师:同学们,今天我们学习六年级下册第五单元数学广角鸽巢问题例一。学习用品大家都准备好了吧。这是本节课学习目标。在学习新知前,我们先来看一个关于明明的小故事。
我给大家表演个魔术,这有一副去掉大小王的扑克牌,还剩52张。你们5个人每人任意抽一张,我知道至少有两张牌是同花色的,相信吗?来试试看。
生:(抽牌)
师:小朋友们抽牌结果如何呢?我们看看,符合至少有两张牌同花色吗?花色是黑桃的有3张,符合。这时小朋友们可能会疑惑,这会不会只是巧合?再抽一次看看。看,明明说的话还对吗?有两张牌花色是红桃,也符合。同学们猜一猜,如果再抽一次,还符合吗?这个魔术蕴含什么数学道理?相信学完这节课你就能揭秘了。下面我们先来进行一个分笔活动,把三支笔放进两个笔筒,不管怎么放,总有一个笔筒里至少有两支笔。为什么呢?大家怎么理解这句话?这里的“总有”“至少”是什么意思?请先想一想。
生:(思考)
师:都想好了吗?这里的“总有”指不管是哪一种摆法,都一定会出现某一个笔筒里至少有两支笔;“至少”指有两支或两支以上的笔。所以这句话可以理解为把三支笔放进两个笔筒,不管怎么放,一定会出现某一个笔筒里有两支或两支以上的笔。现在明白“总有”“至少”的意思了吗?那为什么会这样呢?请同学们先摆一摆或画一画,可以按这样的写法在练习本上记录下来,想到几种就写几种,不够可继续写。下面看看这位同学的摆法,他是怎么摆的?
生:他是按照一定顺序摆放的,先把三支笔都放进第一个笔筒,接着每次从其中抽出一支笔放进另一个笔筒,从而得到所有摆法。
师:是不是每一种摆法都能找到一个笔筒里至少有两支笔呢?我们一起来看看,把符合结论的笔筒圈起来。
生:第一种摆法中有一个笔筒里有三支笔,也就是有两支以上的笔,符合。第二种摆法有一个笔筒里有两支,也符合。同样,第三、第四种摆法也符合,列举出来的每一种摆法都符合,由此说明了这个结论。
师:再来看另一位同学的摆法,他只摆出了两种情况,这样能说明问题吗?
生:可以看到这两种摆法其实就是刚才那位同学的第一、第二种摆法。摆法三、四和摆法一、二有什么关系呢?观察摆法一和四,两个笔筒的数量分别都是3和0,只是摆放顺序不同。摆法二和摆法三也是同样道理,只是顺序不同。
师:那需要考虑笔摆放的顺序吗?
生:不需要,因为我们只需要知道是不是有一个笔筒里至少有两支笔就可以了。所以摆法一和四可以看作是同一种摆法,二和三也是同一种摆法,也就是只摆出这两种情况就能说明问题了。
师:如果把数据改一改,改为把4支笔放进3个笔筒,也会有相同结论:不管怎么放,总有一个笔筒里至少有两支笔。你知道为什么吗?打算怎么说明?请在练习本上写一写。这道题能不能也像刚才那样,把所有情况列举出来,再看看是不是都符合结论呢?先想一想把四支笔放进三个笔筒,有哪些摆法呢?为了不重复或不遗漏,列举时需要按照一定顺序,可以先确定第一个笔筒的数量,并按照从多到少的顺序全部列举出来。
生:第一种摆法,先把4支笔集中放在一个笔筒里,其他笔筒不放笔。第二种摆法,把3支笔放在一个笔筒里,还剩一支笔,不管这支笔放在另外两个笔筒中的哪一个,都属于同一种摆法。第三种摆法,把两支笔放在一个笔筒里,剩下的两支笔可以同时放在同一个笔筒里,也可以放到两个不同的笔筒里,由此得到摆法四。
师:已经列举完了吗?如果一个笔筒里放一支,会出现什么情况?
生:剩下的三支笔可以放在同一个笔筒里,这与刚才的摆法二相同。如果这三支笔分别放到两个笔筒里,这样又与摆法四重复了。因此把四支笔放进三个笔筒,一共有四种摆法。
师:现在已经把所有摆法都列举出来了,接着还要怎么做?
生:我们还要观察是不是每一种摆法都符合“总有一个笔筒里至少有两支笔”。
师:观察时需要每个笔筒的数量都和2只比较吗?
生:其实我们只需要关注每种摆法中放了最多笔的笔筒,因为只要其中一个笔筒的笔的数量大于或等于2只,就符合结论。
师:这4种摆法都符合结论吗?
生:不难发现,每一种摆法都符合。所以把4支笔放进3个笔筒,不管怎么放,总有一个笔筒里至少有两支笔。
师:这种把所有情况列举出来的方法,我们把它称为枚举法。除了枚举法还有其他方法吗?我们不妨再来观察刚才列举出来的所有情况,看看能有什么发现。
生:可以看到,第一种摆法把所有的笔都集中放在了同一个笔筒。由上至下观察这四种摆法,笔放得越来越分散。
师:想一想,你觉得其实只需要哪一种摆法符合,其他摆法一定会符合?
生:在这四种摆法中,摆法一的笔放得最集中,摆法四放得最分散。笔放得越集中就越容易满足结论,所以我们可以只关注放得最分散的情况,如果放得最分散的情况都满足,那么其他情况也一定满足。
师:怎样做才能使笔尽可能分散呢?
生:尽可能地把笔平均分。
师:那具体要怎么放才能使笔尽可能地平均分?请先独立思考。
生:为了把笔尽可能地平均分,我们可以这样想,假设每个笔筒里先放一支笔,分走了3支,还剩一支笔,剩下的这一支笔可以放到第一个笔筒,也可以是第二个、第三个,也就是剩下的一支就要放进其中一个笔筒里,但不管怎么放,总有一个笔筒里至少有两支笔,这种最分散的情况都符合,那么其他情况也会符合,从而说明了问题。
师:这种方法称为假设法。在这里你认为假设法的关键是什么?
生:要考虑放得最分散的情况,也就是把笔尽可能地平均分。
师:回顾例题,我们知道了枚举法和假设法都可以解决这个问题。如果把5支笔放进4个笔筒,你还会解决吗?请选择其中一种方法来说明,把想法记录下来并说一说。
生:(用枚举法说明)
师:这位同学用了枚举法,请大家帮忙检查一下,一共有5种摆法对吗?
生:观察仔细的同学可能发现这位同学还漏了一种摆法,当一个笔筒放了两只,还可以是另一个笔筒放两只,一个笔筒放一支,所以一共有6种摆法。
