日历的两个基本差:日历每行排 $7$ 天,所以 ——
同一行相邻两个数相差 $1$(如 $3$、$4$);
同一列相邻两个数相差 $7$(如 $3$、$10$、$17$、$24$)。
例 1 (1)在一份日历中,任意框出一个竖列上相邻的四个数,观察它们之间是什么关系?如果框出的四个数的和为 $58$,这四天分别是几号?
(2)如果用一个正方形所圈出的 $4$ 个数的和为 $76$,这四天分别是几号?
例 2 将连续的奇数 $1$,$3$,$5$,$7$,$9$,$\cdots$,排成如下的数表:
「十字框」的五个数可以写成:中心数 $n$、上 $n-10$、下 $n+10$、左 $n-2$、右 $n+2$ —— 五数之和恒等于 $5n$。
例 2 续 (1)十字框中的五个数的平均数与 $15$ 有什么关系?(2)若将十字框上下左右平移,可框住另外的五个数,这五个数的和能等于 $315$ 吗?若能,请求出这五个数;若不能,请说明理由。
先自己做一遍:每道题先想清楚「框里的数怎么用最小的那个(或中心那个)表示」,再列方程。
日历中的问题 · 微课(约 7 分钟)
看完视频再对答案。答案默认收起,自己想清楚再展开。
关系:日历同一竖列上相邻两个数相差 $7$(因为每行 $7$ 天,下一行同一列就是「加 $7$」)。
答案:这四天分别是 $4$ 号、$11$ 号、$18$ 号、$25$ 号。
理由:设框出的第一个数(最上面那个)为 $x$,则竖列上往下依次是 $x+7$、$x+14$、$x+21$。四数之和为 $58$:
$x+(x+7)+(x+14)+(x+21)=58$,即 $4x+42=58$,$4x=16$,解得 $x=4$。
所以四天依次是 $4$、$11$、$18$、$25$ 号。
检验:$4+11+18+25=58$ ✓。
另一条思路(更快):竖列四数成等差数列,平均数 $=$ 首尾两数的平均数。四数之和 $58$,平均每数 $58\div 4=14.5$,正好是中间两数 $11$ 与 $18$ 的平均 —— 由此可立刻判断四数关于「$14.5$」对称,间隔 $7$,即 $4$、$11$、$18$、$25$。
答案:这四天分别是 $15$ 号、$16$ 号、$22$ 号、$23$ 号。
理由:用正方形($2\times 2$)圈住 $4$ 个数,设左上角那个数为 $x$,则:
· 它右边一个(同一行):$x+1$;
· 它下面一个(同一列):$x+7$;
· 右下角那个:$x+8$(先右再加 $7$,或先下再加 $1$,结果都一样)。
四数之和为 $76$:$x+(x+1)+(x+7)+(x+8)=76$,即 $4x+16=76$,$4x=60$,解得 $x=15$。
所以四个数是 $15$、$16$、$22$、$23$。
检验:$15+16+22+23=76$ ✓。(对照图示的日历:$15$ 在第三行第二列、$16$ 在其右、$22$、$23$ 在下一行,正好构成一个 $2\times 2$ 方块。)
关键:$2\times 2$ 方块的四个数永远是「$x$、$x+1$、$x+7$、$x+8$」—— 记住这个模板,任何正方形框日历题都能秒设。
答案:五个数的平均数等于中心数 $15$(即平均数 $=15$)。
理由:设十字框的中心数为 $n$。观察数表:同一列相邻两数相差 $10$(因为每行 $5$ 个数、每个数相差 $2$,所以下一行同列相差 $5\times 2=10$);同一行相邻两数相差 $2$。
于是十字框的五个数可以写成:
上 $=n-10$,下 $=n+10$,左 $=n-2$,右 $=n+2$,中心 $=n$。
五数之和 $=(n-10)+(n-2)+n+(n+2)+(n+10)=5n$(上下抵消 $10$、左右抵消 $2$)。所以平均数 $=\dfrac{5n}{5}=n$,恰好等于中心数。
取图中中心数 $n=15$:五数为 $5$、$13$、$15$、$17$、$25$,和为 $75$,平均数 $75\div 5=15$ ✓,与中心数相等。
答案:能。这五个数是 $53$、$61$、$63$、$65$、$73$。
理由:由 (1) 知十字框五数之和恒等于 $5n$($n$ 为中心数)。令 $5n=315$,解得 $n=63$。
所以五个数分别是:上 $63-10=53$、左 $63-2=61$、中心 $63$、右 $63+2=65$、下 $63+10=73$。
检验:$53+61+63+65+73=315$ ✓;且这五个数在数表中确实能构成一个十字($53$ 与 $63$ 同列相隔两行、$61$、$65$ 与 $63$ 同行相邻)✓。
方法:「和能否等于某个数」的题,先把「和」用中心数(或最小数)表示出来,再解方程。—— 若解出的中心数在数表范围内、且十字不越界,就说明「能」;否则「不能」。本题解出 $63$,位置合适,所以能。
通法:① 记牢三个「差」:同行相邻差 $1$、同列相邻差 $7$、连续奇数数表中「同行差 $2$、同列差 $10$」;② 把框里的所有数用一个未知数(通常取最小数或中心数)表示出来;③ 按题目给的「和为多少」列方程;④ 解出后检查是否越出日历(数表)边界,再回代检验。
同一个考点换四个角度:竖列三数之和、同行相邻三数之和、$2\times2$ 方块四数之和、数表中十字框五数之和。
日历中的问题 举一反三(4 题)
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建议先独立完成,再看解析。
正确选项:B($13$)。
理由:竖列相邻三数相差 $7$,设中间数为 $n$,则三数为 $n-7$、$n$、$n+7$,和为 $3n$。由 $3n=39$ 得 $n=13$。
检验:三数 $6$、$13$、$20$,和为 $39$ ✓。
方法:相同间隔的连续几个数,和 $=$ 个数 $\times$ 中间数,这是最快的方法。
正确选项:A($10$)。
理由:同行相邻三数相差 $1$,设最小的数为 $x$,则三数为 $x$、$x+1$、$x+2$,和为 $3x+3=33$,解得 $x=10$。
检验:$10+11+12=33$ ✓。
正确选项:C($12$)。
理由:设左上角为 $x$,则四数为 $x$、$x+1$、$x+7$、$x+8$,和 $=4x+16=64$,解得 $x=12$。
检验:$12+13+19+20=64$ ✓。
提醒:方块的模板是 $x$、$x+1$、$x+7$、$x+8$。
正确选项:D($29$)。
理由:设最上面的数为 $x$,则四数为 $x$、$x+7$、$x+14$、$x+21$,和 $=4x+42=74$,解得 $x=8$。最大的数是 $x+21=8+21=29$。
检验:四数 $8$、$15$、$22$、$29$,和 $74$ ✓,且都 $<31$,在实际日历中可框出 ✓。
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