小学四年级奥数教程-逻辑推理

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在日常生活中,有些问题常常要求我们主要通过分析和推理,而不是计算得出正确的结论。这类判断、推理问题,就叫做逻辑推理问题。这类题目与我们学过的数学题目有很大不同,题中往往没有数字和图形,也不用我们学过的数学计算方法,而是根据已知条件,分析推理,得到答案。下面我们分别介绍利用列表法和假设法求解逻辑问题。为了使得各种关系更明确,根据题意画几个表解题的方法叫做列表法。需要注意的是:1、第一步应将题目条件给出的关系画在表上,然后再依次将分析推理出的关系画在表上;2、每行每列只能有一个“√”,如果出现了一个“√”,它所在的行和列的其余格中都应画“×”。例1:小王、小张和小李一位是工人,一位是农民,一位是教师,现在只知道:小李比教师年龄大;小王与农民不同岁;农民比小张年龄小。问:谁是工人?谁是农民?谁是教师?由题目条件可以知道:小李不是教师,小王不是农民,小张不是农民。表格中打“√”表示肯定,打“×”表示否定。表中,任一行、任一列只能有一个“√”,其余是“×”,所以小李是农民,于是得到左下表。因为农民小李比小张年龄小,又小李比教师年龄大,所以小张比教师年龄大,即小张不是教师。因此得到右上表,从而得到右下表,即小张是工人,小李是农民,小王是教师。工人农民教师小王×小张×小李×√×工人农民教师小王××√小张√××小李×√×例2:刘刚、马辉、李强三个男孩各有一个妹妹,六个人进行乒乓球混合双打比赛。事先规定:兄妹二人不许搭伴。第一盘:刘刚和小丽对李强和小英;第二盘:李强和小红对刘刚和马辉的妹妹。问:三个男孩的妹妹分别是谁?因为兄妹二人不许搭伴,所以题目条件表明:刘刚与小丽、李强与小英、李强与小红都不是兄妹。由第二盘看出,小红不是马辉的妹妹。将这些关系画在左下表中,由左下表可得右下表。刘刚与小红、马辉与小英、李强与小丽分别是兄妹。小丽小英小红刘刚×马辉×李强××小丽小英小红刘刚××√马辉×√×李强√××例3:甲、乙、丙每人有两个外号,人们有时以“数学博士”、“短跑健将”、“跳高冠军”、“小画家”、“大作家”和“歌唱家”称呼他们。此外:(1)数学博士夸跳高冠军跳得高;(2)跳高冠军和大作家常与甲一起去看电影;(3)短跑健将请小画家画贺年卡;(4)数学博士和小画家很要好;(5)乙向大作家借过书;(6)丙下象棋常赢乙和小画家。你知道甲、乙、丙各有哪两个外号吗?由(2)知,甲不是跳高冠军和大作家;由(5)知,乙不是大作家;由(6)知,丙、乙都不是小画家。因为甲是小画家,所以由(3)(4)知甲不是短跑健将和数学博士,推知甲是歌唱家。因为丙是大作家,所以由(2)知丙不是跳高冠军,推知乙是跳高冠军。因为乙是跳高冠军,所以由(1)知乙不是数学博士。将上面的结论依次填入上表,便得到下表:所以,甲是小画家和歌唱家,乙是短跑健将和跳高冠军,丙是数学博士和大作家。数学博士短跑健将跳高冠军小画家大作家歌唱家甲×××√×√乙×√√×××丙√×××√×例4:张明、席辉和李刚在北京、上海和天津工作,他们的职业是工人、农民和教师,已知:(1)张明不在北京工作,席辉不在上海工作;(2)在北京工作的不是教师;(3)在上海工作的是工人;(4)席辉不是农民。问:这三人各住哪里?各是什么职业?北京上海天津张明×席辉×李刚工人农民教师张明×席辉×李刚北京上海天津工人√农民教师×表2表1表3我们先将题目条件中所给出的关系用表来表示,由条件1得到表1,由条件4得到表2,由条件2、3得到表3。(见上页)因为各表中,每行每列只能有一个“√”,所以表3可填全为表4。因为席辉不在上海工作,在上海工作的是工人,所以席辉不是工人,他又不是农民,所以席辉是教师。再由表4知,教师住在天津,即席辉住在天津。至此,表1可填全为表5。对照表5和表4,得到:张明住在上海是工人,席辉住在天津是教师,李刚住在北京是农民。北京上海天津工人×√×农民√××教师××√北京上海天津张明×√×席辉××√李刚√××表4表5用假设法解逻辑问题,就是根据题目的几种可能情况,逐一假设。如果推出矛盾,那么假设不成立;如果推不出矛盾,那么符合题意,假设成立。例5:四个小朋友宝宝、星星、强强和乐乐在院子里踢足球。一阵响声,惊动了正在读书的陆老师。陆老师跑出来查看,发现一块窗户玻璃被打破了。陆老师问:“是谁打破了玻璃?”宝宝说:“是星星无意打破的。”星星说:“是乐乐打破的。”乐乐说:“星星说谎。”强强说:“反正不是我打破的。”如果只有一个孩子说了实话,那么这个孩子是谁?是谁打破了玻璃?因为星星和乐乐说的正好相反,所以必是一对一错,我们可以逐一假设检验。假设星星说得对,即玻璃窗是乐乐打破的,那么强强也说对了,这与“只有一个孩子说了实话”矛盾,所以星星说错了。假设乐乐说对了,按题意其他孩子就都说错了。由强强说错了,推知玻璃是强强打破的。宝宝、星星确实都说错了。符合题意。所以是强强打破了玻璃。例6:甲、乙、丙、丁四人同时参加全国小学数学夏令营。赛前甲、乙、丙分别做了预测。甲说:“丙第1名,我第3名。”乙说:“我第1名,丁第4名。”丙说:“丁第2名,我第3名。”成绩揭晓后,发现他们每人只说对了一半,你能说出他们的名次吗?我们以“他们每人只说对了一半”作为前提,进行逻辑推理。假设甲说的第一句话“丙第1名”是对的,第二句话“我第3名”是错的。由此推知乙说的“我第1名”是错的,“丁第4名”是对的;丙说的“丁第2名”是错的,“丙第3名”是对的。这与假设“丙第1名是对的”矛盾,所以假设不成立。再假设甲的第二句“我第3名”是对的,那么丙说的第二句“我第3名”是错的,从而丙说的第一句话“丁第2名”是对的;由此推出乙说的“丁第4名”是错的,“我第1名”是对的。至此可以排出名次顺序:乙第1名、丁第2名、甲第3名、丙第4名。例7:甲、乙、丙、丁在谈论他们及他们的同学何伟的居住地。甲说:“我和乙都住在北京,丙住在天津。”乙说:“我和丁都住在上海,丙住在天津。”丙说:“我和甲都不住在北京,何伟住在南京。”丁说:“甲和乙都住在北京,我住在广州。”假定他们每个人都说了两句真话,一句假话。问:不在场的何伟住在哪儿?因为甲、乙都说“丙住在天津”,我们可以假设这句话是假话,那么甲、乙的前两句应当都是真话,推出乙既住在北京又住在上海,矛盾。所以假设不成立,即“丙住在天津”是真话。因为甲的前两句话中有一句假话,而甲、丁两人的前两句话相同,所以丁的第三句话“我住在广州”是真的。由此知乙的第二句话“丁住在上海”是假话,第一句“我住在上海”是真话;进而推知甲的第二句是假话,第一句“我住在北京”是真话;最后推知丙的第二句话是假话,第三句“何伟住在南京”是真话。所以,何伟住在南京。在解答逻辑问题时,有时需要将列表法与假设法结合起来。一般是在使用列表法中,出现不可确定的几种选择时,结合假设法,分别假设检验,以确定正确的结果。例8:一天,老师让小马虎把甲、乙、丙、丁、戊的作业本带回去,小马虎见到这五人后就一人给了一本,结果全发错了。现在知道:(1)甲拿的不是乙的,也不是丁的;(2)乙拿的不是丙的,也不是丁的;(3)丙拿的不是乙的,也不是戊的;(4)丁拿的不是丙的,也不是戊的;(5)戊拿的不是丁的,也不是甲的。另外,没有两人相互拿错(例如甲拿乙的,乙拿甲的)。问:丙拿的是谁的本?丙的本被谁拿走了?根据“全发错了”及条件(1)-(5),可以得到下表:此时,再继续推理分析不大好下手,我们可用假设法。由表1知,甲拿的本不是丙的就是戊的。甲本乙本丙本丁本戊本甲×××乙×××丙×××丁×××戊×××先假设甲拿了丙的本。于是得到左下表,表中乙拿戊的本,戊拿乙的本。两人相互拿错,不合题意。再假设甲拿戊的本。于是可得右下表,经检验,表3符合题意。所以丙拿了丁的本,丙的本被戊拿去了。甲本乙本丙本丁本戊本甲××√××乙××××√丙×××√×丁√××××戊×√×××甲本乙本丙本丁本戊本甲××××√乙√××××丙×××√×丁×√×××戊××√××例9:甲、乙、丙、丁每人只会中、英、法、日四种语言中的两种,其中有一种语言只有一人会说。他们在一起交谈可有趣啦:(1)乙不会说英语,当甲与丙交谈时,却请他当翻译;(2)甲会日语,丁不会日语,但他们却能相互交谈;(3)乙、丙、丁找不到三人都会的语言;(4)没有人同时会日、法两种语言。请问:甲、乙、丙、丁各会哪两种语言?由(1)(2)(4)可得下表,其中丙不会日语是因为甲会日语,且甲与丙交谈需要翻译。由下表看出,甲会的另一种语言不是中文就是英语。中英法日甲×√乙×丙×丁×先假设甲会说英语。由(2)知,丁也会英语;由(1)知丙不会英语,再由每人会两种语言,知丙会中文和法语(见左下表);由(1)(4)推知,乙会中文和日语;再由(3)及每人会两种语言,推知丁会法语(见右下表)。右下表与“有一种语言只有一人会说”矛盾。假设不成立。中英法日甲√×√乙×丙√×√×丁√×中英法日甲×√×√乙√××√丙√×√×丁×√√×再假设甲会说中文。由(2)知,丁也会中文;由(1)知丙不会中文,再由每人会两种语言,知丙会英、法语(见左下表;由(1)(4)推知乙会中文和法语;再由(3)及每人会两种语言,推知丁会英语(见右下表)。结果符合题意。所以甲会中、日语,乙会中、法语,丙会英、法语,丁会中、英语。中英法日甲√××√乙×丙×√√×丁√×中英法日甲√××√乙√×√×丙×√√×丁√√××1.甲、乙、丙分别是来自中国、日本和英国的小朋友。甲不会英文,乙不懂日语却与英国小朋友热烈交谈。问:甲、乙、丙分别是哪国的小朋友?2.徐、王、陈、赵四位师傅分别是工厂的木工、车工、电工和钳工,他们都是象棋迷。(1)电工只和车工下棋;(2)王、陈两位师傅经常与木工下棋;(3)徐师傅与电工下棋互有胜负;(4)陈师傅比钳工下得好。问:徐、王、陈、赵四位师傅各从事什么工种?3.李波、顾锋、刘英三位老师共同担负六年级某班的语文、数学、政治、体育、音乐和图画六门课的教学,每人教两门。现知道:(1)顾锋最年轻;(2)李波喜欢与体育老师、数学老师交谈;(3)体育老师和图画老师都比政治老师年龄大;(4)顾锋、音乐老师、语文老师经常一起去游泳;(5)刘英与语文老师是邻居。问:各人分别教哪两门课程?4.A,B,C,D分别是中国、日本、美国和法国人。已知:(1)A和中国人是医生;(2)B和法国人是教师;(3)C和日本人职业不同;(4)D不会看病。问:A,B,C,D各是哪国人?5.小亮、小红、小娟分别在一小、二小、三小读书,各自爱好围棋、体操、足球中的一项,现知道:(1)小亮不在一小;(2)小红不在二小;(3)爱好足球的不在三小;(4)爱好围棋的在一小,但不是小红。问:小亮、小红、小娟各在哪个学校读书和各自的爱好是什么?6.在一次数学竞赛中,A,B,C,D,E五位同学分别得了前五名(没有并列同一名次的),关于各人的名次大家作出了下面的猜测:A说:“第二名是D,第三名是B。”B说:“第二名是C,第四名是E。”C说:“第一名是E,第五名是A。”D说:“第三名是C,第四名是A。”E说:“第二名是B,第五名是D。”结果每人都只猜对了一半,他们的名次如何?7.学校新来了一位老师,五个学生分别听到如下的情况:(1)是一位姓王的中年女老师,教语文课;(2)是一位姓丁的中年男老师,教数学课;(3)是一位姓刘的青年男老师,教外语课;(4)是一位姓李的青年男老师,教数学课;(5)是一位姓王的老年男老师,教外语课。他们每人听到的四项情况中各有一项正确。问:真实情况如何?8.甲、乙、丙三人,一个总说谎,一个从不说谎,一个有时说谎。有一次谈到他们的职业,甲说:“我是油漆匠,乙是钢琴师,丙是建筑师。”乙说:“我是医生,丙是警察,你若问甲,则甲会说他是油漆匠。”丙说:“乙是钢琴师,甲是建筑师,我是警察。”你知道谁总说谎吗?9.甲、乙、丙、丁在比较他们的身高,甲说:“我最高。”乙说:“我不最矮。”丙说:“我没甲高,但还有人比我矮。”丁说:“我最矮。”实际测量的结果表明,只有一人说错了。请将他们按身高次序从高到矮排列出来。10.红、黄、蓝、白、紫五种颜色的珠子各一颗,用布包着在桌上排成一行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