1、在左下圖中,對任意相鄰的上下或左右兩格中的數字同時加1或減1,這算作一次操作。經過若干次操作后,左下圖變為右下圖。問:右下圖中A格中的數字是幾?
分析與解:每次操作都是在相鄰的兩格,我們將相鄰的兩格染上不同的顏色(見右圖)。因為每次操作總是一個黑格與一個白格的數字同時加1或減1,所以所有黑格內的數字之和與所有白格內的數字之和的差保持不變。因為原題左圖的這個差是13,所以原題右圖的這個差也是13。由(A+12)-12=13解得 A=13。
2、 將1~10十個數隨意排成一排。如果相鄰兩個數中,前面的數大于后面的數,那么就交換它們的位置。如此操作下去,直到前面的數都小于后面的數為止。當1~10十個數如下排列時,需交換多少次?
8,5,2,6,10,7,9,1,4,3。
分析與解:為了不打亂仗,我們按照一定的方法來交換。例如,從最大的數10開始交換,將10交換到它應在的位置后,再依次對9,8,7,…實施交換,直至按從小到大排列為止。
因為10后面有5個比它小的數,所以對10連續交換5次,10到了最右邊,而其它各數的前后順序沒有改變;再看9,9后面有3個比它小的數,需交換3次,9到了右邊第二位,排在10前面;再依次對8,7,6,…實施這樣的交換。
10后面有5個比它小的數,我們說10有5個逆序;9后面有3個比它小的數,我們說9有3個逆序;類似地,8,7,6,5,4,3,2依次有7,3,3,4,1,0,1個逆序。因為每個數要交換的次數就是它的逆序數,所以需交換
5+3+7+3+3+4+1+0+1= 27(次)。
3、下圖是一個5×6的方格盤。先將其中的任意5個方格染黑。然后按以下規則繼續染色:
如果某個格至少與兩個黑格都有公共邊,那么就將這個格染黑。
這樣操作下去,能否將整個方格盤都染成黑色?
分析與解:以一個方格的邊長為1,開始時5個黑格的總周長不會超過4×5=20。以后每染一個格,因為這個格至少與兩個黑格都有公共邊,所以染黑后所有黑格的總周長不會增加。左下圖中,A 與4個黑格有公共邊,染黑后,黑格的總周長將減少4;下中圖中,A與3個黑格有公共邊,染黑后,黑格的總周長將減少2;右下圖中,A與2個黑格有公共邊,染黑后,黑格的總周長不變。也就是說按照這種方法染色,所有黑格的總周長永遠不會超過20,而5×6方格盤的周長是 22,所以不能將整個方格盤染成黑色。