坐标解构“韩信分油”

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  韩信解难题
  
  同学们都听过一句歇后语:韩信点兵——多多益善!关于韩信,都知道他是我国汉初著名的军事家,韩信从小勤奋好学,不光在军事上非常出名,在数学界,我们还知道他另外的故事,那就是——韩信立马分油,故事大概是这样的:
  有一天,韩信外出访友,经过一个闹市,看见那里熙熙攘攘,非常热闹,他走进一看,看到一个油摊前的卖油老翁与一个买油的老者正在争执,韩信一打听才知道原来买油的老者要买5斤油,而卖油的老翁说5斤油不卖,你要么买3斤油要么买7斤油。
  韩信觉得这个老翁的要求很奇怪,打听才知道原来老翁卖油的油篓里有10斤油,而他只有能装3斤油的葫芦和能装7斤油的瓢。
  知道了具体情况以后,韩信上前对两位老者说:“你们俩谁都不要再争执了,我有办法保证你们都满意。”
  结果肯定是韩信帮忙解决了这个分油问题,现在请同学们想想韩信是怎么分的油呢?
  这儿给出答案,其实也不难,先用葫芦连装满三次油倒入瓢中,当瓢油满后,葫芦中剩下2斤,将瓢中的油(7斤)全部倒回油篓中,再将葫芦中剩下的2斤油倒在瓢中,最后用葫芦从油篓中灌满3斤油倒给瓢,这时候瓢中恰好有5斤油。
  这就是“韩信立马分油”的经典流传。
  
  坐标来分析
  
  
  现在,我们将韩信分油的过程用表格列出(如表1)。
  然后,画出一个平面直角坐标系,将上述倒油时,每次葫芦、瓢、篓中油的斤数用点表示出来,从表1可知,在倒油的过程中,隐蔽着一个条件:必须有一个装满或空着,因此,表示油的斤数的点都在长方形(7×3)的边缘上,现在把相邻两个序数的点用线连结起来,标上箭头(如图1),这条折线就是表示分油的顺序、次数及斤数。
  这样就得到了一个倒油的方案,从倒油的方案中得出如下三点:
  1.竖直方向的线表示葫芦与篓的油互倒,如点8与点9,表示将篓中的3斤油倒入葫芦中。
  2.水平方向的线表示瓢与篓的油互倒,如点6与点7,表示将瓢中的7斤油倒入篓中。
  3.倾斜方向的线表示瓢与葫芦的油互倒,如点3与点4,表示将葫芦中的3斤油倒入瓢中。
  这样,就可以得到“分油问题”的倒油方案了,下面具体说明画图过程所示的分油方法。
  1.以每一小方格的边长表示1斤油,竖直方向的轴表示葫芦所装的油,水平方向的轴表示瓢所装的油,根据葫芦、瓢所装油的斤数,画出7×3格。
  2.定出起点与终点,因为葫芦、瓢均是空,所以起点应在两轴的交点,即点0,根据题目要求,把10斤油分成两个5斤,所以终点应是水平轴的点(0,5)。
  3.斜线走向,斜线走向只能在正方形框内从左上到右下↓或相反↑:不能从左下到右上或相反,因为那样就出现葫芦、瓢同时增加油(倒入)或减少油(倒出)的情况。
  4.根据上述的方法,从起点一直画到终点为止,就得到了倒油的顺序、次数及数量,
  我们把这样倒油的方法叫做平面直角坐标系法。
  
  你也可以试试
  
  
  1.篓装油12斤,另有葫芦、瓢两个空容器,各能装7斤和5斤,现将12斤油分成两个6斤,该如何分?
  2.篓最多可装30斤油,葫芦最多可装13斤油,瓢最多可装5斤油,现在篓装有18斤油,葫芦中已装7斤油,瓢已装5斤油,要使葫芦中装13斤油,瓢装2斤油,该如何倒?
  
  参考答案:如图2、图3。
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