今天的题目是几何问题,

所用知识不超过小学5年级。

题目(5星难度):

在纸上任意画2018个红点和2018个蓝点,用2018条线段将这些红点和蓝点配对连接起来,保证每一个点都与一个异色点相连。请问有没有一种办法保证这些线段不相交?

辅导办法:

题目写给小朋友,让他自行思考解答,若20分钟还不能解答,由家长讲解。

讲解思路:

要保证所有线段不相交,

由于越长的线段越有可能相交,

自然想到要让各线段尽量短,

这样相交的概率要小一点。

因此思考过程分为两个步骤,

一是考虑线段能否尽量短,

二是考虑尽量短时是否会交叉?

步骤1:

先思考第一个问题,

这些线段怎么才能尽量短?

由于总的配对方法是有限的,

在这些有限的方法中,

有一种方法使2018条线段长度和最小,

下面就对这种方法进行讨论。

步骤2:

再思考第二个问题,

在2018条线段长度和最小时,

可能有两条线段相交吗?

假设此时有两条线段相交,

如下图所示,AB与CD交于E,

三角形边长和形状的关系(三角形边长关系的妙用)(1)

其中A和C为红点,B和D为蓝点,

则由三角形两边之和大于第三边,

三角形ADE中,AD < AE DE,

三角形BCE中,BC < BE CE,

即AD BC < AB CD,

说明AB与CD连接后,

不能使线段和最短。

故假设不成立,

因此不会有两条线段相交。

所以保证不相交的方法存在。

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