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【内容摘要】运用排序解题,其思想是将某些对象按照一定的规则进行升序或降序排列,然后通过对这种顺序关系的研究,从而获得解题方法。运用排序解题的时候,切忌与极端原理相混淆。排序主要是运用排列得到的顺序,再结合其它的数学技巧进行解题,其关键是要找准排序对象。
【关键词】有序性 排序方法 极端原理 反证法
本文结合一些典型的例题介绍几种常见的排序方法。
一、以实数的大小进行排序
当条件中出现,z个实数时,运用实数的有序性进行排序。然后结合条件,观察是否对解题有帮助。
【例1】给定7个不同的正整数,它们之和为100。求证:在这7个数中,一定存在三个数,它们的和至少是50。
【解析】该题可将7个正整数进行排序:a
【例2】(1990年全国初中数学联赛试题)现有2n×2n的正方形方格棋盘,在其中任意的3n个方格中各放一枚棋子,求证:可以选出n行n列,使得3n枚棋子都在这n行和n列中。
【解析】可设备行棋子数为P1,P2,…,P2n,对这些棋子数进行一个排序:
Pl≥P2≥…≥P。≥P。 l≥…≥P2n
由题设:
P1 P2 - Pn Pn1 1 - P2n=3n
取棋子数为p1,p2,…,P2n的这n行,则必有P. P: - P。≥2n。
下面运用反证法,假设:
P1 P2 - P。≤2n-l。
运用最初的排序可得:
P._1 P. 2 - P2n≥n 1==》
(P. . P. 2 … P2n)≥I T1
根据平均值原理可知:
Pn 1.,Pn-2,…,P2n中至少有一个不小于2,则:
Pl≥P2≥…≥P。≥2
于是:
P1 P2 - P. P._1 … P2Z≥2n (,z 1)=3n 1
这与假设矛盾。
故选出来的n行已经含有不少于2n枚棋子,再选出n列包含其余的棋子(至多n枚),这样选出的n行n列就包含了全部的3n枚棋子。
二、以线段长度进行排序
由于平面上的点,任意两点连接而成的线段的个数是有限的。如果它们长度均不相等,则通过对它们进行排序,从中选出需要的线段;或者经过某种操作使得与平面上的点对应的线段长度不一,以达到排序的目的。
【例3】平面上任意奇数个点,如果任意三点组成的三角形的周长均不相等,那么必定存在一个椭圆,使得该椭圆内与椭圆外的点数相同。
【解析】设平面上有2n l个点,首先,对于平面上有一个点和三个点的情况,结论是显然成立的。当n≥2时,从中任意选出两点A,B作为椭圆的焦点,它们与其余2n-l个点中的每一个都可以确定一个椭圆。因为任意三点组成的三角形的周长均不相等,所以可以得到2n-l个不同的椭圆。按照椭圆长轴的大小顺序对这些椭圆进行排序:
以a1
【关键词】有序性 排序方法 极端原理 反证法
本文结合一些典型的例题介绍几种常见的排序方法。
一、以实数的大小进行排序
当条件中出现,z个实数时,运用实数的有序性进行排序。然后结合条件,观察是否对解题有帮助。
【例1】给定7个不同的正整数,它们之和为100。求证:在这7个数中,一定存在三个数,它们的和至少是50。
【解析】该题可将7个正整数进行排序:a
【例2】(1990年全国初中数学联赛试题)现有2n×2n的正方形方格棋盘,在其中任意的3n个方格中各放一枚棋子,求证:可以选出n行n列,使得3n枚棋子都在这n行和n列中。
【解析】可设备行棋子数为P1,P2,…,P2n,对这些棋子数进行一个排序:
Pl≥P2≥…≥P。≥P。 l≥…≥P2n
由题设:
P1 P2 - Pn Pn1 1 - P2n=3n
取棋子数为p1,p2,…,P2n的这n行,则必有P. P: - P。≥2n。
下面运用反证法,假设:
P1 P2 - P。≤2n-l。
运用最初的排序可得:
P._1 P. 2 - P2n≥n 1==》
(P. . P. 2 … P2n)≥I T1
根据平均值原理可知:
Pn 1.,Pn-2,…,P2n中至少有一个不小于2,则:
Pl≥P2≥…≥P。≥2
于是:
P1 P2 - P. P._1 … P2Z≥2n (,z 1)=3n 1
这与假设矛盾。
故选出来的n行已经含有不少于2n枚棋子,再选出n列包含其余的棋子(至多n枚),这样选出的n行n列就包含了全部的3n枚棋子。
二、以线段长度进行排序
由于平面上的点,任意两点连接而成的线段的个数是有限的。如果它们长度均不相等,则通过对它们进行排序,从中选出需要的线段;或者经过某种操作使得与平面上的点对应的线段长度不一,以达到排序的目的。
【例3】平面上任意奇数个点,如果任意三点组成的三角形的周长均不相等,那么必定存在一个椭圆,使得该椭圆内与椭圆外的点数相同。
【解析】设平面上有2n l个点,首先,对于平面上有一个点和三个点的情况,结论是显然成立的。当n≥2时,从中任意选出两点A,B作为椭圆的焦点,它们与其余2n-l个点中的每一个都可以确定一个椭圆。因为任意三点组成的三角形的周长均不相等,所以可以得到2n-l个不同的椭圆。按照椭圆长轴的大小顺序对这些椭圆进行排序:
以a1