世界上最可怕的事, 是那些比你聰明的人卻比你還努力。 努力的孩子運(yùn)氣總不會(huì)太差。 今天的奧數(shù)題是關(guān)于正方體分割問(wèn)題, 所用知識(shí)不超過(guò)小學(xué)5年級(jí)。
題目(4星難度): 有125個(gè)棱長(zhǎng)為1的小正方體,其中64個(gè)是紅色,61個(gè)是藍(lán)色。用這些小正方體組成一個(gè)棱長(zhǎng)為5的大正方體。請(qǐng)問(wèn)這個(gè)大正方體的表面積中,紅色部分面積最多有多少?
答案:116。
輔導(dǎo)辦法: 將題目寫(xiě)給小朋友,讓他自行思考解答,若20分鐘還不能解答,由家長(zhǎng)進(jìn)行講解。
講解思路: 這道題屬于正方體分割與極端構(gòu)造問(wèn)題的組合, 在解答之前, 先思考組成大正方體的小正方體中, 按朝外的面不同共有多少個(gè)。 (點(diǎn)擊參考1月30日關(guān)于正方體分割的題目) 然后構(gòu)造思考極端情況, 解決最多的問(wèn)題。
步驟1: 先思考第一個(gè)問(wèn)題, 組成大正方體后, 按朝外的面不同, 小正方體的種類(lèi)和個(gè)數(shù)是多少? 顯然小正方體最多3個(gè)面朝外, 最少0個(gè)面朝外。 第一種: 0個(gè)面朝外的小正方體在內(nèi)部, 數(shù)量是3*3*3=27; 第二種: 1個(gè)面朝外的小正方體在6個(gè)面上, 但又不在棱上, 數(shù)量是6*3*3=54; 第三種: 2個(gè)面朝外的小正方體在棱上, 但不在頂點(diǎn)處, 數(shù)量是12*3=36; 第四種: 3個(gè)面朝外的小正方體在頂點(diǎn), 數(shù)量是8。
步驟2: 再思考第二個(gè)問(wèn)題, 紅色部分表面積最多多少? 按照極端問(wèn)題的解法, 先構(gòu)造極端條件。 要紅色部分面積最大, 就是要盡量先把紅色小正方體安排在朝外的面多處。 其中8個(gè)有3面朝外, 面積是3*8=24; 另外36個(gè)有2面朝外, 面積是2*36=72; 剩下20個(gè)有1面朝外, 面積是1*20=20。 所以紅色表面積最大是 24+72+20=116。
注:本題另有簡(jiǎn)便做法, 考慮藍(lán)色部分的最小, 藍(lán)色最小為61-27=34, 則紅色最大是150-34=116。 但為了練習(xí)空間想象能力, 給小孩子講解時(shí), 不推薦直接講解簡(jiǎn)便做法。 |
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