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空瓶兑换中的数学模型问题
黑龙江阿城五中 王彦斌
阿城继电器厂中学 王元
Ⅰ 问题
某校开运动会,打算发给1991位学生每人一瓶汽水,由于商店规定每7个空瓶可换一瓶汽水,所以不必买1991瓶汽水,但最少要买________瓶汽水.(上海市第四届小学数学竞赛六年级复赛试题)
Ⅱ 解法
因为73=343<1991<2401=74,不考虑余数,能用空瓶换三次汽水,由于每7个空瓶可换一瓶汽水,原有空瓶不一定能被7整除,那么第二次以后换时要考虑上一次余数,最多能用空瓶换四次汽水, 所以,最少要买1707瓶汽水.
Ⅲ 建立模型与新解法
解决问题,就是要先从简单、特殊情形开始,进行有效的归纳,然后作合理的猜想.
第一次,按问题给出的兑换率7(设为a0=7),开始初步归纳,如果最少买7瓶,喝完就可兑换一次(可兑换次数n),即此时,可使8人(最大量为bn)喝到汽水,下面以表显示.
这实际上已经回到已学过的数列知识范围,上述归纳结果的证明请读者自己给出。

由此可得解法二:
由bn=1991=8+(n-1)7,解得最大的n=284,7 1983[注]=1991-8,有2个空瓶余数,留待下次一起兑换.
a284=7+(284-1)×6=1705.
而此时,再加上兑换余数,即这样,最少应是
1705+2=1707.
为了使用已得到的模型,再给出以下问题请同学们解决它.
1.5个空瓶可换一瓶汽水,某班同学为了喝161瓶汽水,其中有一些是用喝剩下来的空瓶换的,那么他们至少要买汽水______瓶.(哈尔滨市1994年小学数学奥林匹克决赛试题).
2.某校有1996位学生,开运动会买了1996瓶汽水供应他们,由于商店规定每7个空瓶可换一瓶汽水,所以,同学们每喝完7瓶汽水就去兑换一瓶汽水,这样他们直到不能再兑换时,最多可换得多少瓶汽水?
摘自《中山教育信息网》
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