小朋友,有长度为1、2、3、……9厘米的木棍各一根(规定不许折断),从中选出若干根拼正方形,共有几种不同边长的正方形?共有几种不同的拼法?
我是这样解的。
对于这个问题,许多小朋友会陷入到无序操作的沼泽中难以自拔,即采用随机试验、盲目拼凑的方法。尽管大多数人都能拼出几种,但由于没有条理,缺乏方向性,对于问题最终的要求难以形成有说服力的解答。因此,要想没有遗漏,完整合理,就需要首先估计正方形边长的最大值和最小值,确定它的取值范围后,再进行筛选确定。
我们可以先计算出9根木棍的总长度是1+2+3+4+5+6+7+8+9=45(厘米);然后进行正方形边长的限定,因为11×4<45<12×4,这表明组成的正方形边长最大不能超过11厘米。因为各根木棍的长度不相等,所以在正方形四条相等的边中,至少有三条边是由两根或更多根木棍连成的。由此可见,至少要取出1+2+2+2=7(根)木棍,其中至少有一根木棍的长度大于或等于7厘米。因此,所组成的正方形的边长取值范围是从7厘米到11厘米。
有了这个范围限制,我们就可以据此进行有序的分析:
若正方形的边长为7厘米,7=1+6=2+5=3+4,有1种拼法;
若正方形的边长为8厘米,8=1+7=2+6=3+5,有1种拼法;
若正方形的边长为9厘米,9=1+8=2+7=3+6,或9=1+8=2+7=4+5,或 9=1+8=3+6=4+5,或 9=2+7=3+6=4+5,或 9=1+8=2+7=3+6=4+5,有5种拼法;
若正方形的边长为10厘米,10=1+9=2+8=3+7=4+6(想一想,为什么没有5+5),有1种拼法;
若正方形的边长为11厘米,11=2+9=3+8=4+7=5+6,有1种拼法。
综上所述,共有5种边长的正方形,共有1+1+5+1+1=9(种)不同的拼法。