题目:有4个不同的数字共可组成18个不同的4位数.将这18个不同的4位数由小到大排成一排,其中第一个是一个完全平方数,倒数第二个也是完全平方数.那么这18个数的平均数是: .
答案:一般而言,4个不同的数字共可组成(个)不同的4位数.如果只能组成18个不同的4位数,说明其中必有0,即按算出来的.在这四个不同的数中,则设最小的数,倒数第二个则是,两数正好是一对反序数.根据完全平方数特点,小、大两数必是1,4,6,9之中的两个.且中数在小大之间.
可以为以下3类:
当大=4,在1024、1034中,1034不是完全平方数,,但4201不成立.
当大=6,1026、1036、1046、1056、4056.都不是完全平方数.
当大=9,
在的数中,取,而
在的数中,取632,672不成立.
在的数中,取672,732不成立.
在的数中,取732,772不成立.
所以,符合条件的数只能是由1089开始的四位数,
求这18个数的和,有两种方法,一种是枚举法,另一种是概率法,可以作为方法来记:
即,对于没有0的四位数a,b,c,d排列互不相同的四位数时,共有24个数,每个数字在每位上出现的概率机会是一样的,所以,每个数字在每位上都出现(次).
则总和为:.
如果有一个数是0,则在此基础上,考虑0作首位的部分要排除.
即:,
所以,本题的总和为,所以,这18个数的平均数为.
分析:此题为2008年数学解题能力展示初赛试题,考查了完全平方数、计数、平均数的综合,难度较大,而且计算时还包含了一些技巧,所以当年考试正确率比较低。此题综合性比较强,所以对学生而言难度也就比较大,如果非常熟悉平均数,是可以跳过前面复杂的分类讨论阶段,直接试数2~3次即可得到1、0、8、9这几个数字,然后求得平均数即可。但是对于不熟悉平方数的学生,此题会浪费很多时间。