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第十六届“中环杯”中小学生思维能力训练活动
五年级决赛
2016年3月5日 12:30~14:00
考试时间:90分钟
满分:100分
一、填空题A:(本大题共8小题,每题6分,共48分)
【第1题】
1 1 1 1
计算:2016 ________。
21 42 27 54
【分析与解】
计算。
1 1 1 1
2016
21 42 27 54
1 1 1 1
2016
21 42 27 54
1 1
2016
14 18
1 1
2016 2016
14 18
144112
32
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五年级决赛
城隍喵【第2题】
若E、U 、L、S、R、T分别表示1、2、3、4、5、6(不同的字母表示不同的数字),且满足:
⑴EU L6;
⑵SRU T 18;
⑶UT 15;
⑷SL8。
则六位数EULSRT ________。
【分析与解】
⑴因为EU L6;
而1236;
所以E,U,L1,2,3;
⑵因为SRU T 18;
而654318;
所以S,R,U,T6,5,4,3;
⑶因为UT 15;
而1511535;
所以U,T3,5;
⑷因为SL8;
而81824;
所以S,L2,4。
由⑴和⑶,得U 3,则T 5;
由⑴和⑷,得L2,则S 4;
最后分别结合⑴和⑵,得E1,R6;
故六位数EULSRT 132465。
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城隍喵【第3题】
一个超过20的自然数N,在14进制与20进制中都可以表示为回文数(回文数就是指正读与倒读都一样的
数,比如12321、3443都是回文数,而12331不是回文数)。N的最小值为________(答案用10进制表示)。
【分析与解】
数论,进制与位值。
因为N 20;
所以N在14进制与20进制中都不是一位数;
我们希望N要尽可能小,故设N aa bb ;
14 20
即N a14ab20b;
N 15a21b;
则N既是15的倍数又是21的倍数;
故N是15,21357105的倍数;
而105 77 55 ,符合题意;
10 14 20
故N的最小值为105。
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五年级决赛
城隍喵【第4题】
1
一位父亲要将他的财产分给他的孩子:首先将1000元以及剩余财产的 给老大,其次将2000元以及剩余
10
1 1
财产的 给老二,再次将3000元以及剩余财产的 给老三,以此类推。结果发现每个孩子都分到了相同
10 10
数量的财产。这位父亲一共有________个孩子。
【分析与解】
(方法一)
设这个父亲的财产有x元;
由老大与老二分得财产相同,得
1 1 1
1000x1000 2000
x10001 2000
;
10 10 10
解得x81000;
1
老大分得1000810001000 9000元;
10
即每个孩子都分到了9000元;
这位父亲一共有8100090009个孩子。
(方法二)
因为每个孩子都分到了相同数量的财产;
所以老大与老二分得财产相同;
1
老大分得1000元以及剩余财产(这里的剩余我们记为A)的 ;
10
1
老二分得2000元以及剩余财产(这里的剩余我们记为B)的 ;
10
1 1
那么A的 比B的 多200010001000元;
10 10
1
A比B多1000 10000元;
10
1
从A到B依次减少A的 和2000元;
10
1
故A的 为1000020008000元;
10
1
A为8000 80000元;
10
这个父亲的财产有10008000081000元;
1
老大分得1000810001000 9000元;
10
即每个孩子都分到了9000元;
这位父亲一共有8100090009个孩子。
(方法三)
设这位父亲一共有n个孩子;
1
则倒数第二个孩子分得1000n1元以及剩余的 ;
10
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城隍喵最后一个孩子分得1000n元;
1 9
这1000n元是倒数第二个孩子分得1000n1之后剩余的1 ;
10 10
每个孩子都分到了相同数量的财产;
由倒数第二个孩子与最后一个孩子分得财产相同,得
1
1000n11000n 1000n;
9
解得n9;
这位父亲一共有9个孩子。
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城隍喵【第5题】
如图,一个长方形的表格有8列,将数字1、2、…按一定顺序填入表格中(从左往右填,等一行填满后进
入下一行,还是从左往右填)。一个学生先将填有数字1的格子涂黑,接下来跳过1个格子,将填有数字3的
格子涂黑;接下来跳过2个格子,将填有数字6的格子涂黑;接下来跳过3个格子,将填有数字10的格子
涂黑。依次类推,直到所有列都含有至少一个黑格为止(不再继续涂黑了)。那么,他涂黑的最后一个格
子里的数字为________。
1 2 3 4 5 6 7 8
9 10 11 12 13 14 15 16
【分析与解】
(方法一)
第1个涂黑的格子为1;
第2个涂黑的格子为312;
第3个涂黑的格子为6123;
第4个涂黑的格子为101234;
……
依次类推,第n个涂黑的格子为12n。
1 2 3 4 5 6 7 8
9 10 11 12 13 14 15 16
17 18 19 20 21 22 23 24
25 26 27 28 29 30 31 32
33 34 35 36 37 38 39 40
41 42 43 44 45 46 47 48
49 50 51 52 53 54 55 56
57 58 59 60 61 62 63 64
65 66 67 68 69 70 71 72
73 74 75 76 77 78 79 80
81 82 83 84 85 86 87 88
89 90 91 92 93 94 95 96
97 98 99 100 101 102 103 104
105 106 107 108 109 110 111 112
113 114 115 116 117 118 119 120
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五年级决赛
城隍喵这样我们可以得到涂黑的格子依次为11mod8,1233mod8,
12366mod8,1234102mod8,
125157mod8,126215mod8,
127284mod8,128364mod8,
129455mod8,1210557mod8,
1211662mod8,1212786mod8,
1213913mod8,12141051mod8,
12151200mod8,
至此mod8余0~7的数都出现了;
即所有列都含有至少一个黑格;
他涂黑的最后一个格子里的数字为120。
(方法二)
第1个涂黑的格子为1;
第2个涂黑的格子为312;
第3个涂黑的格子为6123;
第4个涂黑的格子为101234;
……
依次类推,第n个涂黑的格子为12n。
涂黑的格子mod8的余数依次为1,3,6,2,7,5,4,…
至此,除了mod8余0,其余mod8余1~7都已经出现;
故我们只要考虑12n0mod8;
1
8|12n nn1;
2
16|nn1;
因为n与n1互质;
故16|n或16|n1;
我们希望n要尽可能的小;
则取n116;
n15;
这样,他涂黑的最后一个格子里的数字为1215115152120。
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城隍喵【第6题】
一个瓶子里有1001个蓝球、1000个红球、1000个绿球,同时小明手中还有足够的这三种颜色的球。接下
来,小明每次从瓶子中取出两个球,然后再按照下面的规则将一个球或两个球放入瓶中。
⑴如果取出一个蓝球、一个绿球,则放回去一个红球;
⑵如果取出一个红球、一个绿球,则放回去一个红球;
⑶如果取出两个红球,则放回去两个蓝球;
⑷如果取出的两个球不是上面3种情况,则放回去一个绿球。
不断重复上述操作,直到瓶中只剩下一个球为止。剩下的一个球是________球(填“红”、“蓝”、“绿”、
“不确定”
【分析与解】
操作类问题;奇偶性。
取球的情况 红、蓝、绿三种颜色的球的个数变化
拿出的两个球 放回的一个球或两个球 蓝球个数 红球个数 绿球个数
⑴ 1个蓝球、1个绿球 1个红球 1 1 1
⑵ 1个红球、1个绿球 1个红球 不变 不变 1
⑶ 2个红球 2个蓝球 2 2 不变
2个蓝球 1个绿球 2 不变 1
⑷ 2个绿球 1个绿球 不变 不变 1
1个蓝球、1个红球 1个绿球 1 1 1
从表中我们可以观察出,红球个数与蓝球个数的奇偶性同时发生变化;
而开始瓶子里有1001个蓝球、1000个红球;
即开始时,蓝球有奇数个,红球有偶数个,蓝球与红球个数的奇偶性不同;
则无论怎么操作,蓝球与红球个数的奇偶性始终不同;
这样,最后不可能出现“0个蓝球、0个红球、1个绿球”的情况。
而我们注意到,放回去的球的情况,没有“放回去1个蓝球”的情况;
即也不可能出现“1个蓝球、0个红球、0个绿球”的情况。
综上所述,剩下的一个球是红球。
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城隍喵【第7题】
从图a的正六边形网格中选出图b的形状,有________种不同的选法(注意:图b可以旋转)。
图b
图a
【分析与解】
计数。
首先,我们考虑图b不旋转的情况下;
一共与有4565424种不同的选法;
再结合图b有3种不同的方向,且每种方向选法数相同;
故从图a的正六边形网格中选出图b的形状,有24372种不同的选法。
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城隍喵【第8题】
如图,在△ABC 中, ABC 90 , BC 8。 D 和 E 分别是 AB 和 AC 上的点,使得 CDDE ,
DCBEDA。若△EDC的面积为50,则AB的长度为________。
C
E
A
D B
【分析与解】
几何;勾股定理,弦图;相似三角形,金字塔模型。
C
E
A
F D B
过点E作EF AB,垂足为F 。
在△BCD与△FDE中,
CBDDFE90
DCBEDF
CDDE
所以△BCD≌△FDE ;
(弦图的一半)
C
E
A
F D B
所以BC FD,BDFE,BCDFDE;
因为B90;
所以BCDBDC 90;
所以FDEBDC 90;
因为FDECDEBDC 180;
所以CDE90;
这样我们可以得到△EDC是等腰直角三角形;
且由S 50,得CDDE10;
△EDC
而BC FD8;
再结合勾股定理,得BDFE6。
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城隍喵在△ABC和△AFE中,
BAC FAE
;
ABC AFE90
所以△ABC∽△AFE ;
(金字塔模型);
C
E
A
F D B
C
E
A
F D B
EF AF
所以 ;
BC AB
6 AB14
;
8 AB
解得AB56。
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城隍喵二、填空题B:(本大题共4小题,每题8分,共32分)
【第9题】
将如图两种由单位小正方形组成的图形(这种图形的面积均为3)放入814的大长方形网格中,要求任意
两块图形之间不存在公共点。那么814的大长方形网格中最多可以放入两种类型的图形共________个。
【分析与解】
在814的大长方形网格中,有915135个格点;
而无论是“L型”还是“一字型”的三连块,每个都有8个格点;
1358167;
故在814的大长方形网格中,可以放入两种类型的图形的个数不超过16个。
另一方面,摆放16个的例子可以构造出来(构造方式不惟一)。
构造方法一 构造方法二
综上所述,814的大长方形网格中最多可以放入两种类型的图形共16个。
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城隍喵【第10题】
Sn表示自然数n的数码和,比如S1231236。如果两个不同的正整数m、n,满足
m100
n100
,那么我们就称m、n构成一个数对m,n。
mn
mSnn2Sm
数对m,n共有________对。
【分析与解】
数论,同余;计数。
我们知道,一个数与其数字之和mod9的余数相同;
即nSnmod9;
则nSn0mod9;
由mSnn2Sm,得
SmnSnmSm0mod9;
故m0mod9;
即m是9的倍数;
因为m100且m为正整数;
所以m9,18,27,…,99,
代入nSnm2Sm进行逐一计算;
并设nab10ab(ab为广义两位数);
则Snab;
nSn9a,
即9am2Sm
⑴当m9时,Sm9,9a992,a1,舍去;
⑵当m18时,Sm189,9a1892,a0,n1~9,有9对;
⑶当m27时,Sm279,9a2792,a1,n10~19,有10对;
⑷当m36时,Sm369,9a3692,a2,n20~29,有10对;
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城隍喵⑸当m45时,Sm459,9a4592,a3,n30~39,有10对;
⑹当m54时,Sm549,9a5492,a4,n40~49,有10对;
⑺当m63时,Sm639,9a6392,a5,n50~59,有10对;
⑻当m72时,Sm729,9a7292,a6,n60~69,有10对;
⑼当m81时,Sm819,9a8192,a7,n70~79,有10对;
⑽当m90时,Sm909,9a9092,a9,n80~89,有10对;
⑾当m99时,Sm9918,9a99182,a7,n70~79,有10对;
综上所述,数对m,n共有910101099对。
9个10
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城隍喵【第11题】
如图,正方形ABCD的边长为4,正方形CEFG的边长为12,D、C、E三点在一条直线上。联结DF,
作GI//DF与DA的延长线交于点I 。作IH DF 与DF交于点H 。则IH 的长度为________。
G F
I
A B
H
D C E
【分析与解】
几何,勾股定理,相似三角形。
(方法一)
G F
I
J
A B
H
D C E
过点G作GJ DF,垂足为J。
在Rt△DEF 中,E90,EF 12,DE41216;
由勾股定理,得DF 20;
因为E90;
所以EDF EFD90;
因为EFGJFGEFD90;
所以EDF JFG;
在△DEF和△FJG中,
DEF FJG90
;
EDF JFG
所以△DEF∽△FJG;
FE DF
所以 ;
GJ FG
12 20
所以 ;
GJ 12
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城隍喵36
解得GJ ;
5
因为GI//DF,IH DF ,GJ DF;
所以IH GJ;
36
所以IH 。
5
(方法二)
K G F
I
A B
H
D C E
分别延长DI、FG,相交于点K。
在Rt△KDF中,K 90,KD12,KF 41216;
由勾股定理,得DF 20;
因为GI//DF;
所以△KDF∽△KIG;
(金字塔模型)
KF KD DF
所以 ;
KG KI IG
16 12 20
所以 ;
4 KI IG
解得KI 3,IG5;
S KGKI 24326;
△KIG
S KFKD21612296;
△KDF
S S S 96690;
梯形DFGI △KDF △KIG
S IGDFIH 2;
梯形DFGI
520IH 290;
36
解得IH 。
5
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城隍喵【第12题】
将一个444的立方体切割成64个111的小立方体,然后将其中16个111的小立方体染成红色,要
求与任意一条棱平行的4个小立方体中,都正好有1个小方体被染成红色。不同的染色方法有________种
(旋转后相同的染色方法也视为不同的染色方法)。
【分析与解】
一个444的立方体,从上往下一共有4层,每层是一个441的长方体;
由题意“与任意一条棱平行的4个小立方体中,都正好有1个小方体被染成红色”,得
每层441中,都正好有4个正方体染成红色;
且从上往下看,每层染成红色的小立方体的俯视图为一个44的正方形。
对这个44正方形,我们分别用“1”、“2”、“3”、“4”各4个,
表示第1、2、3、4层对应的小方格染成红色;
并且按照题意,这个44正方形中,每行、每列“1”、“2”、“3”、“4”各1个。
故问题转化为“用“1”、“2”、“3”、“4”各4个填在一个44正方形中,要求每行、每列“1”、“2”、
“3”、“4”各1个,不同的填法有多少种?”
我们先考虑“1”,每行各1个,且不同列,有432124种填法;我们不妨设为图1的情况。
1
1
1
1
图1
我们再考虑“2”,第一行的“2”有3种填法;我们不妨设为图2的情况;
1 2
1
1
1
图2
若第二行的“2”填在第一列,则第三行的“2”填在四列,第四行的“2”填在三列;(如图3)
若第二行的“2”填在第三列,则第四行的“2”填在一列,第三行的“2”填在四列;(如图4)
若第二行的“2”填在第四列,则第三行的“2”填在一列,第四行的“2”填在三列;(如图5)
1 2 1 2 1 2
2 1 1 2 1 2
1 2 1 2 2 1
2 1 2 1 2 1
图3 图4 图5
我们再考虑“3”,第一行的“3”有2种填法;我们不妨设为第一行的“3”填在第三列(如图6~8);
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五年级决赛
城隍喵1 2 3 1 2 3 1 2 3
2 1 1 2 1 2
1 2 1 2 2 1
2 1 2 1 2 1
图6 图7 图8
图6余下的有2种填法;(如图9和图10)
图7余下的有1种填法;(如图11)
图8余下的有1种填法;(如图12)
1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4
2 1 4 3 2 1 4 3 4 1 2 3 3 1 4 2
3 4 1 2 4 3 1 2 3 4 1 2 2 4 1 3
4 3 2 1 3 4 2 1 2 3 4 1 4 3 2 1
图9 图10 图11 图12
故第一行的“2”填在第2列,第一行“3”填在第3列,有4种;
不同的填法有24324576种。
原题不同的染色方法有576种。
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城隍喵三、动手动脑题:(本大题共2小题,每题10分,共20分)
【第13题】
甲、乙两车分别从A、B两地同时出发,相向而行(乙从B地出发),乙车速度是甲车的k倍(k 1)。两
车分别到达B地和A地后,立即返回。返回时,甲车的速度保持不变,乙车的速度等于甲车的速度。返回
CD 1
途中,两车在C点相遇。如果AB的中点为D点,并且 ,求:k。(请写出解题过程)
AD 2
【分析与解】
行程问题。
甲
A B
D C
乙
因为AB的中点为D点;
1
所以ADBD AB;
2
CD 1
因为 ;
AD 2
所以AD:DC:CB2:1:1;
乙行驶BA这段的速度为甲车的k倍,行驶AC这段的速度等于甲车的速度;
由相同的时间,速度比等于路程比,得
1:k ABBCAC:BA413:41:2;
故k 2。
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城隍喵【第14题】
如图,根据下面的要求填满此表:
⑴每个小方格内填入一个数字,这个数字必须是小于10的自然数;
⑵同一区域内的小方格填入相同的数字(虚线表示同一区域的内部);
⑶最左边列的小方格不能填入数字0;
⑷从上往下数第1行的四个数码从左至右构成一个四位数,这个四位数可以表示为 pq,其中 p、q都是质
数;
⑸从上往下数第2行的四个数码从左至右构成一个四位数,这个四位数可以表示为两个连续质数的乘积(比
如3、5就称为连续质数);
⑹从上往下数第3行的四个数码从左至右构成一个四位数,这个四位数是一个完全平方数;
⑺从上往下数第4行的四个数码从左至右构成一个四位数,这个四位数是37的倍数。
【分析与解】
数论综合。
A B C D
E F C D
E E G G
E H G G
每个小方格填上字母,同一区域内的小方格填字母,
相同的字母代表相同的数字,不同的字母既可以代表不同的数字也可以代表相同的数字。
由⑹得,EEGG是完全平方数;
完全平方数的末两位可能是00、25、奇6、偶1、偶4、偶9;
若完全平方数的末两位的两个数字相同,则只能是00或44;
而EEGGE0G11是11的倍数;
则EEGG是112的倍数;
E0GEEGG11是11的倍数;
由11的整除特性,得EG0EG是11的倍数;
只能EG11;
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城隍喵故G不可能是0,只能G4,E11G1147;且7744882。
A B C D
7 F C D
7 7 4 4
7 H 4 4
由⑺得,EHGG7H44是37的倍数;
9993337;
因为7H44是37的倍数;
所以7H440也是37的倍数;
由37的整数特性,7H 440510H 是37的倍数;
510371329;
H 37298。
A B C D
7 F C D
7 7 4 4
7 8 4 4
由⑸得,EFCD7FCD可以表示为两个连续质数的乘积;
我们通过整十数进行估算:802 6400、902 8100;
再进一步计算可得,79836557,83897387,89978633;
故EFCD7FCD只能是83897387;
F 3,C 8,D7。
A B 8 7
7 3 8 7
7 7 4 4
7 8 4 4
由⑷得,ABCD AB87 pq,其中 p、q都是质数;
首先, p的个位数字只能为3、7;
其次q不可能太大;
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五年级决赛
城隍喵注意到311 9999,则q2、3、5、7。
当q2时,因为完全平方数的个位数字可能是0、1、4、9、6、5,不可能为2、3、7、8;
故不存在。
当q3时, p的个位数字只能为3,经尝试,33 27,133 2197,233 9999,不存在;
当q5时, p的个位数字只能为7,经尝试,75 9999,不存在;
当q7时, p的个位数字只能为3,经尝试,37 2187,137 9999;37 2187符合;
故ABCD AB872187;
A2,B1。
2 1 8 7
7 3 8 7
7 7 4 4
7 8 4 4
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