1、数量关系之翻杯子、硬币问题一、什么情况下能翻成功 众所周知,一个杯口朝上的杯子,要翻成杯口朝下,要翻动1 次、3 次、5 次即奇数次。这样,根据奇、偶数的性质,不难发现:当杯子总数 n 为奇数而每次翻动的个数 m 为偶数时,无论翻几次,都不能成功。因为需翻动杯子的总次数为奇数(奇数个奇数的和为奇数),而实际翻动总次数一定为偶数,显然奇数偶数,所以不能成功。除此之外的其它情况都能翻成功,即: 杯子总数 n 为奇数、每次翻动的个数 m 为奇数,且需翻动奇数次; 杯子总数 n 为偶数、每次翻动的个数 m 为奇数,且需翻动偶数次; 杯子总数 n 为偶数、每次翻动的个数 m 为偶数,且翻动奇、偶次均可。
2、 以上三种情况为可成功的情况,且根据上述结论中翻动次数的奇偶性可排除部分选项。 二、最少需翻几次,怎样翻 最简单的情况是,当杯子总数 n 是每次翻动次数 m 的整数倍时,nm 即 为最少的翻 动次数。通常,考题中的 n 是不能被m 整除的,也就是说,在翻的过程中肯定有些杯子是需要重复翻的,这时,翻成功的次数必3 次,具体最少是几次,取决于第一次翻动之后,剩余杯子数(n-m)和每次翻动杯子数 m之间的关系,可简化为以下三种情况考虑:n=m+1;n2m;n2m 时,需要 3. n2m (1)若 n 与 m 同偶或同奇,需 3 次。 (2)若 n 是偶数,m 是奇数,需 4 次。因为翻一次后,剩下的
3、杯子是奇数个,需将剩下的杯子任意一个翻一次,其它重翻补足,剩下的就变成偶数,再按上面的翻法就可以了,共 4 次。练习 1:有 8 个杯口全部向上的杯子,每次将其中 7 个同时翻转,经过几次翻转,杯口可以全部向下? A.6 B.8 C. 9 D.几次也不能 【解析】首先判断能否成功,8 个奇数之和是偶数=7翻动次数,翻动次数存在且必为偶数,排除 C、D 选项。接下来确定最少翻动次数。具体操作如下:(表示杯口朝上,表示杯口朝下) 第 1 次 第 2 次 第 3 次 第 4 次 第 5 次 第 6 次 第 7 次 第 8 次 发现,每两次就能翻成两个,所以 8 个杯子每次翻 7 个需 8次翻成功,共
4、翻了 56 次,每个杯子翻了 7 次。事实上,每当重复翻动一个杯子,即将已翻成杯口朝下的杯子先翻回杯口朝上,下次再翻成杯口朝下,这个过程实际上是将一个杯子多翻了两次,假设不重复翻的话,相当于在原杯子总数 n 的基础上另外增加了两个杯子,即有(n+2)个杯子。同理,若需要重复翻动 a 个杯子就可看做共有 (n+2a)个杯子需要翻动。显然,8 个杯子,每次须翻动 7 个,那么第二次翻动时,一定有 6 个杯子被重复翻动,可看成每次增加 26=12 个杯子,则翻动次数为(8+124)7=8(次),8+124=56 表示总次数,还可知每个杯子均被翻了 568=7 次。 练习 2:有 13 个杯口全部向上
5、的杯子,每次将其中 5 个同时翻转,经过几次翻转,杯口可以全部向下? A.3 B.4 C.5 D.几次也不能 解析:首先判断能否成功,13 个奇数之和是奇数=5翻动次数,翻动次数存在且必为奇数,排除 B、D 选项。接下来确定最少翻动次数。具体操作如下:(表示杯口朝上,表示杯口朝下) 第 1 次 第 2 次 第 3 次 从左往右翻,当剩下的 杯子数是小于 2m 的偶数时,先翻动它的一半,再由左边的补足,最后一次就刚好全部翻成,故选 A。练习 3:有 12 个杯口全部向上的杯子,每次将其中 5 个同时翻转,经过几次翻转,杯口可以全部向下? A.4 B.5 C.6 D.几次也不能 【解析】首先判断能
6、否成功,12 个奇数之和是偶数=5翻动次数,翻动次数存在且必为偶数,排除 B、D 选项。接下来确定最少翻动次数。具体操作如下:(表示杯口朝上,表示杯口朝下) 第 1 次 第 2 次 第 3 次 第 4 次 从左往右翻,当剩下的杯子数是小于 2m 的奇数时,重复翻动凑 2m 个杯口向上的杯子,最后两次就刚好全部翻成,故选 A。练习 4:有 8 个杯口全部向上的杯子,每次将其中 5 个同时翻转,经过几次翻转,杯口可以全部向下? A.4 B.5 C.6 D.几次也不能 解析:首先判断能否成功,8 个奇数之和是偶数=5翻动次数,翻动次数存在且必为偶数,排除 B、D 选项。接下来确定最少翻动次数。具体操作如下:(表示杯口朝上,表示杯口朝下) 第 1 次 第 2 次 第 3 次 第 4 次 重复翻动凑 m 个杯口向上的杯子,最后两次就刚好全部翻成,故选 A。练习 5:有 7 个杯口全部向上的杯子,每次将其中 4 个同时翻转,经过几次翻转,杯口可以全部向下?A.3 次 B.4 次 C.5 次 D.几次也不能【解析】7 个杯子,即是奇数,每次翻转其中 4 个,则无论如何翻转也无法使其完全改变状态。