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11个趣味数学故事

时间:2016-09-18 22:46:36  来源:站长编写  作者:桂山王雄伟

数学源于生活,其实在我们身边,我们无时无刻不跟数学打着交道,只是我们自己不觉得罢了。所以,一个人学好数学是在这个世界上生活得更好的利器。而且,数学并不是枯燥无味,而是充满了趣味的。以下十一个小故事,足以让你大开眼界相信这一点。Kqq文惺网

1.鸡兔同笼这个问题,是我国古代着名趣题之一。大约在1500年前,《孙子算经》就记载了这个有趣的问题。书中是这样叙述的:今有鸡兔同笼,上有三十五头,下有九十四足,问鸡兔各几何? 文醒Kqq文惺网

这四句话的意思是:有若干只鸡兔同在一个笼子里,从上面数,有35个头;从下面数,有94只脚。求笼中各有几只鸡和兔?你会解答这个问题吗?你想知道《孙子算经》中是如何解答这个问题的吗?Kqq文惺网

解答思路是这样的:假如砍去每只鸡、每只兔一半的脚,则每只鸡就变成了“独角鸡”,每只兔就变成了“双脚兔”。这样,(1)鸡和兔的脚的总数就由94只变成了47只;(2)如果笼子里有一只兔子,则脚的总数就比头的总数多1。Kqq文惺网

因此,脚的总只数47与总头数35的差,就是兔子的只数,即47-35=12(只)。显然,鸡的只数就是35-12=23(只)了。Kqq文惺网

这一思路新颖而奇特,其“砍足法”也令古今中外数学家赞叹不已。这种思维方法叫化归法。化归法就是在解决问题时,先不对问题采取直接的分析,而是将题中的条件或问题进行变形,使之转化,直到最终把它归成某个已经解决的问题。Kqq文惺网

2.只有两种人Kqq文惺网

世界上有两种数学家: 会数数的和不会数数的.Kqq文惺网

世界上有两种人: 一种相信世界上的人分为两种, 一种不相信.Kqq文惺网

世界上有两种人: 一种可以被归类于两种人之一, 一种不可以.Kqq文惺网

3.战国时期,齐威王与大将田忌赛马,齐威王和田忌各有三匹好马:上马,中马与下马。比赛分三次进行,每赛马以千金作赌。由于两者的马力相差无几,而齐威王的马分别比田忌的相应等级的马要好,所以一般人都以为田忌必输无疑。Kqq文惺网

但是田忌采纳了门客孙膑(着名军事家)的意见,用下马对齐威王的上马,用上马对齐威王的中马,用中马对齐威王的下马,结果田忌以2比1胜齐威王而得千金。这是我国古代运用对策论思想解决问题的一个范例。Kqq文惺网

4.阿基米德发现阿基米德定律的洗澡的故事。Kqq文惺网

国王做了一顶金王冠,他怀疑工匠用银子偷换了一部分金子,便要阿基米德鉴定它是不是纯金制的,且不能损坏王冠。阿基米德捧着这顶王冠整天苦苦思索,有一天,阿基米德去浴室洗澡,他跨入浴桶,随着身子浸入浴桶,一部分水就从桶边溢出,阿基米德看到这个现象,头脑中像闪过一道闪电,“我找到了!”Kqq文惺网

阿基米德拿一块金块和一块重量相等的银块,分别放入一个盛满水的容器中,发现银块排出的水多得多。于是阿基米德拿了与王冠重量相等的金块,放入盛满水的容器里,测出排出的水量;再把王冠放入盛满水的容器里,看看排出的水量是否一样,问题就解决了。随着进一步研究,沿用至今的流体力学最重要基石——阿基米德定律诞生了。Kqq文惺网

5.韩信点兵Kqq文惺网

韩信点兵又称为中国剩余定理,相传汉高祖刘邦问大将军韩信统御兵士多少,韩信答说,每3人一列余1人、5人一列余2人、7人一列余4人、13人一列余6人……。刘邦茫然而不知其数。Kqq文惺网

我们先考虑下列的问题:假设兵不满一万,每5人一列、9人一列、13人一列、17人一列都剩3人,则兵有多少?Kqq文惺网

首先我们先求5、9、13、17之最小公倍数9945(注:因为5、9、13、17为两两互质的整数,故其最小公倍数为这些数的积),然後再加3,得9948(人)。Kqq文惺网

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6.中国有一本数学古书「孙子算经」也有类似的问题:「今有物,不知其数,三三数之,剩二,五五数之,剩三,七七数之,剩二,问物几何?」Kqq文惺网

答曰:「二十三」Kqq文惺网

术曰:「三三数之剩二,置一百四十,五五数之剩三,置六十三,七七数之剩二,置三十,并之,得二百三十三,以二百一十减之,即得。凡三三数之剩一,则置七十,五五数之剩一,则置二十一,七七数之剩一,则置十五,即得。」Kqq文惺网

孙子算经的作者及确实著作年代均不可考。不过根据考证,著作年代不会在晋朝之後,以这个考证来说上面这种问题的解法,中国人发现得比西方早,所以这个问题的推广及其解法,被称为中国剩余定理。中国剩余定理(Chinese Remainder Theorem)在近代抽象代数学中占有一席非常重要的地位。Kqq文惺网

7.蝴蝶效应Kqq文惺网

气象学家Lorenz提出一篇论文,名叫「一只蝴蝶拍一下翅膀会不会在Taxas州引起龙卷风?」论述某系统如果初期条件差一点点,结果会很不稳定,他把这种现象戏称做「蝴蝶效应」。就像我们投掷骰子两次,无论我们如何刻意去投掷,两次的物理现象和投出的点数也不一定是相同的。Lorenz为何要写这篇论文呢? 文醒Kqq文惺网

这故事发生在1961年的某个冬天,他如往常一般在办公室操作气象电脑。平时,他只需要将温度、湿度、压力等气象数据输入,电脑就会依据三个内建的微分方程式,计算出下一刻可能的气象数据,因此模拟出气象变化图。Kqq文惺网

这一天,Lorenz想更进一步了解某段纪录的後续变化,他把某时刻的气象数据重新输入电脑,让电脑计算出更多的後续结果。当时,电脑处理数据资料的数度不快,在结果出来之前,足够他喝杯咖啡并和友人闲聊一阵。在一小时後,结果出来了,不过令他目瞪口呆。结果和原资讯两相比较,初期数据还差不多,越到後期,数据差异就越大了,就像是不同的两笔资讯。而问题并不出在电脑,问题是他输入的数据差了0.000127,而这些微的差异却造成天壤之别。所以长期的准确预测天气是不可能的。Kqq文惺网

8.数学家的遗嘱Kqq文惺网

阿拉伯数学家花拉子密的遗嘱,当时他的妻子正怀着他们的第一胎小孩。“如果我亲爱的妻子帮我生个儿子,我的儿子将继承三分之二的遗产,我的妻子将得三分之一;如果是生女的,我的妻子将继承三分之二的遗产,我的女儿将得三分之一。”。Kqq文惺网

而不幸的是,在孩子出生前,这位数学家就去世了。之后,发生的事更困扰大家,他的妻子帮他生了一对龙凤胎,而问题就发生在他的遗嘱内容。Kqq文惺网

如何遵照数学家的遗嘱,将遗产分给他的妻子、儿子、女儿呢?Kqq文惺网

9.碑文的奥秘Kqq文惺网

古希腊亚历山大里亚的著名数学家丢番图,人们只知道他是公元3世纪的人,其年龄和生平史籍上都没有明确的记载。但是,在他的墓碑上可以得知一二,而且它告诉人们,他终年是84岁。Kqq文惺网

丢番图的墓碑是这样的:Kqq文惺网

丢番图长眠于此,倘若你懂得碑文的奥秘,它会告诉你丢番图的寿命。诸神赐予他的生命的1/6是童年,再过了生命的1/12,他长出了胡须,其后丢番图结了婚,不过还不曾有孩子,这样又度过了一生的1/7,再过5年,他获得了头生子,然而他的爱子竟然早逝,只活了丢番图寿命的一半,丧子以后,他在数学研究中寻求慰藉,又度过了4年,终于也结束了自己的一生。Kqq文惺网

10.证明Kqq文惺网

证明所有大于2的奇数都是质数, 不同专业的人给出不同的证明:Kqq文惺网

数学家: 3是质数, 5是质数, 7是质数, 由数学归纳可知, 所有大于2的奇数都是质数.Kqq文惺网

物理学家: 3是质数, 5是质数, 7是质数, 9是实验误差, 11是质数, ......Kqq文惺网

工程师: 3是质数, 5是质数, 7是质数, 9是质数, 11是质数, ......Kqq文惺网

计算机程序员: 3是质数, 5是质数, 7是质数, 7是质数, 7是质数, ......Kqq文惺网

统计学家: 让我们来试几个随机抽取的数: 17是质数, 23是质数, 11是质数, ......Kqq文惺网

11.问答Kqq文惺网

老师:“我给同学们出两个问题,谁只要回答出第一个问题,就不要求他回答第二个问题了。现在我问第一个问题:谁知道自己有多少根头发?”Kqq文惺网

小丽:“我知道,我有99999根头发。”Kqq文惺网

老师:“你是怎么知道的?”Kqq文惺网

小丽:“老师,这是第二个问题了,你不能要求我回答了。Kqq文惺网
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