内容正文:
小升初奥数培优应用题:用列举法解决问题
【知识点梳理】
“列举法”是解决数学问题最基础也最强大的策略之一,尤其适用于条件较多、情况复杂或没有固定公式可循的题目。其核心在于将不可见的思维过程可视化,通过罗列所有可能的情况,从中筛选出符合题意的解。
1. 核心解题原则
(1) 有序性:
1 这是列举法的灵魂。必须按照一定的顺序(如从小到大、从大到小、从左到右、按位数高低等)进行列举。
2 作用:防止思维跳跃导致的遗漏或重复。
3 示例:列举两位数的个位和十位时,先固定十位为1,个位从0-9变化;再固定十位为2……以此类推。
(2) 不重不漏:
1 不重:同一种情况只记录一次。
2 不漏:确保所有满足条件的情况都被考虑到。
3 检验方法:计算理论上的总可能性数量,或与另一种分类方式的结果进行比对。
(3) 分类讨论:
1 当情况过于庞大时,需根据关键特征进行分类。
2 标准:分类标准必须统一且互斥(即各类之间没有交集,各类之和等于全集)。
2. 常用列举工具
工具
适用场景
优势
列表法
涉及两个变量的搭配、表格填充、逻辑推理
清晰直观,便于横向纵向对比排除
树状图
多步骤决策、概率初步、路径选择
层次分明,能清晰展示分支过程
画线段/图形
几何计数、间隔问题
形象化,辅助发现规律
穷举筛选
不定方程整数解、数字谜
结合估算缩小范围,逐一验证
3. 常见题型模型
(1) 数字组数类
1 特点:用给定数字组成多位数,满足整除、大小、奇偶等条件。
2 策略:高位优先原则。先确定最高位(注意0不能在首位),再依次确定低位。
(2) 几何计数类
1 特点:数线段、数角、数三角形、数长方形。
2 策略:基本图形法。先数单个的基本图形,再数由2个、3个……基本图形组成的复合图形;或使用公式 。
(3) 搭配与组合类
1 特点:衣服搭配、握手问题、比赛场次、路线选择。
2 策略:区分“排列”(有顺序,如排队)与“组合”(无顺序,如握手)。利用乘法原理(分步)和加法原理(分类)。
(4) 逻辑推理类
1 特点:真假话判断、身份匹配、名次预测。
2 策略:假设列举法。假设某一种情况成立,推导是否产生矛盾;若无矛盾则保留,有矛盾则排除。
(5) 最优方案类
1 特点:在有限资源下寻找最大值或最小值。
2 策略:极端值列举。先列举边界情况(全A或全B),再向中间过渡,观察数值变化趋势。
4. 易错点警示
(1) 忽视隐含条件:如“不同的数字”、“首位不为0”、“两人不重复握手”。
(2) 顺序混乱:想到一个写一个,导致最后无法检查是否漏解。
(3) 分类标准不一:在同一层级混合使用多种分类标准,导致重叠。
【培优练习】
【基础篇:有序枚举入门】
1. 用数字1、2、3可以组成多少个没有重复数字的两位数?请全部列举出来。
2. 小明有2件上衣(红、蓝)和3条裤子(黑、白、灰)。他有多少种不同的穿法?请列举。
3. 数一数,下图中有多少条线段?
4. 从甲地到乙地有3条路,从乙地到丙地有2条路。从甲地经乙地到丙地共有多少种走法?
5. 写出所有各位数字之和为5的两位数。
【进阶篇:约束条件与分类讨论】
6. 用0、1、2、3这四个数字,可以组成多少个没有重复数字的三位数?
7. 5个人每两个人都要握一次手,一共要握多少次手?
8. 一个长方形的周长是16厘米,长和宽都是整厘米数。这个长方形的面积可能是多少?列举所有可能。
9. 现有1角、2角、5角的硬币各一枚。可以组成多少种不同的币值?
【高阶篇:逻辑推理与复杂筛选】
10. 甲、乙、丙三人分别来自北京、上海、广州。已知:甲不是北京人,乙不是上海人,丙既不是北京人也不是上海人。请问三人各来自哪里?
11. 有1克、2克、4克、8克的砝码各一个。在天平上能称出多少种不同重量的物体?(砝码只能放在一边)
12. 一个三位数,百位数字比十位数字大2,十位数字比个位数字大2。这样的三位数有哪些?
13. 鸡兔同笼,头共10个,脚共28只。请用列举法求出鸡和兔各几只?
14. 从1、3、5、7中任取两个不同的数相加,和是偶数的有多少种情况?
15. 某次考试满分100分,小明得分是整数。他的分数的个位数字与十位数字之和是9,且十位数字比个位数字大1。小明考了多少分?
16. 用1元、2元、5元人民币各若干张,凑成10元钱,有多少种不同的凑法?(至少用一张)
17. 五个同学A、B、C、D、E参加乒乓球单循环赛(每两人都要赛一场)。已知A赛了4场,B赛了3场,C赛了2场,D赛了1场。请问E赛了几场?
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小升初奥数培优应用题:用列举法解决问题
【知识点梳理】
“列举法”是解决数学问题最基础也最强大的策略之一,尤其适用于条件较多、情况复杂或没有固定公式可循的题目。其核心在于将不可见的思维过程可视化,通过罗列所有可能的情况,从中筛选出符合题意的解。
1. 核心解题原则
(1) 有序性:
1 这是列举法的灵魂。必须按照一定的顺序(如从小到大、从大到小、从左到右、按位数高低等)进行列举。
2 作用:防止思维跳跃导致的遗漏或重复。
3 示例:列举两位数的个位和十位时,先固定十位为1,个位从0-9变化;再固定十位为2……以此类推。
(2) 不重不漏:
1 不重:同一种情况只记录一次。
2 不漏:确保所有满足条件的情况都被考虑到。
3 检验方法:计算理论上的总可能性数量,或与另一种分类方式的结果进行比对。
(3) 分类讨论:
1 当情况过于庞大时,需根据关键特征进行分类。
2 标准:分类标准必须统一且互斥(即各类之间没有交集,各类之和等于全集)。
2. 常用列举工具
工具
适用场景
优势
列表法
涉及两个变量的搭配、表格填充、逻辑推理
清晰直观,便于横向纵向对比排除
树状图
多步骤决策、概率初步、路径选择
层次分明,能清晰展示分支过程
画线段/图形
几何计数、间隔问题
形象化,辅助发现规律
穷举筛选
不定方程整数解、数字谜
结合估算缩小范围,逐一验证
3. 常见题型模型
(1) 数字组数类
1 特点:用给定数字组成多位数,满足整除、大小、奇偶等条件。
2 策略:高位优先原则。先确定最高位(注意0不能在首位),再依次确定低位。
(2) 几何计数类
1 特点:数线段、数角、数三角形、数长方形。
2 策略:基本图形法。先数单个的基本图形,再数由2个、3个……基本图形组成的复合图形;或使用公式 。
(3) 搭配与组合类
1 特点:衣服搭配、握手问题、比赛场次、路线选择。
2 策略:区分“排列”(有顺序,如排队)与“组合”(无顺序,如握手)。利用乘法原理(分步)和加法原理(分类)。
(4) 逻辑推理类
1 特点:真假话判断、身份匹配、名次预测。
2 策略:假设列举法。假设某一种情况成立,推导是否产生矛盾;若无矛盾则保留,有矛盾则排除。
(5) 最优方案类
1 特点:在有限资源下寻找最大值或最小值。
2 策略:极端值列举。先列举边界情况(全A或全B),再向中间过渡,观察数值变化趋势。
4. 易错点警示
(1) 忽视隐含条件:如“不同的数字”、“首位不为0”、“两人不重复握手”。
(2) 顺序混乱:想到一个写一个,导致最后无法检查是否漏解。
(3) 分类标准不一:在同一层级混合使用多种分类标准,导致重叠。
【培优练习】
【基础篇:有序枚举入门】
1. 用数字1、2、3可以组成多少个没有重复数字的两位数?请全部列举出来。
【详解】
采用“固定十位法”:
十位是1:12, 13
十位是2:21, 23
十位是3:31, 32
共 个。
【答案】6个;分别是12, 13, 21, 23, 31, 32。
2. 小明有2件上衣(红、蓝)和3条裤子(黑、白、灰)。他有多少种不同的穿法?请列举。
【详解】
采用“连线法”或“列表法”:
红上衣:红黑、红白、红灰(3种)
蓝上衣:蓝黑、蓝白、蓝灰(3种)
总共 种。
【答案】6种。
3. 数一数,下图中有多少条线段?
【详解】
以左端点分类列举:
以A为左端点:AB, AC, AD(3条)
以B为左端点:BC, BD(2条)
以C为左端点:CD(1条)
总数: 条。
【答案】6条。
4. 从甲地到乙地有3条路,从乙地到丙地有2条路。从甲地经乙地到丙地共有多少种走法?
【详解】
分步列举:
第一步甲→乙有3种选法。
第二步乙→丙有2种选法。
根据乘法原理: 种。
具体为:(路1,路A), (路1,路B), (路2,路A), (路2,路B), (路3,路A), (路3,路B)。
【答案】6种。
5. 写出所有各位数字之和为5的两位数。
【详解】
设两位数为 ,则 ,且 。
按十位 从小到大列举:
【答案】14, 23, 32, 41, 50,共5个。
【进阶篇:约束条件与分类讨论】
6. 用0、1、2、3这四个数字,可以组成多少个没有重复数字的三位数?
【详解】
百位不能为0。
百位是1:十位可选0,2,3。
十位0:102, 103
十位2:120, 123
十位3:130, 132
(共6个)
百位是2:同理有6个(201, 203, 210, 213, 230, 231)。
百位是3:同理有6个(301, 302, 310, 312, 320, 321)。
总数: 个。
【答案】18个。
7. 5个人每两个人都要握一次手,一共要握多少次手?
【详解】
列举法(避免重复):
设5人为A,B,C,D,E。
A握手:AB, AC, AD, AE(4次)
B握手(排除已算的AB):BC, BD, BE(3次)
C握手(排除已算的AC,BC):CD, CE(2次)
D握手(排除已算的AD,BD,CD):DE(1次)
E握手:已全部包含。
总数: 次。
【答案】10次。
8. 一个长方形的周长是16厘米,长和宽都是整厘米数。这个长方形的面积可能是多少?列举所有可能。
【详解】
周长16 长+宽=8。
设长为 ,宽为 ,且 。
面积
面积
面积
面积
【答案】面积可能是7, 12, 15, 16平方厘米。
9. 现有1角、2角、5角的硬币各一枚。可以组成多少种不同的币值?
【详解】
按硬币数量分类:
取1枚:1角, 2角, 5角(3种)
取2枚:1+2=3角, 1+5=6角, 2+5=7角(3种)
取3枚:1+2+5=8角(1种)
总共 种。
【答案】7种。
【高阶篇:逻辑推理与复杂筛选】
10. 甲、乙、丙三人分别来自北京、上海、广州。已知:甲不是北京人,乙不是上海人,丙既不是北京人也不是上海人。请问三人各来自哪里?
【详解】
列表排除法:
北京
上海
广州
甲
×
?
?
乙
?
×
?
丙
×
×
√
1. 由“丙既不是北京也不是上海”,推出 丙是广州人。
2. 剩下北京和上海,剩下甲和乙。
3. 已知“甲不是北京人”,则 甲是上海人。
4. 最后剩下 乙是北京人。
【答案】甲上海,乙北京,丙广州。
11. 有1克、2克、4克、8克的砝码各一个。在天平上能称出多少种不同重量的物体?(砝码只能放在一边)
【详解】
每个砝码都有“用”或“不用”2种状态,总组合 种,减去全不用的1种,剩15种。
由于是二进制权重(1,2,4,8),每种组合的重量都是唯一的。
最小1克,最大 克。
列举验证:
1, 2, 3(1+2), 4, 5(1+4), 6(2+4), 7(1+2+4), 8, 9(1+8)... 15。
连续整数1-15均可称出。
【答案】15种。
12. 一个三位数,百位数字比十位数字大2,十位数字比个位数字大2。这样的三位数有哪些?
【详解】
设个位为 ,则十位 ,百位 。
因为 且 :
若
若
若
若
若
若
若 (不合题意)
【答案】420, 531, 642, 753, 864, 975。
13. 鸡兔同笼,头共10个,脚共28只。请用列举法求出鸡和兔各几只?
【详解】
假设鸡的数量从0到10列举:
鸡0,兔10:脚 (不符)
鸡1,兔9:脚 (不符)
...
鸡6,兔4:脚 (符合)
或者从中间开始试:
鸡5,兔5:脚 (多了2只脚,说明兔子多了,鸡少了)
增加1只鸡,减少1只兔:鸡6,兔4。脚数减2,变为28。符合。
【答案】鸡6只,兔4只。
14. 从1、3、5、7中任取两个不同的数相加,和是偶数的有多少种情况?
【详解】
奇数+奇数=偶数。题目中全是奇数,所以任意两数之和均为偶数。
只需计算从4个数中取2个的组合数。
列举:
1+3=4
1+5=6
1+7=8
3+5=8
3+7=10
5+7=12
共6种情况。
【答案】6种。
15. 某次考试满分100分,小明得分是整数。他的分数的个位数字与十位数字之和是9,且十位数字比个位数字大1。小明考了多少分?
【详解】
设十位为 ,个位为 。
两式相加: 。
代入得 。
分数为54分。
若用列举法验证和为9的数:
18, 27, 36, 45, 54, 63, 72, 81, 90。
其中十位比个位大1的只有54 ( )。
【答案】54分。
16. 用1元、2元、5元人民币各若干张,凑成10元钱,有多少种不同的凑法?(至少用一张)
【详解】
按5元的张数分类:
2张5元: 。剩余0元。只有1种(5,5,0,0...)。即 {5,5}。
1张5元:剩余5元需用1元和2元凑。
2元最多2张。
2张2元: ,缺1元 1张1元。 ({5,2,2,1})
1张2元: ,缺3元 3张1元。 ({5,2,1,1,1})
0张2元:缺5元 5张1元。 ({5,1,1,1,1,1})
共3种。
0张5元:剩余10元需用1元和2元凑。
2元最多5张。
5张2元:{2,2,2,2,2} (1种)
4张2元:剩2元 2张1元。 (1种)
3张2元:剩4元 4张1元。 (1种)
2张2元:剩6元 6张1元。 (1种)
1张2元:剩8元 8张1元。 (1种)
0张2元:剩10元 10张1元。 (1种)
共6种。
总计: 种。
【答案】10种。
17. 五个同学A、B、C、D、E参加乒乓球单循环赛(每两人都要赛一场)。已知A赛了4场,B赛了3场,C赛了2场,D赛了1场。请问E赛了几场?
【详解】
列举对阵关系:
1. A赛4场:A与B,C,D,E都赛过。(A-B, A-C, A-D, A-E)
2. D赛1场:D只与A赛过(因为A已经和所有人赛过,D的这一场只能是和A)。所以D没有和B,C,E赛。
3. B赛3场:B已与A赛过。B不能与D赛。剩下的对手只能在C,E中选。B需要再赛2场,所以B必须与C和E都赛过。(B-A, B-C, B-E)
4. C赛2场:C已与A赛过,与B赛过。C不能再与其他人赛(因为C总共只赛2场)。所以C没有与E赛。
5. 分析E的场次:
E与A赛过(由1知)。
E与B赛过(由3知)。
E与D没赛(由2知)。
E与C没赛(由4知)。
所以E只赛了2场(对手是A和B)。
【答案】2场。
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