2026年暑假作业兰州大学出版社七年级数学人教版第58页答案
关灯
对一批编号为1~100,全部开关朝上(开)的灯进行以下操作:凡是1的倍数反方向拨一次开关;2的倍数反方向又拨一次开关;3的倍数反方向又拨一次开关……问:最后为关熄状态的灯的编号。(关熄状态的灯即是拨奇数次的开关所控制的灯,所以只能是平方数:1,4,9,16,25,36,49,64,81,100.)

答案

关熄状态的灯即是拨奇数次的开关所控制的灯,所以只能是平方数:1,4,9,16,25,36,49,64,81,100.

解析

【分析】
我们可以分三步梳理解题思路:第一步先明确灯的状态和拨动次数的关系:初始所有灯都是开启状态,拨动1次变为关闭,拨动2次变回开启,因此最后熄灭的灯一定是被拨动了奇数次。第二步找灯的编号和拨动次数的对应关系:编号为x的灯,每次操作i的倍数时,只要i是x的因数,就会被拨动一次,因此x被拨动的总次数等于x的正因数的总个数。第三步判断什么数的因数个数是奇数:普通数的因数都是成对出现的,总个数为偶数;只有完全平方数存在重复的平方根因数,总因数个数为奇数。最后找出1~100范围内的完全平方数即可得到答案。
【解析】
解:1. 分析开关状态规律:初始所有灯为开启状态,开关被拨动奇数次后变为关闭,被拨动偶数次后仍为开启,因此最终熄灭的灯对应被拨动奇数次的灯。
2. 分析拨动次数的含义:编号为m的灯,每次操作“i的倍数拨开关”时,若i是m的因数,就会拨动该灯,因此编号m的灯被拨动的总次数等于m的所有正因数的个数。
3. 分析因数个数的奇偶性:非完全平方数的因数都是成对出现的,总个数为偶数;完全平方数的平方根属于重复因数,因此总因数个数为奇数,只有完全平方数对应的灯被拨动奇数次。
4. 列举1~100的完全平方数:$1^2=1$,$2^2=4$,$3^2=9$,$4^2=16$,$5^2=25$,$6^2=36$,$7^2=49$,$8^2=64$,$9^2=81$,$10^2=100$。
【答案】
关熄状态的灯即是拨奇数次的开关所控制的灯,所以只能是平方数:1,4,9,16,25,36,49,64,81,100.
【知识点】
因数的性质,完全平方数特征,奇偶性应用
【点评】
这道题将实际操作问题转化为数学因数计数问题,解题核心是建立开关拨动次数与编号因数个数的对应关系,需要灵活运用数的因数特点和完全平方数的性质,能有效锻炼逻辑推理和问题转化的思维能力。
【难度系数】
0.3