第十四讲:周期问题
知识点说明
周期问题:
周期现象:事物在运动变化过程中,某些特征有规律循环出现;周期:我们把连续两次出现所经过的时间叫周期;解决有关周期性问题的关键是确定循环周期.
分类: 1.图形中的周期问题; 2.数列中的周期问题; 3.年月日中的周期问题.
周期性问题的基本解题思路是:首先要正确理解题意,从中找准变化的规律,利用这些规律作为解题的依据;其次要确定解题的突破口。主要方法有观察法、逆推法、经验法等。主要问题有年月日、星期几问题等。
⑴观察、逆推等方法找规律,找出周期.确定周期后,用总量除以周期,如果正好有整数个周期,结果就为周期里的最后一个;
例如:1,2,1,2,1,2,…那么第18个数是多少? 这个数列的周期是2,18?2?9,所以第18个数是2. ⑵如果比整数个周期多n个,那么为下个周期里的第n个; 例如:1,2,3,1,2,3,1,2,3,…那么第16个数是多少? 这个数列的周期是3,16?3?5???1,所以第16个数是1.
⑶如果不是从第一个开始循环,可以从总量里减掉不是循环的个数后,再继续算. 例如:1,2,3,2,3,2,3,…那么第16个数是多少?
这个数列从第二个数开始循环,周期是2,(16?1)?2?7???1,所以第16个数是2.
板块一、图形中的周期问题
【例 1】 小兔和小松鼠做游戏,他们把黑、白两色小球按下面的规律排列:
●●○●●○●●○…
你知道它们所排列的这些小球中,第90个是什么球?第100个又是什么球呢?
【解析】 仔细观察图中球的排列,不难发现球的排列规律是:2个黑球,1个白球;2个黑球,1个白球;……
也就是按“2个黑球,1个白球”的顺序循环出现,因此,这道题的周期为3(2个黑球,1个白球).再看看90、100里包含有几个这样的周期,若正好有整数个周期,结果为周期里的最后一个,若是有整数个周期多几个,结果就为下一个周期里的第几个.因为90?3?30,正好有30个周期,第90个是白球.100?3?33…1,有33个周期还多1个,所以,第100个是黑球.
【巩固】 美美有黑珠、白珠共102个,她想把它们做成一个链子挂在自己的床头上,她是按下面的顺序
排列的:
○●○○○●○○○●○○○……
那么你知道这串珠子中,最后一个珠子应是什么颜色吗?
美美怕这种颜色的珠子数量不够,你能帮她算出这种颜色在这串珠子中共有多少个吗? 【解析】 观察可以发现,这串珠子是按“一白、一黑、二白”4个珠子组成一组,并且不断重复出现的.我
们先算出102个珠子可以这样排列成多少组,还余多少.我们可以根据排列周期判断出最后一个珠子的颜色,还可以求出有多少个这样的珠子.因为102?4?25…2,所以最后一个珠子是第26个周期中的第二个,即为黑色.在每一个周期中只有1个黑珠子,所以黑色珠子在这串珠子中共有25?1?26(个)
【例 2】 小倩有一串彩色珠子,按红、黄、蓝、绿、白五种颜色排列.
⑴第73颗是什么颜色的?
⑵第10颗黄珠子是从头起第几颗?
⑶第8颗红珠子与第11颗红珠子之间(不包括这两颗红珠子)共有几颗珠子?
【解析】 ⑴这些珠子是按红、黄、蓝、绿、白的顺序排列,每一组有5颗.73?5?14(组)……3(颗),第
73颗是第15组的第3颗,所以是蓝色的.
⑵第10颗黄珠子前面有完整的9组,一共有5?9?45(颗)珠子.第10颗黄珠子是第l0组的第2颗,所以它是从头数的第47颗.列式:5?9?2?45?2?47(颗)
⑶第8颗红珠子与第11颗红珠子之间一共有14颗珠子.第8颗红珠子与第11颗红珠子之间有完整的两组(第9、10组),共l0颗珠子,第8颗红珠子后面还有4颗珠子,所以是14颗.列式:
5?2?4?10?4?14(颗).
【巩固】 奥运会就要到了,京京特意做了一些“北京欢迎你”的条幅,这些条幅连起来就成了:“北京欢
迎你北京欢迎你北京欢迎你……”依次排列,第28个字是什么字? 【解析】 这道题是按“北京欢迎你”的规律重复排列,即5个字为一个周期.因为28?5?5…3,所以28个
字里含有5个周期还多3个字,即第28个字就是所列一个周期中的第3个字,所以第28个字是“欢”字.
【巩固】 节日的校园内挂起了一盏盏小电灯,小明看出每两个白灯之间有红、黄、绿各一盏彩灯.也就
是说,从第一盏白灯起,每一盏白灯后面都紧接着有3盏彩灯.那么第73盏灯是什么颜色的灯? 【解析】 从第一盏白灯开始,每隔三盏彩灯就又出现一盏白灯,不难看出白灯的编号依次是:
1,5,9,13,……,这些编号被4除所得的余数都是1.73?4?18?1,即73被4除的余数
是1,因此第73盏灯是白灯.
【例 3】 节日的夜景真漂亮,街上的彩灯按照5盏红灯、再接4盏蓝灯、再接1盏黄灯,然后 又是5
盏红灯、4盏蓝灯、1盏黄灯、……这样排下去.问: ⑴第150盏灯是什么颜色?
⑵前200盏彩灯中有多少盏蓝灯? 【解析】 ⑴街上的彩灯按照5盏红灯、再接4盏蓝灯、再接1盏黄灯,这样一个周期变化的,实际上一个
周期就是5?4?1?10(盏)灯.150?(5?4?1)?15,150盏灯刚好15个周期,所以第150盏应该是这个周期的最后一盏,是黄色的灯.
⑵如果是200盏灯,就是200?(5?4?1)?20的周期.每个周期都有4盏蓝灯,20?4?80(盏) 前200盏彩灯中有80盏蓝灯.
【巩固】 在一根绳子上依次穿2个红珠、2个白珠、5个黑珠,并按此方式反复,如果从头开始数,直到
第50颗,那么其中白珠有多少颗? 【解析】 50?(2?2?5)? 5…5.5?2?2?12(个).
【巩固】 小莉把平时积存下来的200枚硬币按3个1分,2个2分,1个5分的顺序排列起来.
⑴最后1枚是几分硬币
⑵这200枚硬币一共价值多少钱? 【解析】 ⑴每个周期有3?2?1?6枚硬币,要求最后一枚,用这个数除以6,根据余数来判断
200?6?33……2,所以最后一枚是1分硬币
⑵每个周期中6枚硬币共价值1?3?2?2?1?5?12(分),用这个数乘以周期次数再加上余下的,就可以得到一共价值多少了12?33?2?398(分),所以,这200枚硬币一共价值398分.
【巩固】 桌子上摆了很多硬币,按一个一角,两个五角,三个一元的次序排列,一共19枚硬币.问:最
后一个是多少钱的?第十四个是多少钱的? 【解析】 19?6?3…1,14?6?2…2,所以,第19枚硬币是一角的,第14枚硬币是五角的.
【巩固】 有249朵花,按5朵红花,9朵黄花,13朵绿花的顺序轮流排列,最后一朵是什么颜色的花?
这249朵花中,什么花最多,什么花最少?最少的花比最多的花少几朵? 【解析】 这些花按5红、9黄、13绿的顺序轮流排列,它的一个周期内有5?9?13?27(朵)花.因为
249?27?9……6,所以,这249朵花中含有9个周期还余下6朵花.按花的排列规律,这6朵
花中前5朵应是红花,最后一朵应是黄花.在这一个周期里,绿花最多,红花最少,所以在249朵花中,自然也是绿花最多,红花最少.少几朵呢?有两种解法: (方法1)249?(5?9?13)?9……6
红花有:5?9?5?50(朵)绿花有:13?9?117(朵)红花比绿花少:117?50?67(朵)
(方法2)249?(5?9?13)?9……6,一个周期少的:13?5?8(朵),9?8?72(朵),余下的6
朵中还有5朵红花,所以72?5?67(朵).
【例 4】 如图所示,每列上、下两个字(字母)组成一组,例如,第一组是“我,A”,第二组是“们,
B”…… 我 们 A B D E F A B D …… ⑴写出第62组是什么?
⑵如果“爱,C”代表1991年,那么“科,D”代表1992年……问2008年对应怎样的组?
【解析】 (1)要求第62组是什么数,我们要分别求出上、下两行是什么字(字母),上面一行是以“我们
爱科学”五个字为一个周期,下面一行则是以“ABCDEFG”七个字母为一个周期
爱 C 科 学 我 们 G 爱 科 学 C 我 …… 62?5?12……2 ,62?7?8……6,所以第62组是“们,F”
⑵2008是1991之后的第17组,现在上面一行按“科学我们爱”五个字为一个周期,下面一行则按“DEFGABC” 七个字母为一个周期:2008?1991?17(组),17?5?3……2
17?7?2……3,所以2008年对应的组为“学,F”.
【巩固】 在图所示的表中,将每列上、下两个字组成一组,例如第一组为(新奥),第二组为(北林),
那么第50组是什么?
新北京新奥运新北京新奥运新北京新奥运…… 奥林匹克运动会奥林匹克运动会奥林匹克运动会…… 【解析】 要知道第50组是哪两个数,我们首先要弄清楚第一行和第二行的第50个字分别应该是什么.第
一行“新北京新奥运”是6个字一个周期,50?6?8…2,第50个字就是北.再看第二行“奥林匹克运动会”是7个字一个周期,50?7?7…1,第50个字就是奥.把第一行和第二行合在一起,第50组就是“北奥”.
【例 5】 如右图,是一片刚刚收割过的稻田,每个小正方形的边长是1米,A、B、C三点周围的阴影部
分是圆形的水洼。一只小鸟飞来飞去,四处觅食,它最初停留在0号位,过了一会儿,它跃过水洼,飞到关于A点对称的1号位;不久,它又飞到关于B点对称的2号位;接着,它飞到关于C点对称的3号位,再飞到关于A点对称的4号位,……,如此继续,一直对称地飞下去。由此推断,2004号位和0号位之间的距离是多少米?
【解析】 0米。根据题上给出的条件,动手画出,就可以了!四次再次回到0号位置!2004是4的倍数,
所以第2004号位和0号位之间的距离是0米。
板块二、数列中的周期问题
【例 6】 小和尚在地上写了一列数:7,0,2,5,3,7,0,2,5,3…
你知道他写的第81个数是多少吗?
你能求出这81个数相加的和是多少吗?
【解析】 ⑴从排列上可以看出这组数按7,0,2,5,3依次重复排列,那么每个周期就有5个数.81个数
则是16个周期还多1个,第1个数是7,所以第81个数是7,81?5?16…1
⑵每个周期各个数之和是:7?0?2?5?3?17.再用每个周期各数之和乘以周期次数再加上余下的各数,即可得到答案.17?16?7?279,所以,这81个数相加的和是279.
【巩固】 根据下面一组数列的规律求出51是第几个数?
1、2、3、4、6、7、8、9、11、12、13、14、16、17……
【解析】 观察题目可知数列个位数字每九个数一组,十位数字依次增加,0~4共五个数,则可列式为:5
×9+1=46,即51为第46个数。
【例 7】 ⑴4?4?……?4(25个4),积的个位数是几?
⑵24个2相乘,积末位数字是几?
【解析】 ⑴按照乘数的个数,积的末位数字的规律是:4,6,4,6,4,6,……,奇数个4相乘得数的末
位数字是4,偶数个4相乘得数的末位数是6,所以25?2?12…1,25个4相乘,积的末位数字是4.
⑵按照乘数的个数,末位数字的规律是2,4,8,6,2,4,8,6,……,4个一组24?4?6,所以24个2相乘,积末位数字是6.
【巩固】 紧接着1989后面写一串数字,写下的每一个数字都是它前面两个数字的乘积的个位数.例如,
8?9?72,在9后面写2,9?2?18,在2后面写8……得到一串数字:19892868…,问:这串数字从1开始,往右数,第l999个数字是几?这1999个数字的和是多少? 【解析】 ⑴根据题意,写出这列数的前面部分数字:19892868842868842……“286884”这6个数字重复出现,
周期是6.
⑵第1999个数字是:因为(1999?4)?6?332???3,所以,第l999个数字是6. ⑶这1999个数字的和是:
(1?9?8?9)?(2?8?6?8?8?4)?332?(2?8?6)?27?11952?16?11995
【例 8】 12个同学围成一圈做传手绢的游戏,如图.
⑴从1号同学开始,顺时针传l00次,手绢应在谁手中? ⑵从1号同学开始,逆时针传l00次,手绢又在谁手中?
⑶从1号同学开始,先顺时针传l56次,然后从那个同学开始逆时针传143次,再顺时针传107
次,最后手绢在谁手中?
111098765121234
【解析】 ⑴因为一圈有l2个同学,所以传一圈还回到原来同学手中,现在,从1号开始,顺时针传l00次,
我们先用除法求传了几圈、还余几次.100?12?8(圈)……4(次)从1号同学顺时针传4次正好传到5号同学手中.
⑵与第一小题的道理一样,先做除法.100?12?8(圈)……4(次)这4次是逆时针传,正好传到9号同学手中(如图).
⑶先顺时针传156次,然后逆时针传l43次,相当于顺时针传156?143?13(次);再顺时针传l07次,与13次合并,相当于顺时针传13?107?120(次),120?12?10(圈),手绢又回到l号同学手中.
111098765121234
【巩固】 8个队员围成一圈做传球游戏,从⑴号开始,按顺时针方向向下一个人传球.在传球的同时,按
顺序报数.当报到72时,球在几号队员手上?
18765423
【解析】 将8名队员看作一组,每组报8个数,72个数可以分成几组:72?8?9组,没有余数,球正好
在一组的最后一位队员手中,因此球应该在8号队员手上.
【巩固】 如图,电子跳蚤每跳一步,可从一个圆圈跳到相邻的圆圈.现在,一只红跳蚤从标有数字.的
圆圈按顺时针方向跳了1991步,落在一个圆圈里.一只黑跳蚤也从标有数字.的圆圈起跳,但它是沿着逆时针方向跳了1949步,落在另一个圆圈里.问:这两个圆圈里数字的乘积是多少?
11109876540123
【解析】 解答此类问题时,只要能发现旋转周期现象,并充分加以利用,就能较快找到解题的关键.本题
中,不难看出这是一个与周期性有关的问题,电子跳蚤每跳12步就回到了原来的位置,如此循环,周期为12. ⑴因为1991?12?165⑵因为1949?12?16211,所以,红跳蚤跳了1991步后落到了标有数字11的圆圈. 5,所以,黑跳蚤跳了1949步后落到了标有数字7的圆圈.
⑶所求的乘积是11?7?77.
【巩固】 如右图,把1~8八个号码摆成一个圆圈,现有一个小球,第一天从1号开
始按顺时针方向前进329个位置,第二天接着按逆时针方向前进485个位置,第三天又顺时针前进329个位置,第四天再逆时针前进485个位置……如此继续下去,问至少经过几天,小球又回到原来的1号位置? 【解析】 根据题意,小球按顺时针、逆时针、顺时针、逆时针……两天一个周期循环
变换方向.每一个周期中,小球实际上是按逆时针方向前进485-329=156(个)位置. 156÷8=19……4,就是说,每个周期(2天)中,小球是逆旋转了19周后再逆时针前进4个位置. 要使小球回到原来的1号位,至少应逆时针前进8个位置. 8÷4=2(个)周期,2×2=4(天),所以至少要用4天,小球才又回到原来“1”号位置.
【巩固】 如右图,有16把椅子摆成一个圆圈,依次编上从1到16的号码.现在有一人
从第1号椅子顺时针前进328个,再逆时针前进485个,又顺时针前进328个,再逆时针前进485个,又顺时针前进136个,这时他到了第几号椅子? 【解析】 这个人顺时针前进了328+328+136=792个位置,由于792÷16=49…8,所以他
走到9号位置.又这个人逆时针共退回485+485=970个位置,由于970÷16=60…10,因此这个人到了第15(=9+16-10)号椅子.
【例 9】 甲、乙两人对一根3米长的木棍涂色。首先,甲从木棍的端点开始涂黑色5厘米,间隔5厘米
不涂色,再涂5厘米黑色,这样交替做到底。然后,乙从木棍同一端点开始留出6厘米不涂色,然后涂6厘米黑色,再间隔6厘米不涂色,交替做到底,最后木棍上没有被涂黑色部分的总长度是多少? 【解析】 此题最好画图为同学们示意:在前30厘米内未被涂黑的是:1,3,5,在31-60厘米内的是:4,