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有a只杯口朝上的茶杯,每次翻动其中的b只,是否可以经过有限次翻动使全部杯子杯口朝下?
此题目除了a是奇数、b是偶数时达不到目的以外,都可以经过若干次翻动使全部杯子杯口朝下。当然,翻动的次数越少越好,我们将翻动的最少次数记为c,当a能被b整除时,显然c=a÷b。除此之外,我们分三种情况来讨论翻动的最少次数c。
(一)a、b都是奇数时,c为使b×c>a的最小奇数。
例1、有13只杯口朝上的茶杯,每次翻动其中的5只,需3次就可全部翻过去。3为使5×3>13的最小奇数。

(二)a、b都是偶数,当a<2b时,c=3;当a>2b时,c为使b×c>a的最小自然数。
例2、有10只杯口朝上的杯子,每次翻动其中的6只,需3次可使全部杯子杯口朝下。

例3、有18只杯口朝上的杯子,每次翻动其中的4只,需5次可使全部杯子杯口朝下。

(三)a为偶数、b为奇数。
(1)当a>2b时,c为使b×c>a的最小偶数。
例4、有8只杯口朝上的杯子,每次翻动其中的3只,需4次可使全部杯子杯口朝下。

上面的(一)、(二)、(三)(1)几种情况(见例1~4),具体翻法是:首先从左边翻动b只杯子,以后从左至右依次翻动,当右边剩下的杯口朝上的杯子数为偶数,且小于2b时,即例1~4中标明“偶半”的前一步,还需再翻动两次,第一次翻动右边杯口朝上杯子的一半(因为杯口朝上的杯子数的偶数,且翻动一半,这就是“偶半”的含义),不足部分由左边补,此时杯口朝上的杯子数恰好是b只,再翻一次即可。
(2)当 a<2b时,c与a-b有关。将a÷(a-b)的最大偶数商记为|a÷(a-b)|,例如a=10,b=7,则|a÷(a-b)|=2。如果a能被a-b整除,则c=a÷(a-b);如果a不能被a-b整除,则c=|a÷(a-b)|+2。
例5、有12只杯口朝上的杯子,每次翻动其中的9只,因为12能被12-9整除,所以需4次可便杯口全部朝下。

例6、有10只杯口朝上的杯子,每次翻动其中的7只,因为|10÷(10-7)|+2=4,所以需4次可使杯口全部朝下。

例5、例6中,第一次翻完后,剩下的杯口朝上的杯子数是奇数,第二次将它们全部翻过来(这就是“奇全”的含义),不足部分由左边补,此时杯口朝上的杯子数的偶数了,只需用前面讲过的“偶半”的方法再翻两次即可。总之,利用“奇全偶半”法翻茶杯的方法是:看朝上的茶杯,
奇数全翻朝下补,(朝上的是奇数时全翻,如不够用朝下的补)
偶数取半朝下补。(朝上的偶数时翻一半,如不够用朝下的补)
李老师
(发表在北京竞赛数学研究所与北京师范大学联合创办的《小学数学奥林匹克》94年第1期创刊号上)
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