数学社团
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数学社团——几个有趣的数学故事
1、欧拉的故事(欧拉,瑞士数学家及自然科学家,1707年4月15日出生于瑞士巴塞尔(Basel)的一个牧师家庭,自幼受到父亲的教育。欧拉的父亲希望他学习神学,但他最感兴趣的是数学)
小欧拉的爸爸决定建造一个新的羊圈。他用尺量出了一块长方形的土地,长40米,宽15米,他一算,面积正好是600平方米,平均每一头羊占地6平方米。正打算动工的时候,他发现他的材料只够围100米的篱笆,不够用。若要围成长40米,宽15米的羊圈,其周长将是110米。父亲感到很为难,小欧拉却向父亲说,只有稍稍移动一下羊圈的桩子就行了。他以一个木桩为中心,将原来的40米边长截短,缩短到25米。将原来15米的边长延长,又增加了10米,变成了25米。经这样一改,原来计划中的羊圈变成了一个25米边长的正方形。父亲照着小欧拉设计的羊圈扎上了篱笆,100米长的篱笆真的够了,面积也足够了,而且还稍稍大了一些。父亲心里感到非常高兴。后来,欧拉成为了数学史上著名的数学家。
通过这个故事,你有什么发现?
试一试:用24根小棒拼成长方形(或正方形)哪种拼法面积最大?
2、韩信的故事(韩信是中国古代一位有名的大元帅,辅助刘邦打败楚霸王项羽,奠定了汉朝的基业。民间流传着
一些以韩信为主角的有关聪明人的故事,下面就是其中的一个)
据说有一天,韩信骑马走在路上,看见两个人正在路边为分油发愁。这两个人有一只容量10斤的篓子,里面装满了油;还有一只空的罐和一只空的葫芦,罐可装7斤油,葫芦可装3斤油。要把这10斤油平分,每人5斤。但是谁也没有带秤,只能拿手头的三个容器倒来倒去。应该怎样分呢?韩信骑在马上,了解情况以后,说:“葫芦归罐罐归篓,二人分油回家走。”说完了,打马就走。两个人按照韩信的办法倒来倒去,果然把油平均分成两半,每人5斤,高高兴兴,各自回家。
究竟是怎样倒来倒去的呢?三种容器各自装油斤数的变化过程,可从下面的表中看出。
韩信所说的“葫芦归罐”,是指把葫芦里的油往罐里倒;“罐归篓”是指把罐里的油往篓里倒。通常分油要把油从大容器往小容器里倒,现在却把小容器里的油往大容器里“归”。往油葫芦里倒油,只能得到3斤的油量;把葫芦里的油往罐里“归”,“归”到第三次,葫芦里就出现2斤的油量。再把满满一罐油“归”到篓里,腾出空来,
把葫芦里的2斤油“归”到空罐里;最后再倒一葫芦3斤油,“归”到罐里,就完成分油任务了。
3、韩信点兵-中国剩余定理
物不知其数问题出自一千六百年前我国古代数学名著《孙子算经》。原题为:'今有物不知其数,三三数之二,五五数之三,七七数之二,问物几何?'
这道题的意思是:有一批物品,不知道有几件。如果三件三件地数,就会剩下两件;如果五件五件地数,就会剩下三件;如果七件七件地数,也会剩下两件。问:这批物品共有多少件?
变成一个纯粹的数学问题就是:有一个数,用3除余2,用5除余3,用7除余2.求这个数。
这个问题很简单:用3除余2,用7除也余2,所以用3与7的最小公倍数21除也余2,而用21除余2的数我们首先就会想到23;23恰好被5除余3,所以23就是本题的一个答案。
这个问题之所以简单,是由于有被3除和被7除余数相同这个特殊性。如果没有这个特殊性,问题就不那么简单了,也更有趣儿得多。
我们换一个例子;韩信点一队士兵的人数,三人一组余两人,五人一组余三人,七人一组余四人。问:这队士兵至少有多少人?
这个题目是要求出一个正数,使之用3除余2,用5除余3,用7除余4,而且希望所求出的数尽可能地小。
4、揭穿“玩扑克”的秘密
在公园或路旁,经常看到这样的游戏:摊贩前画有一个圆圈,周围摆满了奖品,有钟表、玩具、小梳子、……等等,然后,摊贩拿出一副扑克让游客随意摸出两张,并说好向哪个方向转,将两张扑克的数字相加(J、Q、K分别为11、12、13、A为1),得到几就从几开始按照预先说好的方向转几步,转到数字几,数字几前的奖品就归游客,唯有转到一个位置(如右图),必须交2元钱,其余的位置都不需要交钱。
真是太便宜了,不用花钱就可以玩游戏,而且得奖品的可能性“非常大”,交2元钱的可能性“非常小”。然而,事实并非如此,通过观察可以看到,凡参与游戏的游客不是转到2元钱就是转到微不足道的一些小物品旁,而钟表、玩具等贵重物品就没有一个游客转到过。这是怎么回事呢?是不是其中有“诈”?
这其实是骗人的把戏。通过图可以看到:由圆圈上的任何一个数字或者左转或者右转,到2元钱位置的距离恰好是这个数字。因此,摸到的扑克数字之和无论是多少,或者左转或者右转必定有一个可能转到2元钱位置。既使转不到2元钱,也只能转到奇数位置,绝不会转到偶数位置,因为如果是奇数,从这个数字开始转,相当于增加了“偶数”,奇数+偶数=奇数;如果是偶数,从这个数字开始转,相当于增加了“奇数”,偶数+奇数=奇数。我们仔细观察就会发现,所有贵重的奖品都在偶数字前,而奇数字前只有梳子、小尺子等微不足道的小物品。由于无论怎么转也不会转到偶数字,也就不可能得贵重奖品了。
对于小摊贩来说,游客花2元钱与得到小物品的可能性都是一样的,都是1/2。所以相当于小摊贩将每件小物品用2元钱的价格卖出去。因此,劝君切莫上当!