梁启超小时候随父去人家作客。主人用炒蚕豆与凉西瓜招待。聪颖的启超招人喜爱。主人以“两指捻开,一颗金宝贝”为上联,让启超续下联。启超思索片刻,续得巧妙:“一刀切破,两片玉玻璃”。日常生活中,我们会经常遇到切西瓜、分蛋糕之类的问题。对于这些智巧问题,要“肚里撑船”想一想,设计出巧妙的方案;“纸上谈兵”做一做,寻找到切实的办法。
【例 1】
一只月饼,切两刀最多能切成几块?切三刀呢?
想一想
一刀能切成两块。再切一刀,怎样下刀才能“最多”?与第一刀切分线平行?——这样有 3 块。相交?——这样能有 4 块。切三刀,这第三刀切分线与前两刀的一条切分线相交,还是与两条都相交?
做一做
如下图 3、图 4 所示,切两刀最多能切成 4 块,切三刀最多能切成 7 块。
图3
图4
理一理
以上切分线要在月饼面内部(而不是边界)相交。第三刀的切分线与前两刀切分线的交点不能落在已有的交点上。这样才能切得最多的块数。
【例 2】
小冬过生日,妈妈买来蛋糕,让小冬动手分成 8 块。最少要切几刀?
想一想
按例1 切法,切两刀可得4 块,切三刀最多只能得到7 块。难道还要再加一刀只多切出 1 块?这也太浪费第四刀了。——两刀已切得 4 块了,如果能再加一刀就把 4 块中的每 1 块都分作 2 块呢,那就大功告成了。
做一做
竖切两刀得 4 块,再横切一刀成 8 块,如下图 5。可见最少只要切三刀。
图 5
理一理
竖切后再横切一刀,可使已有的每 1 块都一分为二。
【例 3】
你能只切四刀把一箱(即一大整块)豆腐切成 14 小块吗?
想一想
如例 1,头三刀可切得 7 块;再加一刀就该把它们都再一分为二。
做一做
头三刀交叉竖切,第四刀再横切,就能切得 14 小块。
理一理
要在“最多”“最少”上抠脑子,做文章。交叉切得“最多”(刀数“最少”),换个方向切,能“一分为二”。这是宝贵的经验。做题时还要对准题目的要求,如本题改作“四刀切成 12 块”,那就是另一种切法了。
【例 4】
怎样只切四刀,把一个西瓜切成 9 块,而吃完以后有 10 块西瓜皮?
想一想
9 块西瓜 10 块皮,必有 1 块西瓜两头有皮。单把这 1 块西瓜取出,那就在这个西瓜上开了一条隧道了。切瓜如同切饼,四刀怎样切成 9 块?显然不能用大家“一分为二”的切法。
因为如果那样,第一,得到的是偶数块,不会是 9 块;第二,分居 1 块西瓜两头的西瓜皮也被分给 2 块西瓜了。而交叉切四刀最多又能切成 11 块。要把 11 块减成 9块,就不能如例 1 那样,线线交叉地切,应该“有相交,有平行”地切。
做一做
切分线成“井”字形切四刀,得周围 8 块、中间 1 块,共 9 块西瓜。而中间那块吃完之后有 2 块瓜皮,所以 9 块西瓜吃完以后有 10 块西瓜皮。
理一理
治病要对症下药,切瓜要看题下刀。这里“四刀”不求切得“最多”,而求9 块,就不能照搬只交叉下刀的做法,而应调整切法。
【例 5】
刀砍甘蔗,每一刀只能同时砍断 2 根。现在要把 3 根甘蔗每根砍成 3 节,共 9节,只砍三刀。应该怎样砍?
想一想
若把 2 根甘蔗并齐,砍两刀可得 6 节。由于甘蔗不是柔性的,不能弯作“⊃”,那么第三刀无法把第 3 根甘蔗砍成 3 节。这样看来,要让第三刀有用武之地,有 2根甘蔗可砍,则前两刀就不能只砍到前 2 根;应该 3 根都砍到,而且有的甘蔗又只被砍了一刀。
做一做
第一刀砍第 1、第 2 根,第二刀砍第 2、第 3 根,第三刀砍第 3、第 1 根。这样每根甘蔗都被砍两刀,截成了 3 节,一共砍成了 9 节。
理一理
本题关键是要让“一刀砍 2 根”的作用充分发挥到位,让三刀“刀刀有用武之地”。于是想到了 3 根甘蔗交替配对。其实下图所示三个交点就是刀砍处。当然,此图只为显示设计思想,并非要求一定要把 3 根甘蔗如图摆放再砍。只要像“做一做”里的办法操作即可。(图 6)
图 6
【例 6】
你怎样理解下列对话中小虎的意见?
爸爸问小虎:“4 减 4 等于几?”小虎答:“等于 8。”爸爸:“为什么?”小虎:“把方桌的 4 个角都砍掉就明白了。”
想一想
先来看砍掉 1 个角的情形。这时方桌可能还有 3、4、5 个角(图 7)即砍掉 1 个角,方桌的角的个数可能减少 1 个,保持不变或增加 1 个。
图7
做一做
小虎说的虽然是笑话,却是有道理的。若像下图那样砍去方桌四角,它就成为“八角桌”了。(图 8)
图 8
理一理
从以上的砍(锯)法,应该认真体会砍(锯)后“剩下”的角的个数,与砍线(锯路)是否过方桌面的顶点,过 1 个还是 2 个顶点,以及砍线(锯路)的交点是否在方桌边线上,是有关系的。再如“若要锯掉方桌的 2 个角,还有几个角”的几种不同锯法如下:(图 9)
图 9
可见锯去 2 角,还可能有 3、4、5 或 6 个角。
事物总是在运动中发展、变化,相互联系、转换的。我们的思想应该适应这种情况。刀切月饼,两刀切线平行变作相交,切成的块数变多;反过来,变少。试验、调整,修正我们的预案,使之成为切实可行的办法,这是应有的态度,常有的事。
1.一块大饼,切三刀最多能切成几块?切四刀呢?
2.小彤过生日,爷爷为她买了大蛋糕。小彤要把它分成 12 块,最少要切几刀?怎样切?
3.土豆烧牛肉,土豆与牛肉都要切成小块。一个大土豆怎样切成 9 块?最少要几刀?
4.你能用刀切 5 次,把一只枕头面包切成 18 小块吗?
5.分别在 4 张正方形纸上剪一刀,使它们变成含有 3 个角、4 个角、5 个角、6个角的图形。
6.一块圆形甜糕上有 7 个红枣(如下图 10),现在要把它分成 7 小块(大小可不同),要求每小块上都有 1 个红枣。若只许切三刀,你怎样切?
图 10
7.兰兰想把三角形蛋糕分成形状、大小一样的 4 份,让奶奶、爸爸、妈妈都尝尝。她该怎样分?(图 11)
图 11
8.取 4 根塑料绳,想办法各剪一刀,使分别分成长短差不多的两段、三段、四段、五段。
9.下图中(图 12)放有 4 颗夜明珠。请把它分成形状、大小相同的非正方形部分,使每一部分都有 1 颗夜明珠。
图 12
10.有 6 只大小、色泽一样的乒乓球,其中有 5 只重量相同,符合标准;有 1 只稍重。你能用天平称两次,把重球找出来吗?