目中的各个加数是否构成等差数列。例2 11121331?分析与解:这串加数11,12,13,31是等差数列,首项是11,末项是31,共有31-11121(项)。原式=(11+31)212=441。在利用等差数列求和公式时,有时
18、项数并不是一目了然的,这时就需要先求出项数。根据首项、末项、公差的关系,可以得到项数=(末项-首项)公差+1,末项=首项+公差(项数-1)。例3 371199?分析与解:3,7,11,99是公差为4的等差数列,项数=(993)4125,原式=(399)2521275。例4 求首项是25,公差是3的等差数列的前40项的和。解:末项=253(40-1)142,和=(25142)4023340。利用等差数列求和公式及求项数和末项的公式,可以解决各种与等差数列求和有关的问题。例5 在下图中,每个最小的等边三角形的面积是12厘米2,边长是1根火柴棍。问:(1)最大三角形的面积是多少平方厘米?(2)整个图
19、形由多少根火柴棍摆成?分析:最大三角形共有8层,从上往下摆时,每层的小三角形数目及所用火柴数目如下表:由上表看出,各层的小三角形数成等差数列,各层的火柴数也成等差数列。解:(1)最大三角形面积为(13515)12(115)8212768(厘米2)。2)火柴棍的数目为369+24(324)82=108(根)。答:最大三角形的面积是768厘米2,整个图形由108根火柴摆成。例6 盒子里放有三只乒乓球,一位魔术师第一次从盒子里拿出一只球,将它变成3只球后放回盒子里;第二次又从盒子里拿出二只球,将每只球各变成3只球后放回盒子里第十次从盒子里拿出十只球,将每只球各变成3只球后放回到盒子里。这时盒子里共有
20、多少只乒乓球?分析与解:一只球变成3只球,实际上多了2只球。第一次多了2只球,第二次多了22只球第十次多了210只球。因此拿了十次后,多了21222102(1210)255110(只)。加上原有的3只球,盒子里共有球1103113(只)。综合列式为:(3-1)(1210)32(110)1023113(只)。练习31.计算下列各题:(1)246200;(2)17192139;(3)58111450;(4)3101724101。2.求首项是5,末项是93,公差是4的等差数列的和。3.求首项是13,公差是5的等差数列的前30项的和。4.时钟在每个整点敲打,敲打的次数等于该钟点数,每半点钟也敲一下。问
21、:时钟一昼夜敲打多少次?5.求100以内除以3余2的所有数的和。6.在所有的两位数中,十位数比个位数大的数共有多少个?第四讲我们在三年级已经学习了能被2,3,5整除的数的特征,这一讲我们将讨论整除的性质,并讲解能被4,8,9整除的数的特征。数的整除具有如下性质:性质1 如果甲数能被乙数整除,乙数能被丙数整除,那么甲数一定能被丙数整除。例如,48能被16整除,16能被8整除,那么48一定能被8整除。性质2 如果两个数都能被一个自然数整除,那么这两个数的和与差也一定能被这个自然数整除。例如,21与15都能被3整除,那么2115及21-15都能被3整除。性质3 如果一个数能分别被两个互质的自然数整除
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