求数学趣题及数学奥林匹克竞赛题，总之最难的或最有趣的 初中 (初二数学奥林匹克竞赛题)
求数学趣题及数学奥林匹克竞赛题，总之最难的或最有趣的 初中 (初二数学奥林匹克竞赛题)
有三个人一起吃东西一共吃了30元，于是他们每人付了10元给waiter,后来老板告诉waiter今天做特价所以只收25元，于是服务生那这那5元换给客人，但是他从5元中那走了2元，最后只给了客人3元，就是说，3位客人每人只付了9元。3 x 9 =27，27加上服务生拿走的2元就只有29，可他们原先明明付了30，还有一元究竟给了谁呢？
答案：三个人的费是:9X3=27(元)
三人实际交的钱是:30-3=27(元)
服务生的2元是讹诈旅客的,三人应该交的费是30-3-2(服务生讹诈的钱)=25才对.
唐代大诗人李白经常饮酒作诗.下面 这首《李白买酒》诗却是一首极有趣的数学题:
李白街上走,提壶去买酒.
遇店加一倍,见花饮一斗.
三遇店和花,喝光壶中酒.
请君猜一猜,壶中原有酒.
请问为什么要这样列式:1除以2加上1,再除以2后加上1,最后再除以2等于7/8斗
答案：“见花饮一斗”说明见到花就加一，“遇店加一倍”说明遇见店就要/2
则得：（0+1）除以2加上1,再除以2后加上1,最后再除以2等于7/8斗
用一个两位数乘以67，再加上一百的整数倍，得一个数，请问这个数有什么规律？
答案：因为不知是一百的多少倍，所以如果说规律的话，就只有后两位数有规律了。
考虑到3×67＝201，后两位为1。由此可以得到原数和最后得到的数字的后两位数字将是一一对应的关系。
假设这个数的后两位为x，原先的两位数为y；
若4=x=33，y=3*x；
若37=x=66，y=3*(x-34)+2；
若70=x=99，y=3*(x-67)+1；
或者说，若原数为3*n，则最后数字的后两位为n；
若原数为3*n+1，则最后数字的后两位为n+67；
若原数为3*n+2，则最后数字的后两位为n+34；
n为使得原数为两位数的整数。
一天有个年轻人来到王老板的店里买了一件礼物,这件礼物成本是18元,标价是21元.结果是这个年轻人掏出100元要买这件礼物,王老板当时没有零钱,用那100元向街坊换了100元的零钱,找给年轻人79元.但是街坊后来发现那100元是假钞,王老板无奈还了街坊100元.现在问题是: 王老板在这次交易中到底损失了多少钱???(其中损失成本18元,不要算成21元)
答案：收入的－支出的＝纯利润
商人有收入100元真钞，借的。
商人一共付出了多少？
18元的东西＋79元的找零＋100元赔给邻居＝197元
100－197＝－97元
所以商人损失97元。
换个角度：
商人，顾客，邻居三人为一个封闭的系统
系统内人民币守恒
邻居一分没赚也没赔，借出100真的，收入100真的
顾客呢，收入为18元的东西+79元找零＝97元
根据守恒定律，商人就得赔97元。
再换个角度：
假设那是真币，顾客走后，交易结束，赚了3块。
发现是假币后，还了100
不就亏了97吗
如果考虑商人那3块钱是应赚的，则商人就少了100元
第一题:把每个方程倒过来,则1/x+1/y=1/2
1/x+1/z=1/3
1/y+1/z=1/4
把1/x,1/y,1/z看成未知量,则可解得x=24/7,y=24/5,z=24代入得到7X+5Y-2Z=0
第二题
设两个根为a,b
a+b=mn,ab=m+n
ab同号，再就发现ab也是正整数~~
如果，m,n=2,则m+n=mn
ab=a+b，a=2,b=2
对应，a=2,b=2
a=1,b=1
a=1,b=2
a=2,b=1
筛选后，a=2,b=2唯一解，m=2=n
若m=1,n=1
显然方程无整数解
完毕
第三题
这个点称为费马点
"一开始每人掏了10元,现在又退回1元,也就是10-1=9,每人只花了9元钱,
3个人每人9元,3
X
9
=
27
元
+
服务生藏起的2元=29元"
这句本身就是一个误导
也就是说，这个等式“3
X
9
=
27
元
+
服务生藏起的2元=29元"是错误的
正确的等式应为
每人掏了10元X3
-
服务生退还的3元=
每人花了9元钱X3
=
27
元=
老板收的25元
+
服务生藏起的2元
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1.33/60=0.55（分/千米） 42/60=0.7（分/千米） 15/（0.55+0.7）=12（分）
2.21分之96800 累死了
下次再说把 完 甩
即斐波那契数列,“斐波那契数列”的发明者，是意大利数学家列昂纳多·斐波那契（Leonardo Fibonacci，生于公元1170年，卒于1240年。籍贯大概是比萨）。他被人称作“比萨的列昂纳多”。1202年，他撰写了《珠算原理》(Liber Abaci)一书。他是第一个研究了印度和阿拉伯数学理论的欧洲人。他的父亲被比萨的一家商业团体聘任为外交领事，派驻地点相当于今日的阿尔及利亚地区，列昂纳多因此得以在一个阿拉伯老师的指导下研究数学。他还曾在埃及、叙利亚、希腊、西西里和普罗旺斯研究数学。
斐波那契数列指的是这样一个数列：1，1，2，3，5，8，13，21……
这个数列从第三项开始，每一项都等于前两项之和。它的通项公式为：(1/√5)*{[(1+√5)/2]^n - [(1-√5)/2]^n}【√5表示根号5】
很有趣的是：这样一个完全是自然数的数列，通项公式居然是用无理数来表达的。
【该数列有很多奇妙的属性】
比如：随着数列项数的增加，前一项与后一项之比越逼近黄金分割0.6180339887……
还有一项性质，从第二项开始，每个奇数项的平方都比前后两项之积多1，每个偶数项的平方都比前后两项之积少1。
如果你看到有这样一个题目：某人把一个8*8的方格切成四块，拼成一个5*13的长方形，故作惊讶地问你：为什么64＝65？其实就是利用了斐波那契数列的这个性质：5、8、13正是数列中相邻的三项，事实上前后两块的面积确实差1，只不过后面那个图中有一条细长的狭缝，一般人不容易注意到。
如果任意挑两个数为起始，比如5、-2.4，然后两项两项地相加下去，形成5、-2.4、2.6、0.2、2.8、3、5.8、8.8、14.6……等，你将发现随着数列的发展，前后两项之比也越来越逼近黄金分割，且某一项的平方与前后两项之积的差值也交替相差某个值。
斐波那契数列的第n项同时也代表了集合{1,2,...,n}中所有不包含相邻正整数的子集个数。
【斐波那契数列别名】
斐波那契数列又因数学家列昂纳多·斐波那契以兔子繁殖为例子而引入，故又称为“兔子数列”。
斐波那契数列
一般而言，兔子在出生两个月后，就有繁殖能力，一对兔子每个月能生出一对小兔子来。如果所有兔都不死，那么一年以后可以繁殖多少对兔子？
我们不妨拿新出生的一对小兔子分析一下：
第一个月小兔子没有繁殖能力，所以还是一对;
两个月后，生下一对小兔民数共有两对;
三个月以后，老兔子又生下一对，因为小兔子还没有繁殖能力，所以一共是三对;
－－－－－－
依次类推可以列出下表：
经过月数：0123456789101112
兔子对数：1123581321345589144233
表中数字1，1，2，3，5，8－－－构成了一个数列。这个数列有关十分明显的特点，那是：前面相邻两项之和，构成了后一项。
这个数列是意大利中世纪数学家斐波那契在＜算盘全书＞中提出的，这个级数的通项公式，除了具有a(n+2)=an+a(n+1)/的性质外，还可以证明通项公式为：an=1/√[（1＋√5/2) n-(1-√5/2) n](n=1,2,3.....）
【斐波那挈数列通项公式的推导】
斐波那契数列：1，1，2，3，5，8，13，21……
如果设F(n)为该数列的第n项(n∈N+)。那么这句话可以写成如下形式：
F(1)=F(2)=1,F(n)=F(n-1)+F(n-2) (n≥3)
显然这是一个线性递推数列。
通项公式的推导方法一：利用特征方程
线性递推数列的特征方程为：
X^2=X+1
解得
X1=(1+√5)/2, X2=(1-√5)/2.
则F(n)=C1*X1^n + C2*X2^n
∵F(1)=F(2)=1
∴C1*X1 + C2*X2
C1*X1^2 + C2*X2^2
解得C1=1/√5，C2=-1/√5
∴F(n)=(1/√5)*{[(1+√5)/2]^n - [(1-√5)/2]^n}【√5表示根号5】
通项公式的推导方法二：普通方法
设常数r,s
使得F(n)-r*F(n-1)=s*[F(n-1)-r*F(n-2)]
则r+s=1, -rs=1
n≥3时，有
F(n)-r*F(n-1)=s*[F(n-1)-r*F(n-2)]
F(n-1)-r*F(n-2)=s*[F(n-2)-r*F(n-3)]
F(n-2)-r*F(n-3)=s*[F(n-3)-r*F(n-4)]
……
F(3)-r*F(2)=s*[F(2)-r*F(1)]
将以上n-2个式子相乘，得：
F(n)-r*F(n-1)=[s^(n-2)]*[F(2)-r*F(1)]
∵s=1-r，F(1)=F(2)=1
上式可化简得：
F(n)=s^(n-1)+r*F(n-1)
那么：
F(n)=s^(n-1)+r*F(n-1)
= s^(n-1) + r*s^(n-2) + r^2*F(n-2)
= s^(n-1) + r*s^(n-2) + r^2*s^(n-3) + r^3*F(n-3)
……
= s^(n-1) + r*s^(n-2) + r^2*s^(n-3) +……+ r^(n-2)*s + r^(n-1)*F(1)
= s^(n-1) + r*s^(n-2) + r^2*s^(n-3) +……+ r^(n-2)*s + r^(n-1)
（这是一个以s^(n-1)为首项、以r^(n-1)为末项、r/s为公差的等比数列的各项的和）
=[s^(n-1)-r^(n-1)*r/s]/(1-r/s)
=(s^n - r^n)/(s-r)
r+s=1, -rs=1的一解为 s=(1+√5)/2, r=(1-√5)/2
则F(n)=(1/√5)*{[(1+√5)/2]^n - [(1-√5)/2]^n}
【C语言程序】
main()
{
long fib[40] = {1,1};
int i;
for(i=2;i40;i++)
{
fib[i ] = fib[i-1]+fib[i-2];
}
for(i=0;i40;i++)
{
printf("F%d==%d\n", i, fib);
}
return 0;
}
【Pascal语言程序】
var
fib: array[0..40]of longint;
i: integer;
begin
fib[0] := 1;
fib[1] := 1;
for i:=2 to 39 do
fib[i ] := fib[i-1] + fib[i-2];
for i:=0 to 39 do
write('F', i, '=', fib[i ]);
end.
【数列与矩阵】
对于斐波那契数列1,1,2,3,5,8,13…….有如下定义
F(n)=f(n-1)+f(n-2)
F(1)=1
F(2)=1
对于以下矩阵乘法
F(n+1) = 1 1 * F(n)
F(n) 1 0 F(n-1)
它的运算就是
F(n+1)=F(n)+F(n-1)
F(n)=F(n)
可见该矩阵的乘法完全符合斐波那契数列的定义
设1 为B，1 1为C
1 1 0
可以用迭代得到:
斐波那契数列的某一项F(n)=(BC^(n-2))1
这就是斐波那契数列的矩阵乘法定义.
另矩阵乘法的一个运算法则A¬^n(n为偶数)=A^(n/2)* A^(n/2).
因此可以用递归的方法求得答案.
时间效率：O(logn)，比模拟法O(n)远远高效。
代码（PASCAL）
{变量matrix是二阶方阵, matrix是矩阵的英文}
program fibonacci;
type
matrix=array[1..2,1..2] of qword;
var
c,cc:matrix;
n:integer;
function multiply(x,y:matrix):matrix;
var
temp:matrix;
begin
temp[1,1]:=x[1,1]*y[1,1]+x[1,2]*y[2,1];
temp[1,2]:=x[1,1]*y[1,2]+x[1,2]*y[2,2];
temp[2,1]:=x[2,1]*y[1,1]+x[2,2]*y[2,1];
temp[2,2]:=x[2,1]*y[1,2]+x[2,2]*y[2,2];
exit(temp);
end;
function getcc(n:integer):matrix;
var
temp:matrix;
t:integer;
begin
if n=1 then exit(c);
t:=n div 2;
temp:=getcc(t);
temp:=multiply(temp,temp);
if odd(n) then exit(multiply(temp,c))
else exit(temp);
end;
procedure init;
begin
readln(n);
c[1,1]:=1;
c[1,2]:=1;
c[2,1]:=1;
c[2,2]:=0;
if n=1 then
begin
writeln(1);
halt;
end;
if n=2 then
begin
writeln(1);
halt;
end;
cc:=getcc(n-2);
end;
procedure work;
begin
writeln(cc[1,1]+cc[1,2]);
end;
begin
init;
work;
end.
【数列值的另一种求法】
F(n) = [ (( sqrt ( 5 ) + 1 ) / 2) ^ n ]
其中[ x ]表示取距离 x 最近的整数。
【数列的前若干项】
1 1
2 2
3 3
4 5
5 8
6 13
7 21
8 34
9 55
10 89
11 144
12 233
13 377
14 610
15 987
16 1597
17 2584
18 4181
19 6765
20 10946
