第一篇:中小学数学概率与统计中的抽屉原理
中小学数学概率与统计中的抽屉原理
基本介绍
抽屉原理的内容简明朴素,易于接受,它在数学问题中有重要的作用。许多有关存在性的证明都可用它来解决。
抽屉原理-表述
抽屉原理的一种更一般的表述为:
“把多于kn+1个东西任意分放进n个空抽屉(k是正整数),那么一定有一个抽屉中放进了至少k+1个东西。”
利用上述原理容易证明:“任意7个整数中,至少有3个数的两两之差是3的倍数。”因为任一整数除以3时余数只有0、1、2三种可能,所以7个整数中至少有3个数除以3所得余数相同,即它们两两之差是3的倍数。
如果问题所讨论的对象有无限多个,抽屉原理还有另一种表述:
“把无限多个东西任意分放进n个空抽屉(n是自然数),那么一定有一个抽屉中放进了无限多个东西。”
抽屉原理的内容简明朴素,易于接受,它在数学问题中有重要的作用。许多有关存在性的证明都可用它来解决。
应用抽屉原理解题
例1:同年出生的400人中至少有2个人的生日相同。
解:将一年中的365天视为365个抽屉,400个人看作400个物体,由抽屉原理1可以得知:至少有2人的生日相同.400/365=1…35,1+1=2 又如:我们从街上随便找来13人,就可断定他们中至少有两个人属相相同。
“从任意5双手套中任取6只,其中至少有2只恰为一双手套。” “从数1,2,...,10中任取6个数,其中至少有2个数为奇偶性不同。”
例2: 幼儿园买来了不少白兔、熊猫、长颈鹿塑料玩具,每个小朋友任意选择两件,那么不管怎样挑选,在任意七个小朋友中总有两个彼此选的玩具都相同,试说明道理.解 :从三种玩具中挑选两件,搭配方式只能是下面六种:(兔、兔),(兔、熊猫),(兔、长颈鹿),(熊猫、熊猫),(熊猫、长颈鹿),(长颈鹿、长颈鹿)。把每种搭配方式看作一个抽屉,把7个小朋友看作物体,那么根据原理1,至少有两个物体要放进同一个抽屉里,也就是说,至少两人挑选玩具采用同一搭配方式,选的玩具相同.上面数例论证的似乎都是“存在”、“总有”、“至少有”的问题,不错,这正是抽屉原则的主要
作用.(需要说明的是,运用抽屉原则只是肯定了“存在”、“总有”、“至少有”,却不能确切地指出哪个抽屉里存在多少.抽屉原理虽然简单,但应用却很广泛,它可以解答很多有趣的问题,其中有些问题还具有相当的难度。下面我们来研究有关的一些问题。
制造抽屉是运用原则的一大关键
例1 从2、4、6、…、30这15个偶数中,任取9个数,证明其中一定有两个数之和是34。分析与解答 我们用题目中的15个偶数制造8个抽屉:
此抽屉特点:凡是抽屉中有两个数的,都具有一个共同的特点:这两个数的和是34。现从题目中的15个偶数中任取9个数,由抽屉原理(因为抽屉只有8个),必有两个数可以在同一个抽屉中(符合上述特点).由制造的抽屉的特点,这两个数的和是34。
例2:从1、2、3、4、…、19、20这20个自然数中,至少任选几个数,就可以保证其中一定包括两个数,它们的差是12。
分析与解答在这20个自然数中,差是12的有以下8对:{20,8},{19,7},{18,6},{17,5},{16,4},{15,3},{14,2},{13,1}。
另外还有4个不能配对的数{9},{10},{11},{12},共制成12个抽屉(每个括号看成一个抽屉).只要有两个数取自同一个抽屉,那么它们的差就等于12,根据抽屉原理至少任选13个数,即可办到(取12个数:从12个抽屉中各取一个数(例如取1,2,3,…,12),那么这12个数中任意两个数的差必不等于12)。
例3: 从1到20这20个数中,任取11个数,必有两个数,其中一个数是另一个数的倍数。分析与解答 根据题目所要求证的问题,应考虑按照同一抽屉中,任意两数都具有倍数关系的原则制造抽屉.把这20个数按奇数及其倍数分成以下十组,看成10个抽屉(显然,它们具有上述性质):
{1,2,4,8,16},{3,6,12},{5,10,20},{7,14},{9,18},{11},{13},{15},{17},{19}。
从这10个数组的20个数中任取11个数,根据抽屉原理,至少有两个数取自同一个抽屉.由于凡在同一抽屉中的两个数都具有倍数关系,所以这两个数中,其中一个数一定是另一个数的倍数。
例4:某校校庆,来了n位校友,彼此认识的握手问候.请你证明无论什么情况,在这n个校友中至少有两人握手的次数一样多。
分析与解答 共有n位校友,每个人握手的次数最少是0次,即这个人与其他校友都没有握
过手;最多有n-1次,即这个人与每位到会校友都握了手.然而,如果有一个校友握手的次数是0次,那么握手次数最多的不能多于n-2次;如果有一个校友握手的次数是n-1次,那么握手次数最少的不能少于1次.不管是前一种状态0、1、2、…、n-2,还是后一种状态1、2、3、…、n-1,握手次数都只有n-1种情况.把这n-1种情况看成n-1个抽屉,到会的n个校友每人按照其握手的次数归入相应的“抽屉”,根据抽屉原理,至少有两个人属于同一抽屉,则这两个人握手的次数一样多。
在有些问题中,“抽屉”和“物体”不是很明显的,需要精心制造“抽屉”和“物体”.如何制造“抽屉”和“物体”可能是很困难的,一方面需要认真地分析题目中的条件和问题,另一方面需要多做一些题积累经验。
例5:15个网球分成数量不同的4堆,数量最多的一堆至少有多少个球? 分析与解答 此题实际是求出15可分拆多少种4个互不相同的整数之和,而15=1+2+3+9=1+2+4+8=1+2+5+7=1+3+4+7=1+3+5+6=2+3+4+6,所以最多一堆的球数可能是9、8、7、6,其中至少有6个。[1]
整除问题
把所有整数按照除以某个自然数m的余数分为m类,叫做m的剩余类或同余类,用[0],[1],[2],…,[m-1]表示.每一个类含有无穷多个数,例如[1]中含有1,m+1,2m+1,3m+1,….在研究与整除有关的问题时,常用剩余类作为抽屉.根据抽屉原理,可以证明:任意n+1个自然数中,总有两个自然数的差是n的倍数。(证明:n+1个自然数被n整除余数至少有两个相等(抽屉原理),不妨记为m=a1*n+b n=a2*n+b,则m-n整除n)。
例1 证明:任取8个自然数,必有两个数的差是7的倍数。
分析与解答 在与整除有关的问题中有这样的性质,如果两个整数a、b,它们除以自然数m的余数相同,那么它们的差a-b是m的倍数.根据这个性质,本题只需证明这8个自然数中有2个自然数,它们除以7的余数相同.我们可以把所有自然数按被7除所得的7种不同的余数0、1、2、3、4、5、6分成七类.也就是7个抽屉.任取8个自然数,根据抽屉原理,必有两个数在同一个抽屉中,也就是它们除以7的余数相同,因此这两个数的差一定是7的倍数。
例2:对于任意的五个自然数,证明其中必有3个数的和能被3整除.证明∵任何数除以3所得余数只能是0,1,2,不妨分别构造为3个抽屉: [0],[1],[2] ①若这五个自然数除以3后所得余数分别分布在这3个抽屉中(即抽屉中分别为含有余数为
0,1,2的数),我们从这三个抽屉中各取1个(如1~5中取3,4,5),其和(3+4+5=12)必能被3整除.②若这5个余数分布在其中的两个抽屉中,则其中必有一个抽屉至少包含有3个余数(抽屉原理),即一个抽屉包含1个余数,另一个包含4个,或者一个包含2个余数另一个抽屉包含3个。从余数多的那个抽屉里选出三个余数,其代数和或为0,或为3,或为6,均为3的倍数,故所对应的3个自然数之和是3的倍数.③若这5个余数分布在其中的一个抽屉中,很显然,从此抽屉中任意取出三个余数,同情况②,余数之和可被3整除,故其对应的3个自然数之和能被3整除.例2′:对于任意的11个整数,证明其中一定有6个数,它们的和能被6整除.证明:设这11个整数为:a1,a2,a3……a11 又6=2×3 ①先考虑被3整除的情形
由例2知,在11个任意整数中,必存在: 3|a1+a2+a3,不妨设a1+a2+a3=b1;
同理,剩下的8个任意整数中,由例2,必存在:3 | a4+a5+a6.设a4+a5+a6=b2; 同理,其余的5个任意整数中,有:3|a7+a8+a9,设:a7+a8+a9=b3 ②再考虑b1、b2、b3被2整除.依据抽屉原理,b1、b2、b3这三个整数中,至少有两个是同奇或同偶,这两个同奇(或同偶)的整数之和必为偶数.不妨设2|b1+b2 则:6|b1+b2,即:6|a1+a2+a3+a4+a5+a6 ∴任意11个整数,其中必有6个数的和是6的倍数.例3: 任意给定7个不同的自然数,求证其中必有两个整数,其和或差是10的倍数.分析:注意到这些数除以10的余数即个位数字,以0,1,…,9为标准制造10个抽屉,标以[0],[1],…,[9].若有两数落入同一抽屉,其差是10的倍数,只是仅有7个自然数,似不便运用抽屉原则,再作调整:[6],[7],[8],[9]四个抽屉分别与[4],[3],[2],[1]合并,则可保证至少有一个抽屉里有两个数,它们的和或差是10的倍数.面积问题
例:九条直线中的每一条直线都将正方形分成面积比为2:3的梯形,证明:这九条直线中至少有三条经过同一点.证明:如图,设直线EF将正方形分成两个梯形,作中位线MN。由于这两个梯形的高相等,故它们的面积之比等于中位线长的比,即|MH|:|NH|。于是点H有确定的位置(它在正方形一对对边中点的连线上,且|MH|:|NH|=2:3).由几何上的对称性,这种点共有四个(即图中的H、J、I、K).已知的九条适合条件的分割直线中的每一条必须经过H、J、I、K这四点中的一点.把H、J、I、K看成四个抽屉,九条直线当成9个物体,即可得出必定有3条分割线经过同一点.应该是 [(物体数-1)÷抽屉数]+1 染色问题
例1正方体各面上涂上红色或蓝色的油漆(每面只涂一种色),证明正方体一定有三个面颜色相同.证明:正方形有6个面 由最多[(m-1)÷n]+1 得出[(6-1)÷2]+1=[2.5]+1=3 例2 有5个小朋友,每人都从装有许多黑白围棋子的布袋中任意摸出3枚棋子.请你证明,这5个人中至少有两个小朋友摸出的棋子的颜色的配组是一样的。
分析与解答 首先要确定3枚棋子的颜色可以有多少种不同的情况,可以有:3黑,2黑1白,1黑2白,3白共4种配组情况,看作4个抽屉.根据抽屉原理,至少有两个小朋友摸出的棋子的颜色在同一个抽屉里,也就是他们所拿棋子的颜色配组是一样的。
例3:假设在一个平面上有任意六个点,无三点共线,每两点用红色或蓝色的线段连起来,都连好后,问你能不能找到一个由这些线构成的三角形,使三角形的三边同色?
解:首先可以从这六个点中任意选择一点,然后把这一点到其他五点间连五条线段,如图,在这五条线段中,至少有三条线段是同一种颜色,假定是红色,现在我们再单独来研究这三条红色的线。这三条线段的另一端或许是不同颜色,假设这三条线段(虚线)中其中一条是红色的,那么这条红色的线段和其他两条红色的线段便组成了我们所需要的同色三角形,如果这三条线段都是蓝色的,那么这三条线段也组成我们所需要的同色三角形。因而无论怎样着色,在这六点之间的所有线段中至少能找到一个同色三角形。
例3′(六人集会问题)证明在任意6个人的集会上,或者有3个人以前彼此相识,或者有三个人以前彼此不相识。”
例3”:17个科学家中每个人与其余16个人通信,他们通信所讨论的仅有三个问题,而任两个科学家之间通信讨论的是同一个问题。证明:至少有三个科学家通信时讨论的是同一个问题。
解:不妨设A是某科学家,他与其余16位讨论仅三个问题,由鸽笼原理知,他至少与其中的6位讨论同一问题。设这6位科学家为B,C,D,E,F,G,讨论的是甲问题。
若这6位中有两位之间也讨论甲问题,则结论成立。否则他们6位只讨论乙、丙两问题。这样又由鸽笼原理知B至少与另三位讨论同一问题,不妨设这三位是C,D,E,且讨论的是乙问题。
若C,D,E中有两人也讨论乙问题,则结论也就成立了。否则,他们间只讨论丙问题,这
样结论也成立。
第二篇:[数学运算]抽屉原理
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8326127 抽屉原理一
把4只苹果放到3个抽屉里去,共有4种放法,不论如何放,必有一个抽屉里至少放进两个苹果。
同样,把5只苹果放到4个抽屉里去,必有一个抽屉里至少放进两个苹果。
……
更进一步,我们能够得出这样的结论:把n+1只苹果放到n个抽屉里去,那么必定有一个抽屉里至少放进两个苹果。这个结论,通常被称为抽屉原理。
利用抽屉原理,可以说明(证明)许多有趣的现象或结论。不过,抽屉原理不是拿来就能用的,关键是要应用所学的数学知识去寻找“抽屉”,制造“抽屉”,弄清应当把什么看作“抽屉”,把什么看作“苹果”。
【例1】一个小组共有13名同学,其中至少有2名同学同一个月过生日。为什么?
【分析】每年里共有12个月,任何一个人的生日,一定在其中的某一个月。如果把这12个月看成12个“抽屉”,把13名同学的生日看成13只“苹果”,把13只苹果放进12个抽屉里,一定有一个抽屉里至少放2个苹果,也就是说,至少有2名同学在同一个月过生日。
【例 2】任意4个自然数,其中至少有两个数的差是3的倍数。这是为什么?
【分析与解】首先我们要弄清这样一条规律:如果两个自然数除以3的余数相同,那么这两个自然数的差是3的倍数。而任何一个自然数被3除的余数,或者是0,或者是1,或者是2,根据这三种情况,可以把自然数分成3类,这3种类型就是我们要制造的3个“抽屉”。我们把4个数看作“苹果”,根据抽屉原理,必定有一个抽屉里至少有2个数。换句话说,4个自然数分成3类,至少有两个是同一类。既然是同一类,那么这两个数被3除的余数就一定相同。所以,任意4个自然数,至少有2个自然数的差是3的倍数。
想一想,例2中4改为7,3改为6,结论成立吗?
【例3】有规格尺寸相同的5种颜色的袜子各15只混装在箱内,试问不论如何取,从箱中至少取出多少只就能保证有3双袜子(袜子无左、右之分)?
【分析与解】试想一下,从箱中取出6只、9只袜子,能配成3双袜子吗?回答是否定的。
按5种颜色制作5个抽屉,根据抽屉原理1,只要取出6只袜子就总有一只抽屉里装2只,这2只就可配成一双。拿走这一双,尚剩4只,如果再补进2只又成6只,再根据抽屉原理1,又可配成一双拿走。如果再补进2只,又可取得第3双。所以,至少要取6+2+2=10只袜子,就一定会配成3双。
【例4】一个布袋中有35个同样大小的木球,其中白、黄、红三种颜色球各有10个,另外还有3个蓝色球、2个绿色球,试问一次至少取出多少个球,才能保证取出的球中至少有4个是同一颜色的球?
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【分析与解】从最“不利”的取出情况入手。
最不利的情况是首先取出的5个球中,有3个是蓝色球、2个绿色球。
接下来,把白、黄、红三色看作三个抽屉,由于这三种颜色球相等均超过4个,所以,根据抽屉原理2,只要取出的球数多于(4-1)×3=9个,即至少应取出10个球,就可以保证取出的球至少有4个是同一抽屉(同一颜色)里的球。
故总共至少应取出10+5=15个球,才能符合要求。
思考:把题中要求改为4个不同色,或者是两两同色,情形又如何?
当我们遇到“判别具有某种事物的性质有没有,至少有几个”这样的问题时,想到它——抽屉原理,这是你的一条“决胜”之路。
教练员提示语
抽屉原理还可以反过来理解:假如把n+1个苹果放到n个抽屉里,放2个或2个以上苹果的抽屉一个也没有(与“必有一个抽屉放2个或2个以上的苹果”相反),那么,每个抽屉最多只放1个苹果,n个抽屉最多有n个苹果,与“n+1个苹果”的条件矛盾。
运用抽屉原理的关键是“制造抽屉”。通常,可采用把n个“苹果”进行合理分类的方法来制造抽屉。比如,若干个同学可按出生的月份不同分为12类,自然数可按被3除所得余数分为3类等等
抽屉原理二
这里我们讲抽屉原理的另一种情况。先看一个例子:如果将13只鸽子放进6只鸽笼里,那么至少有一只笼子要放3只或更多的鸽子。道理很简单。如果每只鸽笼里只放2只鸽子,6只鸽笼共放12只鸽子。剩下的一只鸽子无论放入哪只鸽笼里,总有一只鸽笼放了3只鸽子。这个例子所体现的数学思想,就是下面的抽屉原理2。
抽屉原理2:将多于m×n件的物品任意放到n个抽屉中,那么至少有一个抽屉中的物品的件数不少于m+1。
说明这一原理是不难的。假定这n个抽屉中,每一个抽屉内的物品都不到(m+1)件,即每个抽屉里的物品都不多于m件,这样,n个抽屉中可放物品的总数就不会超过m×n件。这与多于m×n件物品的假设相矛盾。这说明一开始的假定不能成立。所以至少有一个抽屉中物品的件数不少于m+1。
从最不利原则也可以说明抽屉原理2。为了使抽屉中的物品不少于(m+1)件,最不利的情况就是n个抽屉中每个都放入m件物品,共放入(m×n)件物品,此时再放入1件物品,无论放入哪个抽屉,都至少有一个抽屉不少于(m+1)件物品。这就说明了抽屉原理2。
不难看出,当m=1时,抽屉原理2就转化为抽屉原理1。即抽屉原理2是抽屉原理1的推广。
例1某幼儿班有40名小朋友,现有各种玩具122件,把这些玩具全部分给小朋友,是否会有小朋友得到4件或4件以上的玩具?
分析与解:将40名小朋友看成40个抽屉。今有玩具122件,122=3×40+2。应用抽屉
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8326127 原理2,取n=40,m=3,立即知道:至少有一个抽屉中放有4件或4件以上的玩具。也就是说,至少会有一个小朋友得到4件或4件以上的玩具。
例2一个布袋中有40块相同的木块,其中编上号码1,2,3,4的各有10块。问:一次至少要取出多少木块,才能保证其中至少有3块号码相同的木块?
分析与解:将1,2,3,4四种号码看成4个抽屉。要保证有一个抽屉中至少有3件物品,根据抽屉原理2,至少要有4×2+1=9(件)物品。所以一次至少要取出9块木块,才能保证其中有3块号码相同的木块。
例3六年级有100名学生,他们都订阅甲、乙、丙三种杂志中的一种、二种或三种。问:至少有多少名学生订阅的杂志种类相同?
分析与解:首先应当弄清订阅杂志的种类共有多少种不同的情况。
订一种杂志有:订甲、订乙、订丙3种情况;
订二种杂志有:订甲乙、订乙丙、订丙甲3种情况;
订三种杂志有:订甲乙丙1种情况。
总共有3+3+1=7(种)订阅方法。我们将这7种订法看成是7个“抽屉”,把100名学生看作100件物品。因为100=14×7+2。根据抽屉原理2,至少有14+1=15(人)所订阅的报刊种类是相同的。
例4篮子里有苹果、梨、桃和桔子,现有81个小朋友,如果每个小朋友都从中任意拿两个水果,那么至少有多少个小朋友拿的水果是相同的?
分析与解:首先应弄清不同的水果搭配有多少种。两个水果是相同的有4种,两个水果不同有6种:苹果和梨、苹果和桃、苹果和桔子、梨和桃、梨和桔子、桃和桔子。所以不同的水果搭配共有4+6=10(种)。将这10种搭配作为10个“抽屉”。
81÷10=8……1(个)。
根据抽屉原理2,至少有8+1=9(个)小朋友拿的水果相同。
例5学校开办了语文、数学、美术三个课外学习班,每个学生最多可以参加两个(可以不参加)。问:至少有多少名学生,才能保证有不少于5名同学参加学习班的情况完全相同?
分析与解:首先要弄清参加学习班有多少种不同情况。不参加学习班有1种情况,只参加一个学习班有3种情况,参加两个学习班有语文和数学、语文和美术、数学和美术3种情况。共有1+3+3=7(种)情况。将这7种情况作为7个“抽屉”,根据抽屉原理2,要保证不少于5名同学参加学习班的情况相同,要有学生
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7×(5-1)+1=29(名)。
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第三篇:抽屉原理在数学中的运用
抽屉原理在初等数学中的运用
摘要:抽屉原理也称为鸽巢原理,它是组合数学中的一个最基本的原理.也是数学中的一个重要原理,抽屉原理的简单形式可以描述为:“如果把n+1个球或者更多的球放进n个抽屉,必有一个抽屉至少有两个球.”它的正确性十分明显,很容易被并不具备多少数学知识的人所接受,如果将其灵活地运用,则可得到一些意想不到的效果.运用抽屉原理可以论证许多关于“存在”、“总有”、“至少有”的存在性问题。学习抽屉原理可以用来解决数学中的许多问题,也可以解决生活中的一些现象。如招生录取、就业安排、资源分配、职称评定等等,都不难看到抽屉原理的作用。在解决数学问题时有非常重要的作用.抽屉原理主要用于证明某些存在性问题及必然性题目,如几何问题、涂色问题等.各种形式的抽屉原理在高等数学和初等数学中经常被采用,使用该原理的关键在于如何巧妙地构造抽屉,即如何找出合乎问题条件的分类原则,抽屉构造得好,可得出非常巧妙的结论.本文着重从抽屉的构造方法阐述抽屉原理在高等数学和初等数学(竞赛题)中的应用,同时指出了它在应用领域中的不足之处.关键词:抽屉原理;初等数学;应用
一、抽屉原理(鸽巢原理)
什么是抽屉原理?先举个简单的例子说明,就是将3个球放入2个篮子里,无论怎么放,必有一个篮子中至少要放入2个球,这就是抽屉原理.或者假定有五个鸽子笼,养鸽人养了6只鸽子,当鸽子飞回巢中,那么一定至少有一个鸽笼里有两只鸽子,这就是著名的鸽巢原理.除了这种比较普遍的形式外,抽屉原理还经许多学者推广出其他的形式.比如陈景林、阎满富编著的中国铁道出版社出版的《组合数学与图论》一书中对抽屉原理给出了比较具体的定义,概括起来主要有下面几种形式: 原理1 把多于n个的元素按任一确定的方式分成n个集合,则一定有一个集合中含有两个或两个以上的元素.原理2 把m个元素任意放到n(m>n)个集合里,则至少有一个集合里至少有k个元素,其中
原理3 把无穷个元素按任一确定的方式分成有穷个集合,则至少有一个集合中仍含无穷个元素.卢开澄在《组合数学》(第三版)中将抽屉原理(书中称为鸽巢原理)又进行了推广[2].鸽巢原理:设k和n都是任意正整数,若至少有kn+1只鸽子分配在n个鸽巢中,则至少存在一个鸽巢中有至少k+1只鸽子.二、抽屉的构造途径
在利用抽屉原理解题时,首先要明确哪些是“球”,哪些是“抽屉”,而这两者通常不会现成存在于题目中,尤其是“抽屉”,往往需要我们用一些巧妙的方法去构造。我们利用抽屉原理解题的关键,就在于怎样设计“抽屉”.三、抽屉原理在初等数学中的应用
初等数学问题的特点:只给出一些相关的条件,或者即使给出一些数值条件,也不能利用这些条件进行计算、或代入求值、或列方程、或做图、或证明等方法去解决,只能利用这些条件进行推理、判断,从而解决问题.讨论存在性问题是数学竞赛中的一类常见问题。处理这类问题常用到抽屉原理。下面我们就列举抽屉原理在初等数学(竞赛)中的应用.例9 某次考试有5道选择题,每题都有4个不同的答案供选择,每人每题恰选1个答案.在2000份答卷中发现存在一个n,使得任何n份答卷中都存在4份,其中每2份的答案都至多3题相同.n的最小可能值.(2000,中国数学奥林匹克)解:将每道题的4种答案分别记为1,2,3,4,每份试卷上的答案记为(g,h,i,j,k),其中g,h,i,j,k∈{1,2,3,4},令{(1,h,i,j,k),(2,h,i,j,k),(3,h,i,j,k),(4,h,i,j,k)},h,i,j,k=1,2,3,4,共得256个四元组.由于2000=256×7+208,故由抽屉原理知,有8份试卷上的答案属于同一个四元组.取出这8份试卷后,余下的1992份试卷中仍有8份属于同一个四元组,再取出这8份试卷,余下的1984份试卷中又有8份属于同一个四元组.又取出这8份试卷.三次共取出24份试卷,在这24份试卷中,任何4份中总
有2份的答案属于同一个四元组,不满足题目的要求.所以,n下面证明n=25.令
≥25.}S={(g,h,i,j,k)|g+h+i+j+k≡0(mod4),g,h,i,j,k∈{1,2,3,4}.则S=256,且S中去掉6个元素,当余下的250种答案中的每种答案都恰有8人选用时,共得到2000份答案,其中的25份答案中,总有4份不相同.由于它们都在S中,当然满足题目要求.这表明,n=25满足题目要求.综上可知,所求的n的最小可能值为25.先运用抽屉原理给出n的下界,然后用构造法给出例子.这是一道典型的运用构造法解题的好题目.在解题中合理构造抽屉往往会收到意想不到的效果.例10 任给7个实数,证明必存在两个实数a,b满足0≤3
(a-b)<1+ab.ππ证明:设七个实数为a1,a2,a3,,a7,作Qi=arctgai(i=1, 2, ,7),显然Qi∈(-,),22ππππππππππππ把(-,)等分成六个区间:(-,-),(-,-),(-,0),(0,),(,),(,),222336666332由抽屉原理,Q1,Q2,,Q7必有两个属于同一区间,不妨设为Qi,Qj,而不论Qi,Qj属于哪个小Qi-Qj<区间都有0≤ππ1(*),不,由正切函数的单调性可知,0 a-bab,b=tgQj,则tg(Qi-Qj)=妨记a=tgQ,而由()知0≤ 分析:要解决该题,就得找到其关键,其实就在于“两个数”,他们的关系是“其中一个是另一个的整数倍”。我们要构造“抽屉”,就要在每个抽屉中任取两个数,并且有一个数是另一个的整数倍,而只有把公比是正整数的整个等比数列都放在同一个抽屉才行,这里用得到一个自然数分类的基本知识:任何一个正整数都可以表示成一个奇数与2的方幂的积,即若m∈N,K∈N,n∈N,则m=(2k-1)·2,并且这种表示方式是唯一的,如1=1×2°,2=1×2,3=3×2°,„ + + n 证明:因为任何一个正整数都能表示成一个奇数乘2的方幂,并且这种表示方法是唯一的,所以我们可把1-100的正整数分成如下50个抽屉(因为1-100中共有50个奇数): (1){1,1×2,1×2,1×2,1×2,1×2,1×2}; (2){3,3×2,3×2,3×2,3×2,3×2}; (3){5,5×2,5×2,5×2,5×2}; (4){7,7×2,7×2,7×2}; (5){9,9×2,9×2,9×2}; „„ (25){49,49×2}; (26){51}; „„ (50){99}。 这样,1-100的正整数就无重复,无遗漏地放进这50个抽屉内了。从这100个数中任取51个数,也即从这50个抽屉内任取51个数,根据抽屉原则,其中必定至少有两个数属于同一个抽屉,即属于(1)-(25)号中的某一个抽屉,显然,在这25个抽屉中的任何同一个抽屉内的两个数中,一个是另一个的整数倍。 说明:(1)从上面的证明中可以看出,本题能够推广到一般情形:从1-2n的自然数中,任意取出n+1个数,则其中必有两个数,它们中的一个是另一个的整数倍。想一想,为什么?因为1-2n中共含1,3,„,2n-1这n个奇数,因此可以制造n个抽屉,而n+1>n,由抽屉原则,结论就是必然的了。给n以具体值,就可以构造出不同的题目。例2中的n取值是50,还可以编制相反的题目,如:“从前30个自然数中最少要(不看这些数而以任意方式地)取出几个数,才能保证取出的数中能找到两个数,其中较大的数是较小的数的倍数?” (2)如下两个问题的结论都是否定的(n均为正整数)想一想,为什么? ①从2,3,4,„,2n+1中任取n+1个数,是否必有两个数,它们中的一个是另一个的整数倍? ②从1,2,3,„,2n+1中任取n+1个数,是否必有两个数,它们中的一个是另一个的整数倍? 你能举出反例,证明上述两个问题的结论都是否定的吗? (3)如果将(2)中两个问题中任取的n+1个数增加1个,都改成任取n+2个数,则它们的结论是肯定的还是否定的?你能判断证明吗? 例12(第6届国际中学生数学奥林匹克试题)17名科学家中每两名科学家都和其他科学家通信,在他们通信时,只讨论三个题目,而且任意两名科学家通信时只讨论一个题目,证明:其中至少有三名 科学家,他们相互通信时讨论的是同一个题目。 证明:视17个科学家为17个点,每两个点之间连一条线表示这两个科学家在讨论同一个问题,若讨论第一个问题则在相应两点连红线,若讨论第2个问题则在相应两点连条黄线,若讨论第3个问题则在相应两点连条蓝线。三名科学家研究同一个问题就转化为找到一个三边同颜色的三角形。(本例同第十二讲染色问题例4) 考虑科学家A,他要与另外的16位科学家每人通信讨论一个问题,相应于从A出发引出16条线段,将它们染成3种颜色,而16=3×5+1,因而必有6=5+1条同色,不妨记为AB1,AB2,AB3,AB4,AB5,AB6同红色,若Bi(i=1,2,„,6)之间有红线,则出现红色三角线,命题已成立;否则B1,B2,B3,B4,B5,B6之间的连线只染有黄蓝两色。 考虑从B1引出的5条线,B1B2,B1B3,B1B4,B1B5,B1B6,用两种颜色染色,因为5=2×2+1,故必有3=2+1条线段同色,假设为黄色,并记它们为B1B2,B1B3,B1B4。这时若B2,B3,B4之间有黄线,则有黄色三角形,命题也成立,若B2,B3,B4,之间无黄线,则△B2,B3,B4,必为蓝色三角形,命题仍然成立。 说明:(1)本题源于一个古典问题--世界上任意6个人中必有3人互相认识,或互相不认识。(美国普特南数学竞赛题)。 (2)将互相认识用红色表示,将互相不认识用蓝色表示,(1)将化为一个染色问题,成为一个图论问题:空间六个点,任何三点不共线,四点不共面,每两点之间连线都涂上红色或蓝色。求证:存在三点,它们所成的三角形三边同色。 (3)问题(2)可以往两个方向推广:其一是颜色的种数,其二是点数。 本例便是方向一的进展,其证明已知上述。如果继续沿此方向前进,可有下题: 在66个科学家中,每个科学家都和其他科学家通信,在他们的通信中仅仅讨论四个题目,而任何两个科学家之间仅仅讨论一个题目。证明至少有三个科学家,他们互相之间讨论同一个题目。 (4)回顾上面证明过程,对于17点染3色问题可归结为6点染2色问题,又可归结为3点染一色问题。反过来,我们可以继续推广。从以上(3,1)→(6,2)→(17,3)的过程,易发现 6=(3-1)×2+2,17=(6-1)×3+2,66=(17-1)×4+2,同理可得(66-1)×5+2=327,(327-1)×6+2=1958„记为r1=3,r2=6,r3=17,r4=66,r5=327,r6=1958,„ 我们可以得到递推关系式:rn=n(rn-1-1)+2,n=2,3,4„这样就可以构造出327点染5色问题,1958点染6色问题,都必出现一个同色三角形。 参考文献 [1]陈景林,阎满富.组合数学与图论.北京:中国铁道出版社出版,2000.4-6 [2]卢开澄.组合数学(第3版).北京清华大学出版社,2002.07 [2]曹汝成.组合数学.广州:华南理工大学出版社,2001.170-173 [3]忘向东,周士藩等.高等代数常用方法.山西:高校联合出版社,1989.64-66 [4]刘否南.华夏文集.太原:高校联合出版社,1995.88-90 [6]严示健.抽屉原则及其它的一些应用.数学通报,1998,4.10-11 [7]丁一鸣《中学数学教学》,1988年第02期 [8] 杨忠.《中学生数学》,2010年第08期 [9]石立叶,于娜,刘文涵.《抽屉原理及其应用》,2009,4.11 [10]《数学教学通讯》,1987年第03期 [11]《中学生数学》,2005年第18期 第1课时 统计与概率(1) 【教学内容】 统计表。 【教学目标】 使学生进一步认识统计的意义,进一步认识统计表,掌握整理数据、编制统计表的方法,学会进行简单统计。【重点难点】 让学生系统掌握统计的基础知识和基本技能。【教学准备】 多媒体课件。 【情景导入】 1.揭示课题 提问:在小学阶段,我们学过哪些统计知识?为什么要做统计工作? 2.引入课题 在日常生活和生产实践中,经常需要对一些数据进行分析、比较,这样就需要进行统计。在进行统计时,又经常要用统 计表、统计图,并且常常进行平均数的计算。今天我们开始复习简单的统计,这节课先复习如何设计调查表,并进行调 查统计。 【整理归纳】 收集数据,制作统计表。 教师:我们班要和希望小学六(2)班建立“手拉手”班级,你想向“手拉手”的同学介绍哪些情况? 学生可能回答:(1)身高、体重(2)姓名、性别(3)兴趣爱好 为了清楚记录你的情况,同学们设计了一个个人情况调查表。课件展示: 为了帮助和分析全班的数据,同学们又设计了一种统计表。六(2)班学生最喜欢的学科统计表 组织学生完善调查表,怎样调查?怎样记录数据?调查中要注意什么问题? 组织学生议一议,相互交流。指名学生汇报,再集体评议。 组织学生在全班范围内以小组形式展开调查,先由每个小组整理数据,再由每个小组向全班汇报。填好统计表。【课堂作业】 教材第96页例3。【课堂小结】 通过本节课的学习,你有什么收获? 【课后作业】 完成练习册中本课时的练习。 第1课时 统计与概率(1)(1)统计表 (2)统计图:折线统计图 条形统计图 扇形统计图 第2课时 统计与概率(2) 【教学内容】 统计与概率(2)。【教学目标】 1.使学生初步掌握把原始数据分类整理的统计方法 2.渗透统计意识。【重点难点】 能根据统计图提供的信息,做出正确的判断或简单预测。【教学准备】 多媒体课件。 【情景导入】 上节课我们复习了如何设计调查表,今天我们来一起整理一下制作统计图的相关知识。 【归纳整理】 统计图 1.你学过几种统计图?分别叫什么统计图?各有什么特征? 条形统计图(清楚表示各种数量多少)折线统计图(清楚表示数量的变化情况)扇形统计图(清楚表示各种数量的占有率)教师:结合刚才的数据例子,议一议什么类型的数据用什么样的统计图表示更合适? 组织学生议一议,相互交流。2.教学例4 课件出示教材第97页例4。 (1)从统计图中你能得到哪些信息? 小组交流。重点汇报。 如:从扇形统计图可以看出,男、女生占全班人数的百分率; 从条形统计图可以看出,男、女生分别喜欢的运动项目的人数; 从折线统计图可以看出,同学们对自己的综合表现满意人数的情况变化趋势。(2)还可以通过什么手段收集数据? 组织学生议一议,并相互交流。 如:问卷调查,查阅资料,实验活动等。 (3)做一项调查统计工作的主要步骤是什么? 组织学生议一议,并相互交流。 指名学生汇报,并集体订正,使学生明确并板书: a.确定调查的主题及需要调查的数据; b.设计调查表或统计表; c.确定调查的方法; d.进行调查,予以记录; e.整理和描述数据; f.根据统计图表分析数据,作出判断和决策。【课堂作业】 教材第98页练习二十一第2、3题。【课堂小结】 通过本节课的学习,你有什么收获? 【课后作业】 完成练习册中本课时的练习。 第2课时 统计与概率(2) 做一项调查统计工作的主要步骤: ①确定调查的主题及需要调查的数据; ②设计调查表或统计表; ③确定调查的方法; ④进行调查,予以记录; ⑤整理和描述数据; ⑥根据统计图表分析数据,作出判断和决策。 第3课时 统计与概率(3) 【教学内容】 平均数、中位数和众数的整理和复习。【教学目标】 1.使学生加深对平均数、中位数和众数的认识。体会三个统计量的不同特征和使用范围。 2.使学生经历解决问题的过程,发展初步的推理能力和综合应用意识。3.灵活运用数学知识解决实际问题,激发学生的学习兴趣。【重点难点】 进一步认识平均数、中位数和众数,体会三个统计量的不同特征和使用范围。【教学准备】 多媒体课件。 【情境导入】 教师:CCTV-3举行青年歌手大奖赛,一歌手演唱完毕,评委亮出的分数是: 9.87,9.65,9.84,9.78,9.75,9.72,9.90,9.83,要求去掉一个最高分,一个最低分,那么该选手的最后得分是多少? 学生独立思考,然后组织学生议一议,然后互相交流。指名学生汇报解题思路。由此引出课题: 平均数、中位数、众数 【复习回顾】 1.复习近平均数 教师:什么是平均数?它有什么用处? 组织学生议一议,并相互交流。 指名学生汇报,并组织学生集体评议。使学生明确:平均数能直观、简明地反映一组数据的一般情况,用它可以进行不 同数据的比较,看出组与组之间的差别。课件展示教材第97页例5两个统计表。 ①提问:从上面的统计表中你能获取哪些信息? 学生思考后回答 ②小组合作学习。(课件出示思考的问题)a.在上面两组数据中,平均数是多少? b.不用计算,你能发现上面两组数据的平均数大小吗? c.用什么统计量表示上面两组数据的一般水平比较合适? ③小组汇报。 第一组数据:平均数是(1.40+1.43×3+1.46×5+1.49×10+1.52×12+1.55×6+1.58×3)÷(1+3+5+10+12+6+3)≈1.50(m) 第二组数据:平均数是(30×2+33×4+36×5+39×12+42×10+45×4+48×3)÷40=39.6(kg) ④用什么统计量表示上面两组数据的一般水平比较合适?为什么? 组织学生议一议,相互交流。 学生汇报:上面数据的一般水平用平均数比较合适。因为它与这组数据中的每个数据都有关系。2.复习中位数、众数 (1)教师:什么是中位数?什么是众数?它们各有什么特征? 组织学生议一议,并相互交流。指名学生汇报。 使学生明白:在一组数据中出现次数最多的数叫做这组数据的众数。将一组数据按大小依次排列,把处在最中间位置上 的一个数(或最中间两个数据的平均数)叫做这组数据的中位数。 (2)课件展示教材第97页例5的两个统计表,提问:你能说说这两组数据的中位数和众数吗? 学生认真观察统计表,思考并回答。指名学生汇报,并进行集体评议。【归纳小结】 1.教师:不用计算,你能发现上面每组数据的平均数、中位数、众数之间的大小关系吗? 组织学生议一议,并相互交流。指名学生汇报并进行集体评议。 2.教师:用什么统计量表示两组数据的一般水平比较合适? 组织学生议一议,并相互交流。指名学生汇报。师生共同评议。师根据学生的回答进行板书。【课堂作业】 教材第98页练习二十一第4、5题,学生独立完成,集体订正。答案: 第4题:(1)不合理,因为从进货量和销售量的差来看,尺码是35、39、40三种型号的鞋剩货有些多。 (2)建议下次进货时适当降低35、39、40三种型号鞋的进货量,根据销货量的排名来看,每种型号的鞋的进货量的比 例总体上不会有大的变化。第5题:(1)平均数:(9.8+9.7×2+9.6×4+9.5+9.4×2+9.1)÷11≈9.55(分)(2)有道理,因为平均数与一组 数据中的每个数据都有关系,但它易受极端数据的影响,所以为了减小这种影响,在评分时就采取“去掉一个最高分和 一个最低分”,再计算平均数的方法,这样做是合理的。平均分:(9.7×2+9.6×4+9.5+9.4×2)÷9≈9.57(分)【课堂小结】 通过这节课的学习活动,你有什么收获?学生谈谈学到的知识及掌握的方法。 【课后作业】 完成练习册中本课时的练习。 第3课时 统计与概率(3) 平均数:能较充分的反映一组数据的“平均水平”,但它容易受极端值的影响。 中位数:部分数据的变动对中位数没有影响 众数:一组数据的众数可能不止一个,也可能没有。 第4课时 统计与概率(4) 【教学内容】 可能性的整理与复习。【教学目标】 1.使学生加深认识事件发生的可能性和游戏规则的公平性,会求简单事件发生的可能性,并会对事件发生的可能性作出 预测。 2.培养学生依据数据和事件分析并解决问题,作出判断、预测和决策的能力。3.使学生体验到用数学知识可以解决生活中的实际问题,激发学生的学习兴趣。【重点难点】 认识事件发生的可能性和游戏规则的公平性,会求简单事件发生的可能性,并会对事件发生的可能性作出预测,掌握用 分数表示可能性大小的方法。【教学准备】 多媒体课件。 【情景导入】 1.教师出示情境图。表哥:我想看足球比赛。表弟:我想看动画片。表妹:我想看电视剧。 教师:3个人只有一台电视,他们都想看自己喜欢的节目,那么如何决定看什么节目呢?必须想出一个每个人都能接受 的公平的办法来决定看什么节目。 提问:你能想出什么公平的办法确定谁有权决定看什么节目吗? 学生:抽签、掷骰子。2.揭示课题。 教师:同学们想出的方法都不错。这节课我们来复习可能性的有关知识。(板书课题) 【复习讲授】 1.教师:说一说学过哪些有关可能性的知识。(板书:一定、可能、不可能) 2.教师:在我们的生活中,同样有些事情是一定会发生的,有些事情是可能发生的,还有些事情是不可能发生的。下面 举出了几个生活中的例子,请用“一定”“可能”或“不可能”来判断这些事例的可能性。课件展示: (1)我从出生到现在没吃一点东西。(2)吃饭时,有人用左手拿筷子。(3)世界上每天都有人出生。组织学生独立思考,并相互交流。指名学生汇报,并进行集体评议。3.解决问题,延伸拓展 (1)教师:用“一定”“不可能”“可能”各说一句话,在小组内讨论交流。指名学生汇报并进行集体评议。(2)课件展示买彩票的片段。 组织学生看完这些片段,提问:你有什么想法吗? 你想对买彩票的爸爸、妈妈、叔叔、阿姨说点什么呢? 【课堂作业】 1.填空。(1)袋子里放了10个白球、5个黄球和2个红球,这些球除颜色外其它均一样,若从袋子里摸出一个球来,则摸到()色球的可能性最大,摸到()色球的可能性最小。 (2)一个盒子里装有数量相同的红、白两种颜色的球,每个球除了颜色外都相同,摸到红球甲胜,摸到白球乙胜,若 摸球前先将盒子里的球摇匀,则甲、乙获胜的机会()。2.选择。 (1)用1、2、3三个数字组成一个三位数,组成偶数的可能性为()。A.B.C.D.(2)一名运动员连续射靶10次,其中两次命中十环,两次命中九环,六次命中八环,针对某次射击,下列说法正确的 是()。 A.命中十环的可能性最大 B.命中九环的可能性最大 C.命中八环的可能性最大 D.以上可能性均等 3.有一个均匀的正十二面体的骰子,其中1个面标有“1”,2个面标有“2”,3个面标有“3”,2个面标有“4”,1个 面标有“5”,其余面标有“6”,将这个骰子掷出。(1)“6”朝上的可能性占百分之几?(2)哪些数字朝上的可能性一样? 答案: 1.(1)白 红(2)相等 2.(1)A(2)D 3.(1)25%(2)标有“1”和“5”,标有“2”与“4”,标有“3”和“6”的可能性一样。【课堂小结】 通过这节课的学习,你有哪些收获?学生畅谈学到的知识和掌握的方法。【课后作业】 完成练习册中本课时的练习。 第4课时统计与概率(4) 一定 可能 不可能 必然发生 可能发生 不会发生 “统计与概率”课题实施总结 一年多来,我校课题组全体成员解放思想,勇于创新,以推进素质教育为出发点,认真学习相关理论,围绕《统计与概率》课堂教学改革和课题的实验工作,认真分析课堂案例,调查研究,收集材料,努力探究《统计与概率》课堂教学的有效模式,对照课题实验方案,顺利地完成了各项教育教学任务和课题研究的阶段工作。下面就这近一年来的课题研究工作总结如下。 一、做好课题研究的准备工作。 1、在课题实施之前,我们积极主动的收集和学习相关知识和理论,我们深入课堂,了解、分析我校《统计与概率的教学现状,找出教学中存在的各种问题,确定本课题的研究内容。 (1)关于小学数学统计与概率部分教学现状、存在问题的调查研究; (2)对于人教版小学数学教材关于统计与概率部分内容的分布、与原有教材对比变化、教学难点及其编写特点的分析研究; (3)在统计知识教学中,强化学生数据的收集、记录和整理能力的培养,促进学生关于数据的分析、处理并由此作出解释、推断与决策的能力,对数据和统计信息有良好的判断能力的教学策略改进,加强目标设定与目标达成的实验研究; (4)培养小学生用数据表示可能性的大小并对事件作出合理推断和预测的能力的教法研究;(5)在统计和概率部分教学中,创设教学情境,促进教学有效性的研究; (6)进行统计与概率部分的课堂教学有效模式的研究。 2、落实好课题组人员,成员如下: 组 长:陈 丽 副 组 长:陈万江 吴学峰 核 心 成 员:马玉凤 王立波 李天凤 陈维 李玉静 孙晓慧 薛丽华 二、加强对课题组的管理,进一步发挥课题的作用。 1、严格按计划实施研究,积极开展课题研究活动。 课题立项之后,我们集中大家认真学习了《统计与概率》课题研究方案,制定了课题的研究计划,对组内教师合理分工,在管理上做到定计划、定时间、定地点、定内容,让实验老师们深刻理解了《人教版小学数学教材“统计与概率”课堂教学有效性研究》课题中研究项目的主要内容和意义,进一步增强科研能力,树立科研信心每次的校本教研既有骨干教师的教学论坛,也有年青教师的课堂展示,有理论学习,也有实际的课堂点评。 2、优化听课制度,促进课题实验 学校教导处规定,每周的周三各备课组进行集体备课,下一周的周一课题组成员走进课堂听课,一方面是为课题组成员搭建相互交流的平台,另一方面也是验证前一周集体备课设计方案的可行性,这样有利于及时、灵活地掌握课题实施情况和课堂教学情况,有效地促进教师上课改课、上优质课,从而真正地把课题理念落实到每一节课堂教学之中;同时,课题组还要求听课者带着一定的目的从多个角度进行听课,并对收集到的事实材料进行多角度诠释、解读和分析,有针对性地提出讨论的问题和改进的建议。听课制度的优化,有效地避免形式主义的听课、评课活动,对促进课题研究和实验起到了很大的作用。 三、课题研究的实施过程 课题申报后,课题组成员就着手调查我校《统计与概率》的教学现状以及存在的问题。 1、人教版小学数学各册教材使用中,关于统计与可能性部分教学问题及其改进策略的调查研究。 教学现状:课堂教学多数“照本宣科”,教学目标定位不准,教师和学生都不很重视这一领域的教和学。原因有如下几点:一是教师专业知识不能适应新课程的教学需要;二是《统计与概率》这一领域里的可学习和参考的案例较少,教师看得不多,所以课堂改革的水平提高不快;三是在小学阶段,关于《统计与概率》的考试内容相对较少,且难度不大,所以教师和学生重视不够。 存在问题:统计教学中,教师只按教材帮助学生收集、整理数据,而忽视了对数据的分析和运用;概率教学中比较突出的问题是重结果、轻过程,没有把学生随机意识的培养放在重要的位置。比如,有一个老师在执教二年级《可能性》一课时,没有充分地让学生感受确定现象和不确定现象,而是把训练的重点放在让学生用“一定”“可能”和“不可能”的说话训练上,把数学课当作了语文课来上。再如,有一个老师在执教《用分数表示可能性的大小》时,始终把重点放在学生的计算训练上,而忽视了学生对事件发生的可能性从感性描述到定量刻画的过程训练上。 改进策略:(1)加强教师的专业知识的学习和培训。要求课题组的成员认真学习新课标并深刻领会其主要精神,同时督促教师学习《统计与概率》的相关理论,聘请教学骨干做专题讲座,提高教师的理论素养;(2)定期召开研讨会,选择有典型的课例进行会课或教学比赛,有的是采取同课异构的形式进行多层次的研究;(3)围绕某一难点进行针对性讨论,反复研究,取得了较为显著的成效。如,在教学《等可能性》时,多数教师都遇到了一个较为棘手的问题:当袋子里放有相同数量的黄球和白球,启发学生猜想:从中任意摸40次,摸到黄球和白球的可能性怎样?学生很容易猜想并认可结果:摸到黄球和白球的可能性相等。可是,学生实验后,立刻质疑并迅速推翻自己的猜想。此时教师无所适从,只好自圆其说:同学们,当实验的次数越多,摸到黄球的次数和摸到白球的次数就越接近。针对上述存在的问题,我们开展了一次又一次的研究,最终按照“现实情境—猜想—实验—验证猜想—分析原因”的步骤,紧紧抓住“任意”关键词,培养学生的随机意识,让学生真切地感到:袋子里放有相同数量的黄球和白球,任意去摸若干次,摸到黄球的可能性和白球的可能性相等,但结果是随机的,即摸到黄球的次数和白球的次数不一定相等。 2、创设教学情境对于小学统计与概率教学效果的作用与影响的研究。 良好的教学情境,能使学生积极主动地、充满自信的参与到学习之中,使学生的认知活动与情感活动有机地结合,从而促进学生非智力因素的发展和健康人格的形成。比如我们在研究一年级下册第98页的《统计》这一内容时,就历经了“没有教学情境—一创设有教学情境——创设有效的教学情境”的过程,研究中我们发现教学效果差异较大。 „„反复的实践和研究使我们深深地体会到:教学情境对教学效果的影响较大。只有创设有效的教学情境,创设贴近学生生活实际的教学情境,才能把学生真正地带入到具体的情境中去,使学生对数学产生一种亲近感,使学生感到数学是活生生的,感受到数学源于生活,生活中处处有数学。 3、“统计与概率”有效教学模式研究 课题研究之前,多数教师反映《统计与概率》的教学有着一定的困难,教学时也只是“照本宣科”,根本谈不上有效和优化。为此,我们通过典型引路,反复研究,不断实践,在数次的实践中摸索了“统计与概率”的教学模式:创设情境――猜想探究――验证概括――实践运用。 “创设情境”旨在把学生带入到具体的生活情境中,一方面是为了帮助学生借助已有的生活经验自主探究新知,另一方面也可以让学生初步感悟统计与概率在生活中的作用,从而调动学生学习数学的兴趣;“猜想探究” 就是先鼓励学生大胆猜想结果,然后引领学生探究新知,这样可以充分发挥学生的主体作用,把学习的主动权交个学生,让学生真正成为学习的主人,在具体的学习过程中锻炼学生的学习能力,同时也能让学生体验自主探究新知的快乐;“验证概括”就是运用多种手段帮助学生验证自己的猜想,从而使学生获得成就感,增强学生学习的自信心,同时把刚刚获得的新知高度、凝练地概括出一般的规律,培养学生分析问题的能力和严谨的思维品质“实践运用”就是将所学的知识运用于实际,体现了数学源于生活、服务生活的思想。 通过改革实验,我们高兴地发现课堂成效发生了较为显著的变化。课堂的教学结构完整了,教学板块清晰了教学目标定位准确而又全面,教师经过了迷茫无奈-有条有理-精心设计教学环节的过程。学生从被动学习-主动探究,学习方式的转变,使课堂气氛活跃了许多,也大大提高了课堂教学效率。 四、课题研究的成效 1、对课题研究的意义的理解和认识。 21世纪的数学课程改革,把《统计与概率》作为一个单独的领域,进入小学数学课程,这是一个重大的举措具有里程碑的意义。因为在信息社会,收集、整理、描述、展示和解释数据,根据情报作出决定和预测,已成为公民日益重要的技能。加强《统计与概率》课题的研究,可以强化学生数据的收集、记录和整理能力的培养,提高学生分析、处理数据并由此作出解释、推断与决策的能力。 2、重视学生学习过程的研究,把学习的主动权还给了学生 新课标明确指出:学生是数学学习的主人,教师是数学学习的组织者、引导者与合作者。所以我们在数学课题的研究中,非常关注学生学习过程的研究,注重在具体的情境中对随机现象的体验,而不是单纯地只获取结论结合学生生活的实际,精心创设教学情境,使学生主动地投入到学习的状态,提出关键的问题;搜集、整理数据分析数据,作出推测,并用一种别人信服的方式交流信息。不仅让学生亲身经历统计与实验的过程,而且还让学生在实践中自我感悟信息的价值。根据获取的信息作出合理的推断,培养学生分析问题和解决问题的能力。 3、营造教研氛围,提高研究实效 我们以课题研究为契机,开展形式多样的教研活动,旨在增强教师的教科研意识,营造良好的教研氛围,丰富教师的科研素养,提高课堂教学效率。一年来,我们召开了《统计与概率》的专题研讨会,举行了课题研讨会课比赛,开展了教师百花奖比赛、课堂教学擂台赛等全校性教学教研活动,收到了较好的效果,得到了老师们的认可,兄弟学校的积极参与,社会的肯定。每次活动,我们坚持“实践、思考、再实践、再思考”的基本方法,确立一个研究主题,本着“学有所获,研有所果”的原则,发动每个教师全程参与,45周岁以下的教师必须参与课堂展示或设计,年老的教师参与课堂点评,实实在在的教研活动,不仅调动了校内教师的教研热情,也吸引了区内兄弟学校老师的加盟,他们积极参与了我们的课题研究。 五、今后的思考 虽然在课题的前期研究过程中,我们取得了初步的成效,但我们深知我们的课题研究工作还有许多不尽如人意的地方。为了进一步做好下一阶段课题的研究工作,我们想从以下几个方面力求突破: 1、细化分工,明确职责。根据课题的研究内容和前期的研究进展,我们决定对后期的研究工作作一些适当的调整,更加细化分工,各负其责,确保课题的研究工作顺利进行。通过课堂教学研究,提高学生收集、整理数据的能力,重点培养学生推断与决策的能力,体会数学的价值。以课堂教学为主阵地,重点研究概率教学,培养学生的随机意识,提高学生分析问题和预测未来的能力。 2、加强理论学习,提高研究水平。前期的研究工作我们主要把精力放在课堂教学研究上,了解《统计与概率》的教学现状、教学困惑,寻找课堂教学的有效模式,应该说在实际层面探讨的比较多。接下来的课题研究工作我们 将在关注课堂教学的同时,重视理论学习,把目光聚焦在理论层面的研究上,遵循理论结合实际的原则,用理论丰富研究成果。 3、全面总结经验,推广研究成果。2010年下半年我们打算召开一次“课题经验总结暨成果展示会”,旨在进一步加强和深入课题的研究工作,提升我们课题的研究水平,同时通过总结、展示,来推广我们的研究成果,改进和优化今后的课堂教学。第四篇:统计与概率教案
第五篇:统计与概率总结