5. 一个长度为15厘米的尺子,最少把它切成几份,就能用它量出1厘米、2厘米、3厘米、4厘米……一直到15厘米的每个长度?
答案:解:最少需要切成4份。
我们可以将15厘米的尺子切为长度为$1$厘米、$2$厘米、$4$厘米、$8$厘米的4段,通过不同段的加减组合,即可覆盖1到15厘米的所有整数长度:
$1=1$,$2=2$,$3=1+2$,$4=4$,$5=1+4$,$6=2+4$,$7=1+2+4$,
$8=8$,$9=1+8$,$10=2+8$,$11=1+2+8$,$12=4+8$,$13=1+4+8$,
$14=2+4+8$,$15=1+2+4+8$。
同时少于4份时,最多的可组合出的不同长度总数无法覆盖1~15的所有值,因此最少份数为4。
解析:
【解析】
要量出1到15厘米的所有整数长度,可利用二进制的拆分思路:
1. 若切出长度为1厘米、2厘米、4厘米、8厘米的4段,满足总和:$1+2+4+8=15$厘米,刚好等于尺子总长度。
2. 验证所有长度:
- 1厘米、2厘米、4厘米、8厘米可直接用单段量出;
- 3=1+2,5=1+4,6=2+4,7=1+2+4,9=1+8,10=2+8,11=1+2+8,12=4+8,13=1+4+8,14=2+4+8,15=1+2+4+8,所有1到15厘米的长度都可通过若干段的和得到。
若尝试切3段,最多仅能组合出最多7种不同的和,无法覆盖1到15共15个长度,因此最少需要切4份。
【答案】
4份
【知识点】
二进制拆分,整数分拆
【点评】
本题结合实际测量场景考察整数分拆的最优思路,利用二进制的特性实现用最少的分段覆盖所有连续整数长度,锻炼逻辑推理和数学建模思维。
【难度系数】
0.3
古时候,人们会通过在绳子上打结来记录数量。一位渔民从右往左在绳子上打结计数,打一天鱼就打一个结,“满五进一”,用来记录打鱼的天数。
(1)五进制数的计数单位:
$(1)_5=$ $(10)_5=$ $(100)_5=$ $(1000)_5=$
(2)一位渔民从右往左打结的个数依次是4,2,1,2,记录打鱼的天数。这位渔民已经打鱼(
)天。

答案:(1)
$(1)_5=1$
$(10)_5=5$
$(100)_5=25$
$(1000)_5=125$
(2)
$4×1 + 2×5 + 1×25 + 2×125 = 289$
答:这位渔民已经打鱼289天。