(2)移動(dòng)后所得圖形的周長(cháng):
方法 1:4×16=64(厘米)
方法 2:4×4×4=64(厘米)
方法 3:4×u65288X3×4+4)=64(厘米)
方法 4:4×3×4+4×4=64(厘米)
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我們還可以用火柴來(lái)做圖形的游戲。
例 5 用 10 根火柴,擺了兩只倒扣著(zhù)的杯子(兩杯口之間相距 1 根火柴長(cháng)),見(jiàn)圖 4,
請你只動(dòng) 4 根火柴,把杯口正過(guò)來(lái)。
分析與解 照圖 5 移動(dòng),杯口就可正過(guò)來(lái)。
例 6 下面是由火柴棍組成的十個(gè)數字和三個(gè)運算符號:
(1)移動(dòng)一根火柴,使下列公元年份相等。
(2)添上一根火柴,使下列等式成立。
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分析與解 (1)移動(dòng)一根火柴,使左右兩個(gè)公元年份數相等,就是在一個(gè)數字上拿走
一根火柴,放在另一個(gè)數字上。
①移動(dòng)原式中等號左邊“8”里的一根,使 8 變?yōu)?nbsp;9;放在等號右邊的“5”里,
使 5 變成 9,就是
1996=1996
也可以移動(dòng)原式中等號左邊“8”里的一根,使 8 變?yōu)?nbsp;6;放在等號右邊的“5”
里,使 5 變成 6,就是
1966=1966
②移動(dòng)原式中等號右邊“6”里的一根,使 6 變成 5;放在等號左邊靠近 5 的“9”
里,使 9 變?yōu)?nbsp;8,就是
1985=1985
(2)添上一根火柴,就是在原式中的某一個(gè)數字上加上一根火柴。
①將原式中的“6”上加一根火柴,使 6 變成 8,就是
18+4=22
②將原式中的“3”上加一根火柴,使 3 變?yōu)?nbsp;9,就是
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19-7=12
③將原式中的“15”里的“5”上加一根火柴,使 15 變?yōu)?nbsp;19,就是
19×5=95
練習十一
1.請你移動(dòng)一根火柴,使下列等式成立:
2.請你移動(dòng)一根或兩根火柴,使下列等式成立:
3.請你移一根或去一根火柴,使等式成立:
4.請你用火柴擺成三角形、正方形和五邊形三種圖形。算一算,用 35 根火柴擺
10 個(gè)圖形,每種圖形應擺幾個(gè)?
5.圖 6 中是一個(gè)用火柴擺成的缺了一條腿的翻倒的椅子。請移動(dòng) 2 根火柴,使椅
子復原站立,看上去也不缺少腿。
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6.火柴十四根,擺成房一間。(見(jiàn)圖 7)
只要動(dòng)兩根,方向朝左變。
你看怎么動(dòng)?請來(lái)試試看。
7.添上一根火柴,使下列等式成立:
8.有兩堆數目不同的火柴,由兩人輪流從其中任意一堆火柴中取出一根或幾根火
柴,每次至少要取出一根,而且不能同時(shí)從兩堆里都拿。誰(shuí)能拿到最后的一根或幾根,
誰(shuí)就獲勝。如果由你先取,你怎樣巧取火柴來(lái)保證取勝?
十二、一筆畫(huà)問(wèn)題
什么樣的圖形能一筆畫(huà)成呢?這就是一筆畫(huà)問(wèn)題,它是一種有名的數學(xué)游戲。所
謂一筆畫(huà),就是從圖形上的某點(diǎn)出發(fā),筆不離開(kāi)紙,而且每條線(xiàn)都只畫(huà)一次不準重復。
按照上面的要求,同學(xué)們先看圖 1 中的三個(gè)圖形哪個(gè)能夠一筆畫(huà)出?哪個(gè)不能一
筆畫(huà)出?
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善于觀(guān)察的同學(xué),一眼就能看出了“品”字不可能一筆畫(huà)出,因為它是由三個(gè)不
相連接的部分組成的,這樣的圖形當然不能一筆畫(huà)。
像這樣沒(méi)有連成一體的圖形,我們把它叫做不連通圖。而像“田”、“串”這樣
連成一體的圖形,我們把它叫做連通圖。
同學(xué)們可能已經(jīng)想到:一個(gè)能夠一筆畫(huà)的圖形,首先必須是一個(gè)連通圖。那么,
連通圖是否都能一筆畫(huà)呢?在什么條件下能夠一筆畫(huà)?有沒(méi)有規律呢?這就是本講要
探求的。
請同學(xué)們觀(guān)察圖 2 中的三個(gè)圖形(以下所考慮的圖形都是連通圖),我們逐個(gè)地來(lái)
看它們誰(shuí)能一筆畫(huà),并分析一下畫(huà)圖的過(guò)程,從而找出一筆畫(huà)的規律。
顯然圖 2(a)可以一筆畫(huà)成。它的一個(gè)畫(huà)法是:A→B→C→D→A。下面我們仔細分
析一下,從 A 點(diǎn)出發(fā),經(jīng)過(guò) B 點(diǎn)、C 點(diǎn)和 D 點(diǎn)時(shí),都有畫(huà)進(jìn)這個(gè)點(diǎn)的一條線(xiàn),和從這
點(diǎn)畫(huà)出的一條線(xiàn),也就是說(shuō)這些中間點(diǎn)都和兩條線(xiàn)連接著(zhù)。而 A 點(diǎn)呢?它既是起點(diǎn),
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又是終點(diǎn)。從它出發(fā)時(shí)畫(huà)出一條線(xiàn),最后回到它時(shí)又畫(huà)進(jìn)一條線(xiàn),即它也是和兩條線(xiàn)
連接著(zhù)。這個(gè)現象說(shuō)明了什么呢?你是否能回答:如果一個(gè)圖形中的每個(gè)點(diǎn)都像圖 2(a)
中的每個(gè)點(diǎn)那樣,全與兩條線(xiàn)連接,那么這個(gè)圖形能夠一筆畫(huà)嗎?如果圖形中的每個(gè)
點(diǎn)都與偶數條線(xiàn)相連接呢?其結論改變嗎?
可以告訴大家,這樣的圖形一定能夠一筆畫(huà)。
我們把一個(gè)圖形中與偶數條線(xiàn)相連接的點(diǎn)叫做偶點(diǎn)。相應的把與奇數條線(xiàn)相連接
的點(diǎn)叫做奇點(diǎn)。
這樣我們就可以說(shuō):凡是全由偶點(diǎn)組成的圖形,一定可以一筆畫(huà)出,畫(huà)時(shí)可以以
任何一點(diǎn)為起點(diǎn),最后仍回到這點(diǎn)。
現在我們再來(lái)看圖 2(b),經(jīng)過(guò)試驗后可以發(fā)現,它也能夠一筆畫(huà)。它的一個(gè)畫(huà)法
是:B→C→D→B→A→D。這個(gè)圖中的四個(gè)點(diǎn)又有什么特征呢?A、C 兩點(diǎn)分別與兩條線(xiàn)
相連接是偶點(diǎn),B、D 兩點(diǎn)分別與三條線(xiàn)相連接是奇點(diǎn),同時(shí) B、D 兩點(diǎn)又分別是一筆
畫(huà)時(shí)的起點(diǎn)與終點(diǎn)。想一想,A 點(diǎn)或 C 點(diǎn)可以作為一筆畫(huà)的起、終點(diǎn)嗎?試一試,說(shuō)
說(shuō)為什么?
再考慮一下:凡是只有兩個(gè)奇點(diǎn)的圖形是否能一筆畫(huà)?若能,畫(huà)時(shí)應該怎樣選擇
起點(diǎn)呢?
結論是這樣的:凡是只有兩個(gè)奇點(diǎn)的圖形,一定可以一筆畫(huà)出,畫(huà)時(shí)必須以其中
的一個(gè)奇點(diǎn)為起點(diǎn),以另一個(gè)奇點(diǎn)為終點(diǎn)。
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最后,我們再來(lái)考慮:如果一個(gè)圖形奇點(diǎn)的個(gè)數超過(guò)兩個(gè)(可以證明,任何一個(gè)連
通圖,奇點(diǎn)的個(gè)數一定是偶數),它還能夠一筆畫(huà)嗎?
根據前面的分析,我們已經(jīng)知道,一筆畫(huà)一個(gè)圖形時(shí),它的中間點(diǎn)必須是偶點(diǎn),
只有起、終點(diǎn)可以是奇點(diǎn)。所以,奇點(diǎn)的個(gè)數超過(guò)兩個(gè)的圖形不能一筆畫(huà)。
在圖 2(c)中,A、B、C、D 是奇點(diǎn),奇點(diǎn)個(gè)數超過(guò)兩個(gè),所以不能一筆畫(huà)。
到此,你可能會(huì )說(shuō),已經(jīng)找到了判斷一個(gè)圖形究竟能否一筆畫(huà)的條件。不錯,我
們是有了非常圓滿(mǎn)的結論,但它僅僅是靠觀(guān)察、試驗、想象得到的,所以它還不能作
為一個(gè)數學(xué)的結論,那么還需要做些什么呢?必須用數學(xué)的方法對得到的結論進(jìn)行嚴
格的數學(xué)證明。這個(gè)工作我們目前還無(wú)法進(jìn)行,留待將來(lái)去完成吧!
這里,我們主要來(lái)學(xué)習如何運用這個(gè)結論,F在回過(guò)頭來(lái),想想開(kāi)始我們提出的
問(wèn)題,圖 1 中的“田”、“串”能一筆畫(huà)出嗎?
“田”字共有四個(gè)奇點(diǎn),所以不能一筆畫(huà)!按弊种挥袃蓚(gè)奇點(diǎn),即“串”字
最后一豎筆的起、終點(diǎn),所以,“串”字能一筆畫(huà),請你試一試。