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数学阅读材料2(王文娟)
发布时间:2023-01-12   点击:   来源:原创   作者:王文娟

对称,让问题变的更简单

币有两面,随手抛下,非正即反,机会均等。骰有六面,随手抛下,结果难料,机会均等。

从抛硬币到掷骰子,从2面到6面,展示出对称性质可扩展的空间。

如果换一个角度来看,问掷骰子所得的数是奇数还是偶数,那就和抛硬币猜正反没有区别。于是便衍生出这样的问题:

用1、2、3、4、5、6这六个数字组成没有重复数字的六位数,其中偶数共有多少个?

先来看总共可组成多少个六位数,六位数中的第一位可以排6个数中的任意一个,有6种可能;第二位可以排剩下5个数中的任意一个,有5种可能;第三位可以排剩下4个数中的任意一个,有4种可能;第四位可以排剩下了个数中的任意一个有3种可能;第五位可以排剩下2个数中的任意一一个,有2种可能;第六位,也就是末位数,没得选了,只有唯一的可能。 那么,总共可以组成6x5x4x3x2x 1=720()六位数。

在这720个数中,不是所有的数都符合条件,还要看末尾是奇数还是偶数。在1234566个数中,偶数占一半,末尾那个数是偶数的可能性也是一半,那么,偶数应该有720+ 2=360()

其实,我们还有一种巧妙的方法来说明,在这720个六位数中,奇数和偶数的个数是一样多的,就是一一对应。

什么是一一对应?

举个例子来说吧。公园里开晚会,来了很多人。到底来了多少人呢?收门票的师傅能告诉你答案,只要数一下他手里收到的票根就好了。每人一张票,收到多少票根,就来了多少人。每一张票根对应一个人,这就叫一一对应。

如果我们从720个数中任意找一个偶数出来,能否找到一个奇数与之对应呢?譬如给出偶数135246,那么我们可以给出奇数632421与之对应。632421 是怎么找出来的呢?细心的读者会发现: 135246=777777-632421。依照这个法子,我们就能将720个数中的偶数与奇数一一对应起来。

一一对应也是对称

一一对应何尝不是一种对称呢?譬如下面这只蝴蝶,我们把它看作是一个对称图案,无非就是左边有的,右边也有,一-对应!可惜,世间万事万物,并不总偶是对称的!譬如将前面那道题稍加修改。的

用0、1、2、3、4、5这六数个数字组成没有重复数多字的六位数,其中偶数共有多少个?

也许有人追不及待地抢答,干还是360个啊。012345这六个数字,奇数偶数各占一半,不就是720 + 2= 360?

可问题是奇数135都可以排首位,但偶数中只有24话幽能排首位,0不能作为六位数的首位。这时候,奇数偶数数学已经不再对称!

通过这个例子,我们发现对称与不对称,有时是可以相互转换的。接下来这个例子也充分说明了这一点。

有这样的两位数,它的十位上的数比个位上的数大,譬如31、52、84等,问这样的两位数有多少个?

两位数就是从1099,我们按照十位上的数从小到大依次列出符合条件的数:(10),(2021)(303132),(40414243).....(909192 93......98),总共有1+2+3+...+9=45()

这里运用的是先分类讨论,再汇总相加的思路,我们也可以采用对称的思路分析。

十位上的数与个位.上的数比版式设计较大小,有三种可能:十位上的数大,如21;两关注本托者相等,如22;十精彩内容位,上的数小,如2310~99,90个数,减去其中1122..99这样的9个数,还有81个数。假设大于和小于各占一半,那么,符合题目条件的两位数是40.5个,这可能吗?

显然不对。问题就出在大于和小于不是各占一半。在大部分情况下,十位上的数和个位上的数比较,除了相等之外,大于和小于是各占一半的。譬如1881看作一对,3443看作一对可是还有10200......这些数,找不到两位数与之配对。如果我们换种思路,1........看成是0102.0....这样的两位数,与102030.....这些数配对,那么,大于和小于就真的各占一半了。

01~9999个数,减去11.....99这样的9个数,还有90个数。大于和小于各占一半,符合题目条件的两位数有45个。

对称,让问题变得简单!


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