美国初中数学竞赛真题,巧数长方形——一看就会做,一数肯定错,你中招了吗?

2021-02-22 11:10
美国

原创 罗数君 罗博深数学

作者 | 罗数君

文 2068字 阅读时间约 7分钟

各位家长们,一起来重温一下那些年让你在考场上遗憾丢分的难题吧!

让全美初中生“痴狂”的MATHCOUNTS数学竞赛已经比完Chapter Level啦!

今年的MATHCOUNTS Practice 4的比赛出了这样一道题,给你一个长得跟俄罗斯方块似的的图形,问:

图中共有多少任意大小的矩形❓

罗数君定睛一看,这题可不算陌生,相信大多数人绝对在学生时代遇到过类似的题目。

要做这题不难,最笨的办法,就是硬数。罗数君有好多种数数儿办法,先来数数看!

先试试从左往右数或从上往下数:第一排无压力,第二排有点乱套,第三排逐渐模糊,最后到底是数蒙了...

不行的话,再试试从小往大数?先从最小单位的开始数,然后再数大一点的。先查口字格,再查日字格,目字格,田字格......

我知道了!有26个矩形?兴奋地一对答案,果然数丢了几个。

伤害性不大,侮辱性极强。

数是肯定谁都会数,可不仅容易数丢,而且也太花时间了吧!相信不少家长在学生时代也没少因为这样的题目遗憾丢分。

那么这道题到底有没有什么好办法呢?

上个月,MATHCOUNTS大神罗教授亲自出山,在直播讲解MATHCOUNTS Practice Competition #4的题目时讲到了一个又准又快又保险的方法,罗数君听完之后可真是豁然开朗,立马想叉会儿腰牛气一会儿!

罗数君现在把罗教授的办法翻译总结出来,家长们学会了的话也可以教给小朋友哦!

�� 巧数矩形

要想找矩形,首先可以先确定矩形的上方边和下方边在哪里。

确定了上下方的边,矩形的位置也就基本确定了。

那么第一步,我们就看看图中矩形就可能有多少种不同的上方边和下方边组合。

第➊种情况:矩形的上方边在图形的最顶部(绿色)

这种情况下,矩形的下方边可以有三个位置。

当下方边在图中第二行线上时,可以看到以绿边和紫色边为上下边的矩形只有一个。如图,

我们接下来把下方边下移到第三行线上,可以看到上绿下紫的矩形也只有一个。如图,继续把下方边下移到图形最底部的线上,可想而知,上绿下紫色的矩形仍然只有一个。

此时,我们记下来,若矩形的上方边在上图的绿线位置时,我们能找到3个矩形。

第➋种情况:矩形的上方边在图形的第二行线处(绿色)

我们接下来把矩形的上方边下移到图形的第二行线上。

此时,矩形的下方边也应该顺次下移。

当移到第三行线时,我们可以看到矩形明显变得多了起来,为了不数丢,我们就要用到组合大法啦。

此时上方边和下方边的位置已经确定,我们需要确定左侧边和右侧边的位置。

我们有四种选择,用黄色标出来。

从四种选择里面选出两条放置左侧边和右侧边,很显然,4选2的问题。

也就是

=4 x 3 /2=6,

很好,又数出来了6个矩形。

接下来我们继续把矩形的下方边下移,此时上方边和下方边夹着多少矩形?

和之前一样,再去找左侧边和右侧边的位置。

左侧边和右侧边仍然有4种选择,那么也就是说,又是一个4选2的问题。

所以还是

=4 x 3 /2

所以可以看到在这种情况下,我们可以找到6+6个矩形。

第➌种情况:矩形的上方边在图形的第二行线处(绿色)

当上方边在第三条线上的时候,那么下方边就只有一种可能,就是最底部的这条线。

我们唯一需要确定的就是左侧边和右侧边。

找找看一共有几条线可以选择?很显然,6种。下图里用黄色标出来。

接下来就变成了一个6选2的问题:

=6 x 5 /2=15

总结以上三种情况,我们可以准确地得出,图形中一共有3+12+15=30个矩形。

所以你看,找到巧妙的解题方法不仅可以让你避免可能出现的马虎,是不是也会让你节省大量的时间和力气?

这也是MATHCOUNTS等各种数学竞赛的意义:让学生告别机械做题,找到又聪明又有效的办法来应对看似繁琐的数学题目。也怪不得MATHCOUNTS一直被大神罗教授视为永远的神啦!

原标题:《美国初中数学竞赛真题,巧数长方形——一看就会做,一数肯定错,你中招了吗?》

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