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小学数学解题方法全解

第九章 正难则反法 - 本章内容

方法概述

1.有些数学问题从正面入手求解比较繁琐、难度较大,如果打破思维常规,从问题的相反方面思考,往往能开拓解题思路、简化运算过程。这种解题方法叫做正难则反。

2.用正难则反解决问题分为正、逆运算转化和借助图形从条件的对立面去考虑两种情形。

(1)正、逆运算转化正、逆运算转化是指在解答数学题时,当从条件逼近结论有困难时,可以从结论出发,逆向出发,循着“要怎么,只要怎么”的思路,逐步沟通条件与结论,即通过条件、结论的“角色”转变,从结论逐步向条件靠拢以达到解决问题的目的。

(2)借助图形从条件的对立面考虑在解决一些数学问题时,可以从条件的对立面出发,利用图示法把不符合条件的情形求出来,进而求其符合条件的那个部分,从而将原问题解决。

典例精讲

方法点一 利用正、逆运算转化解决问题

例1 设1、3、9、27、81、243是6个给定的数,从这6个数中每次取1个或取几个不同的数求和(每个数只能取1次),可以得到1个新数,这样共得到63个新数,如果把它们从小到大依次排列起来是1、3、4、9、10、12……那么第60个数是多少?

方法指导

如果从正面(即从小到大)考虑,要算出第60个数较困难,如果调整思考方向,从大到小排列,问题即可解决。题中共得到63个新数,从小到大排列,第60个数恰好是从大到小排列的第4个数,由题知,第63个数为1+3+9+27+81+243=364,于是,第62个数应是364-1=363;第61个数是364-3=361;第60个数应是364-3-1=360,那么,第60个数是360。

正确解答

第63个数:1+3+9+27+81+243=364

第62个数:364-1=363

第61个数:364-3=361

第60个数:364-3-1=360

          答:第60个数是360。

例2 某市举行乒乓球比赛,有128名男选手参加单打比赛,比赛采取单场淘汰制,从开始比赛到决出冠军1名,一共需比赛多少场?

方法指导

解答这类问题的一般思路是每两人赛一场,第一轮要赛128÷2=64(场);第二轮要赛64÷2=32(场);第三轮要赛32÷2=16(场)……最后一轮决出冠军需2÷2=1(场)。故决出冠军共要比赛:128÷2+64÷2+32÷2+…+2÷2=64+32+16+…+2+1=127(场)。这样推算比较麻烦,如果变换思考角度,从结论想,就简单多了。

从结论想,只决出冠军1人,每场都淘汰1名运动员,共需淘汰(128-1)=127(名)运动员,这就要打127场,所以共要打127场。

正确解答

每场都淘汰1名运动员,一共淘汰128-1=127(名)运动员。即一共需比赛127场。

例3 1000个体积为1立方厘米的小正方体合在一起成为一个棱长为10厘米的大正方体,表面涂油漆后再分开为原来的小正方体,这些小正方体中至少有一面被油漆涂过的是多少个?

方法指导

此题从正面计数,根据正方体8个顶点,12条棱,6个面的特征,可以推算出来。但过程比较繁琐,且容易重数漏计。如果转换角度思考,从1000个中减去中间没涂的个数即可得到解答。

因为每条棱的长度是10厘米,去掉每两边的各1厘米,即得中间棱长为8厘米的正方体没有被刷到面。用小正方体的总个数减去中间的小正方体的个数,即可求出答案。

正确解答

答:至少有一面被油漆涂过的是488个。

例4 将50拆分成10个质数之和,要求其中最大的质数尽可能大,那么最大的质数是多少?

方法指导

本题如果从正面着手,需要采用尝试调整法。即先写出一个较大的质数,再检验它是否符合题意。这样往往要尝试调整若干次才能得到正确的答案。如果从反面去想,要求其中最大的质数尽可能大,那么其他的质数就应该尽可能小。

最小的质数是2,如果9个质数都取2,则(50-2×9)=32不是质数。需调整为50-2×8-3×1=31。即这个最大质数是31。

正确解答

50-2×8-3×1=31

       答:最大的质数是31。

例5 在1、2、3……104、105中与105互质的数共有多少个?

方法指导

可用正难则反的策略,先想在1~105中与105不互质的数共有多少个,再从105中减去不互质的个数,即为所求答案。

因为105=3×5×7,所以与105不互质的自然数能被3或5或7整除。在1~105中,分别求出3、5、7的倍数的个数和3×5、5×7、3×5×7、3×7的倍数的个数,便可知在这105个数中与105不互质的数共有多少个。再求互质的数有多少个。

正确解答

3的倍数有105÷3=35(个);

5的倍数有105÷5=21(个);

7的倍数有105÷7=15(个);

3×5=15的倍数有105÷15=7(个);

5×7=35的倍数有105÷35=3(个);

3×7=21的倍数有105÷21=5(个);

3×5×7=105的倍数有1个。

与105不互质的数共有35+21+15-(7+5+3)+1=57(个)。

与105互质的数有105-57=48(个)

             答:与105互质的数共有48个。

方法点二 借助图形从条件的对立面考虑解决问题

例6 如图,长方形的长为14厘米,宽为7厘米,求图中阴影部分的面积。

方法指导

阴影部分的面积为不规则图形,若从正面入手,无法求解,若从反面入手,把整个长方形看成一个整体,去掉空白部分就能求出阴影部分的面积。即阴影部分的面积=长方形的面积-空白半圆的面积。

正确解答
        

      答:阴影部分的面积为21.07平方厘米。

例7 正方体的6个面分别写着A、C、D、E、F、I,你能根据下图猜出与A、E、I相对的面分别是哪个面吗?

方法指导

根据正难则反的策略,首先从“与I相对的面不是哪一面”入手,从上图可知:与I相对的面不是A、E、F、C,只剩下D面,所以与I相对的面是D;同理与A相对的面不是I、D、E、F,只剩下C,所以与A相对的面是C;最后只剩下E面和F面,可知与E相对的面是F。

正确解答

与A相对的面是C,与E相对的面是F,与I相对的面是D。

 

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