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小學奧數題目|小四★★★★ 極難

爬井問題奧數題目:例題 7

這道爬井問題奧數題屬極難程度,適合小四,附逐步圖解和答案。比賽卷較少直接出現,卻是訓練「最後一步要分開想」的經典思維題,適合低年級。

題目

一隻蝸牛由井底開始向上爬。

第1天日間,牠向上爬了74厘米;

牠越爬越累,

以後每天日間都比前一天少爬3厘米。

每天晚上,牠都會向下滑17厘米。

只要日間爬到井口,蝸牛就出了井。

井深是整數厘米。井最深可以是多少厘米,蝸牛仍然能夠爬出井口?

看提示(3 個)
  1. 提示 1:蝸牛能不能爬出,要看牠每天日間最高爬到哪裏。這個「最高點」會不會一直升高?
  2. 提示 2:比較相鄰兩天日間的最高點:第二天的最高點比第一天高(或低)多少?和那一晚滑下的 17 厘米有甚麼關係?
  3. 提示 3:只要第二天日間爬的多於 17 厘米,最高點就會升高。日間爬的依次是 74、71、68……厘米;最後一天爬得不少於 17 厘米的是第 20 天。

詳解

先自己想一想,再看下面的逐步詳解。

  1. 1.第 k 天日間的最高點 = 前 k − 1 天「日間爬的 − 晚上滑的」之和 + 第 k 天日間爬的。
  2. 2.第 k + 1 天的最高點比第 k 天:多了第 k 晚的 −17,又把第 k 天的爬升換成第 k + 1 天的。即相差「第 k + 1 天爬的 − 17」。所以只要第二天日間爬的多於 17 厘米,最高點就升高;少於 17 厘米,最高點就下降。
  3. 3.日間爬的:74、71、68……每天少 3 厘米。第 20 天爬 74 − 19 × 3 = 17 厘米,剛好等於 17;第 21 天只爬 14 厘米,少於 17。所以最高點在第 20 天(第 19 天也一樣高)最高,之後只會下降。
  4. 4.第 20 天的最高點 = 前 20 天日間爬的總和 − 前 19 晚滑的總和 = (74 + 17) × 20 ÷ 2 − 19 × 17 = 910 − 323 = 587 厘米。
  5. 5.蝸牛最高只能到 587 厘米,所以井最深是 587 厘米;再深一厘米,牠就永遠爬不出。
  6. 6.驗算:第 19 天最高點 587,第 20 天 587,第 21 天 584 ✓
  7. ⚠️常見錯誤:以為「日間爬的少於晚上滑的」那天才開始下降,於是多算了一天;或者把第 20 天晚上的 17 厘米也減去了——出井只看日間爬到的最高點。

答案:587 厘米

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