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國小奧數知識之撲克牌中的數學遊戲

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有一種叫“24點”的遊戲曾經風靡美國、日本等許多國家,深受青少年朋友的喜愛。這種遊戲將兩張王牌去掉,把A、J、Q、K分別看作1點,11點、12點、13點,或者將它們均看1點,其餘牌面是幾點,就是幾點。

國小奧數知識之撲克牌中的數學遊戲

玩的規則不盡相同,其中有一種方法是:

(1)四個人每人抓到13張牌,每人每次從手中任意抽取一張牌。

(2)參加遊戲者對這四張牌所代表的數值進行+、-、×、÷、()運算,使結果為24。

(3)誰先列出,誰就得1分,牌入底;若四人均無法列出,則無人得分,牌也入底。

(4)再次每人任意抽取一張牌,再次按(2)(3)規則進行。

(5)重複(2)、(3)、(4),直至每人手中13張牌全部用完為一局,得分多者為勝。

例如,抽出的四張牌為3、4、7、11,可以這樣計算:

(7-4)×(11-3)=3×8=24,或(7+11)÷3×4=18÷3×4=6×4=24

這是一種非常有趣的遊戲,下面我們一起來試一試:

例1 抽出下面四組牌:(A,J,Q,K分別為1點,11點,12點,13點)

(1)2,3,4,5 (2)3,4,5,10

(3)K,7,9,5 (4)J,6,Q,5

你能算出24點嗎?

分別:要想比賽獲勝,必須有一些技巧。那就是要非常清楚24可以由怎樣的兩個數求得,如2×12=24,4×6=24,3×8=24,18+6=24,30-6=24……這樣就可以把問題轉化成怎樣使用4個數,湊出兩個數的問題,其中有一點值得大家注意,就是四個數的順序可以依據需要任意安排。

解:(1)依據2×12=24,可得2×(3+4+5)=24,

(2)依據3×8=12,可得3×(10÷5×4)=24,

(3)依據4×6=24,可得(13-7)×(9-5)=24,

(4)依據18+6=24,可得(11-5)+(6+12)=24

說明:上面各題的解法並不一定是唯一的,如依據4×6=24,也可得第(2)組為4×(10×3÷5)=24,可是,就因為這樣,才非常激烈、刺激。

例2 如果恰巧四個人抽出的撲克牌是“1~9”中的同一數字的牌,請你幫忙想一想哪種情況可以算出“24”?怎樣算?

分析:四人抽出同一數字的牌有9種情況,4個1,4個3,4個4……4個8,4個9,現在的問題轉化為如何使四個相同的數字(1~9中的一個)填加運算子號,得“24”的問題。由於4個數字相同,用乘法關係最後求得“24”就不太容易,應考慮+、-關係,27-3=24,25-1=24,20+4=24,12+12=24……經過嘗試,我們發現,4個1,4個2,由於數太小,無法算出“24”,而4個7,4個8,4個9由於太大,也無法算出。其餘可以實現。

解:依據27-3=24 ,可得3×3×3-3=24,

依據20+4=24 ,可得4×4+4+4=24,

依據25-1=24 ,可得5×5-5÷5=24,

依據12+12=24 ,可得(6+6)+(6+6)=24,

說明:有些不能算出24,可能是由於我們知識水平的限制,而並非真的不能,如請同學們想一想4個10,4個11,4個12,4個13你能求解嗎?

由上面的例子,我們可以很自然地想到這種遊戲可以發展成一類專門的數學的問題,下面我們就來研究。

例3 填上適當的運算子號,使算式成立

(1)4 4 4 4=5

(2)4 4 4 4=6

(3)4 4 4 4=7

(4)4 4 4 4=8

(5)4 4 4 4=9

(6)4 4 4 4=10

分析:(1)4 4 4 4=5,最後一個4前面是三個4,如可湊出1,1+4=5,如可湊出20,20÷4=5,4×4 +4=20,因此可求解。

(2)4 4 4 4=6,最後一個4前面是三個4,如可湊出2,2+4=6;即(4+4)÷4=2,因此可求解。

(3)4 4 4 4=7,前面兩個4+4=8,後面兩個4得1即可求解,4÷4=1剛剛好。

(4)和(6)可利用(3)的思路稍加變化就可以求解。

(5)4 4 4 4=10,最後一個4,前面如是6,6+4=10可求解,但不易做到。如前面是40,40÷4=10也可以求解,44-4=40,數字連用在這類題目中是常用的一種技巧。(題目中沒有限制,當然是可以這樣做的)。

解:

(1)(4×4+4)÷ 4=5

(2)(4+4)÷4+4=6

(3)(4+4)-4÷4=7

(4)(4+4)×4÷4=8

(5)(4+4)+4÷4=9

(6)(44-4)÷4=10

說明:(1),(2),(6)中的解題思路是一種倒推的方法,這是一種常用的,行之有效的方法同學們加以掌握。(4),(5)中解題思路是依據數字的特點,這種方法,依賴於良好的數感,需要大家經過一段時間的訓練才能獲得。

例4 不用(),且運算子號不超過三次,添在適當位置,使下面的算式成立。

9 9 9 9 9 9 9 9 9=1000

分析:不使用(),運算順序只能從左往右,先×、÷後+、-;運算子號不超過三次,就會得到一些多位數。首先選一個多位數儘可能接近1000,可選999,1000-999=1,後面6個 9要得到“1”,就很簡單了999÷999,問題可求解;還可以用另一種方法接近1000,9999÷9=1111,1111-1000=111,後面9999想辦法等於111,999÷9=111,問題也可解出。

解:999+999÷999=1000

9999÷9-999÷9=1000

說明:先靠近所求數,再進行適當調整,這是一種非常行之有效的方法,在數字比較多時常常用到。當然此題還有其它方法,同學們

可以用上面的思路再試一試。

例5 填入適當運算子號,使下式成立。

9 8 7 6 5 4 3 2 1=1000

分析:此題中9~1九個數字各不相同,位置固定,初看與前面的例題有很大不同,但是經仔細讀題,認真分析,我們可以發現,做此題時,+、-、×、÷()均可使用,運算子號用多少次沒有限制,數字可以連用,也可以分開,條件很寬鬆。由於1000數比較大,我們也採用例4中靠近結果,再湊較小數的方法解決。可以用987+6=993,再用5 4 3 2 1湊成7即可,這個方法就很多了。還可以取前邊987和後邊的21相加得1008,中間的6 5 4 3 湊成8就行了。

解:987+6+5-4+3×2×1=1000

987+6+5+4-3+2-1=1000

987+6+(5-4)×(3×2+1)=1000

987+6+5+(4-3)×2×1=1000

987-(6-5+4+3)+21=1000

說明:此題還有許多解決,但不論哪種方法,都遵循先靠近結果,再湊較少數的原則,大家可以再想想,你還能想到什麼方法?

例6 在下列算式中合適的地方,填上括號,使算式成立。

(1)4+5×6+8÷4-2=30

(2)4+5×6+8÷4-2=39

(3)4+5×6+8÷4-2=21

(4)4+5×6+8÷4-2=140

分析:(1)從最後一步逆推,減2前面的式子得32,還從後面入手,這就需要4+5×6+8,填上適當的括號得128,嘗試發現括號的填法有兩種(4+5)×6+8,4+5×(6+8),分別得128,74,因此括號的填法為[(4+5)×6+8] ÷4-2=30

(2)從最後一步逆推,減號前面的式子要得41,還從後面入手要求4+5×6+8=41×4這是無法實現的。從前面入手考慮,就應設法使5×6+8÷4-2=35,還從前面想這就需要6+8÷4-2=7,可從這樣實現(6+8)÷(4-2)。因此括號的填法為4+5×(6+8)÷(4-2)=39

(3)從後面減2前面的式子得23才能有解,可4+5×6+8÷4無論如何填加括號,都不可能現實。把4-2放在一個括號裡等於2,i除號前面的式子就要得42,通過觀察容易發現,4+5×6+8按順序計算就可得42,所以此題括號的填法是(4+5×6+8)÷(4-2)=21

(4)140比較大,應充分發揮“×”的作用,使“×”左右兩側的因數儘可能大,即(4×5)×(6+8)=280,再縮小2倍,就是所求結果,正好“÷”後面4-2=2,所以此題括號的填法是(4×5)×(6+8)÷(4-2)=140

解:

(1)[(4+5)×6+8]÷4-2=30

(2)4+5×(6+8)÷(4-2)=39

(3)(4+5×6+8)÷(4-2)=21

(4)(4×5)×(6+8)÷(4-2)=140

說明:填括號時既可以用“()”,也可以根據需要用“[]”,從一端想起經過嘗試,淘汰,最終可以找到解題方法。

閱讀材料

數學符號的起源

數學除了記數以外,還需要一套數學符號來表示數和數、數和形的相互關係。數學符號的發明和使用比數字晚,但數量多得多。現在常用的200多個,國中數學書裡就不下20多種。他們都有一段有趣的經歷。例如:(1)加號曾經有好幾種,現在通用“+”號。“+”號是由拉丁文“et”(“和”的意思)演變而來的。也有人說,賣酒的商人用“-”表示酒桶裡的'酒賣了多少。以後,當把新酒灌入大桶的時候,就在“-”上加一豎,意思是把原線條勾銷。這樣就成了個“+”號。到了十五世紀,德國數學家魏德美正式確定:“+”用作加號,“-”號用作減號。(2)乘號曾經用過十幾種,現在通用兩種。一個是“×”,最早是英國數學家奧屈特1631年提出的;一個是“”,最早是英國數學家赫銳奧特首創的。德國數學家萊布尼茨認為:“×”向拉丁字母“X”,加以反對,而贊成用“ ”號。到了十八世紀,美國數學家歐德萊確定,把“×”作為乘號,他認為“×”是“+”斜起來寫,是另一種表示增加的符號。(3)“÷”最初作為減號,在歐洲大陸長期流行。直到1631年英國數學家奧屈特用“:”表示除或比,另外有人用“-”(除線)表示除。後來瑞士數學家拉哈在他所著的《代數學》裡,才根據群眾創造,正式將“÷”作為除號。(4)十六世紀法國數學家維葉特用“=”表示兩個量的差別。可是英國牛津大學數學、修辭學教授列考爾德覺得:用兩條平行而又相等的直線來表示兩數量相等是最合適不過的了,於是等於符號“=”就從1540年開始使用起來。1591年,法國數學家韋達大量使用這個符號,才逐漸為人們接受。

練習題

1.在“24”點遊戲中提出了下面幾組牌,你能很快求出“24”嗎?

(1)1,3,5,7 (2)2,5,7,9

(3)1,3,9,10 (4)10,4,10,4

(5)K,Q,J,J (6)Q,10,Q,1

分析:(4)10×10=100是4的25倍,100-4=96,正好是4的24倍,所以可以這樣做(10×10-4)÷4=24

(5)K,Q,J,J即13,12,11,11,依據25-1=24可得13+12-11÷11=24

(6)Q,10,Q,1即12,10,12,1,依據12×2=24可得12×(12-10)×1=24

解:

(1)(5+7)×(3-1)=24 (2)5×7-9-2=24

(3)(1+10)×3-9=24 (4)(10×10-4)÷4=24

(5)13+12-11÷11=24 (6)12×(12-10)×1=24

2.在“24”點遊戲中,抽出了下面兩組牌,你能求出“24”嗎?

(1)3,3,7,7 (2)1,5,5,5

分析:(1)用常用的方法無論怎麼求都不能得出“24”,是否就沒有辦法了呢?當然不是,用乘法分配律的方法就可以求解

(3+3÷7)×7

=3×7+3÷7×7

=24

(2)用同樣的方法求解

(5-1÷5)×5

=5×5-1÷5×5

=24

解:(1)(3+3÷7)×7=24

(2)(5-1÷5)×5=24

說明:熟練地掌握運算定律可以把題目化難為易,這裡安排這兩個題是為了開闊同學們的眼界,拓寬同學們的思路。

3.抽的四張牌恰好是“1~9”中從大到小連續排列的四張,這樣的牌能算出“24”嗎?

分析:符合要求的組合有六組:即9,8,7,6;8,7,6,5;6,5,4;6,5,4,3;5,4,3,2;4,3,2,1不難發現它們均可求出24點。

解:

(1)依據4×6=24得8÷(9-7)×6=24

(2)依據2×12=24得(7+5)×(8-6)=24

(3)依據2×12=24得(5+7)×(6-4)=24

(4)依據4×6=24得2×(3+4+5)=24

(5)依據4×6=24得1×2×3×4=24

說明:這個例子告訴我們不論從大到小,還是從小到大,連續取“1~9”中任意四個數均可湊成“24”。

4.添上適當的運算子號,使算式成立。

(1)6 6 6 6=1 (2)6 6 6 6=2

(3)6 6 6 6=3 (4)6 6 6 6=4

(5)6 6 6 6=5 (6)6 6 6 6=6

分析:(1)根據A÷A=1,可得許多種解,如(6+6)÷(6+6)=1或(6×6)÷(6×6)=1……

(2)根據1+1=2,可得6÷6+6÷6=2

(3)根據18÷6=3,可得(6+6+6)÷6=3

(4)根據6-2=4,可得6-[(6+6)÷6]=4

(5)根據30÷6=5,可得(6×6-6)=5

(6)根據0+6=6,可得6×(6-6)+6=6或(6-6)×6+6=0……

解:

(1)(6+6)÷(6+6)=1 (2)(6÷6)+(6÷6)=2

(3)(6+6+6)÷6=3 (4)6-[(6+6)÷6]=4

(5)(6×6-6)÷6=5 (6)(6-6)×6+6=0

5.用7個7組成4個數,並使運算結果為100

7,7,7,7,7,7,7=100

分析:首先要使一部分接近100,777÷7=111,111-100=11,後面的777湊成11就可以了77÷7=11,所以可以這樣解:

777÷7-77÷7=100

6.在9個9之間填適當的運算子號,使下面算式成立。

9 9 9 9 9 9 9 9 9=2008

分析:先要想辦法使一部分靠近“2000”,999+999=1998,2008-1998=10,後面的三個9湊成10即可。

解:999+999+9÷9+9=2008

說明:前六個數也可以用其他方法求得1998,如999×[(9+9)÷9]=1998這種題目往往不只一種解法。

7.填上適當的運算子號,使算式成立。

9 8 7 6 5 4 3 2 1=2007

分析:結果較大,先用一部分湊出與2007相接近的數,即654×3=1962而2007-1962=45,現在我們要辦法使9,8,7,2,1湊成45,而45-21=24,9+8+7=24。

解:9+8+7+654×3+21=2007

8.在11~15之間,選擇恰當位置,填上適合的運算子號,使算式結果為100。

11 12 13 14 15=100

分析:原題的意思是使下式成立:

1 1 1 2 13 14 15 =100

取121靠近100,11+121-31=101,415湊成“1”即可有解,(4+1)÷5=1。還可以取111靠近100,111-21=90,3 1 4 1 5 湊成10即可有解,3-1+4-1+5=10此題還有許多方法,請同學們自己試一試。

解:11+121-31-(4+1)÷5=100或111-21+3-1+4-1 +5=100

9.現有的牌為1~10,請從中選牌,每張牌只用一次,使下列“24”點遊戲成立。

(1)□+□×6+11=24

(2)(□+5)×2+□=24

(3)(□×10-□)÷4+11=24

(4)□×3-□÷2=24

(5)□×5-4÷4=24

(6)13+□×3-10=24

分析:觀察這六個算式,我們發現(5),(6)很好確定所選牌是5和7。再觀察餘下的四個算式,(4)□×3-□÷2=24,□×3>24,□可取9,10,取10時,□÷2的方塊在1~10中無值可取,所以□×3只能取9,另一個□中可以取6。

再來觀察(3)(□×10-□)÷4=24 24×4=96,所以□×10-□=96,□×10≥100,1~10中,只能取10,另一個方□中就只能取4。

接下來看(1)□+□×6+11=24,24-11=13,□+□×6=13,□×6<13的方格中可取1和2;取1時有7+1×6=13,7在(6)中已經用過,所以□×6的方格中只能取2,另一個□中取1。

最後觀察(2)式,現在只剩下3、8,(□+5)×2為偶數,24為偶數,所以第二個□只能取8,第一個方面中取3。

解:

(1) ×6+11=24 (2)( +5)×2+ =24

(3)( ×10- )÷4=24 (4) ×3- ÷2=24

(5) ×5-4÷4=24 (6)13+□×3-10=24

10.在適當的位置中,填上括號,使下列算式成立。

(1)9+60÷3+2×4-1=30

(2)9+60÷3+2×4-1=56

(3)9+60÷3+2×4-1=15

(4)9+60÷3+2×4-1=45

分析:(1)題中只有÷3,-1兩處可以使數值變小,特別值得注意的是“-”後面只有1,所以要想辦法使算式中數靠近30,又要小於30,(9+60)÷3=23,再使後面得7即可,2×4-1正好得7。

(2)56是個較大的數,我們還要先靠近56,再湊小數,在中間的÷、×之間想辦法,60÷(3+2)×4=48,再加8就得結果了,9-1=8。

(3)從前端想15-9=6,想辦法使後面部分得6,60÷10=6,3+2×4-1正好得10。

(4)從前端想45-9=36,36=12×3=9×4,60÷(3+2)=12,4-1=3,可求解。

解:(1)(9+60)÷3+2×4-1=30

(2)9+60÷(3+2)×4-1=56

(3)9+60÷(3+2×4-1)=15

(4)9+60÷(3+2)×(4-1)=45