寻求有趣的数学知识
1947年,匈牙利数学家将这一原理引入中学生数学竞赛。当时匈牙利全国数学竞赛有一道题:“证明在任意六个人中,可以找到三个互相认识的人,或者三个不认识的人。”
乍一看,这个问题似乎不可思议。但是如果你知道鸽子洞原理,证明这个问题就很简单了。我们用A,B,C,D,E,F来代表六个人。我们选其中一个,比如A,把其他五个人放在“和A认识”和“和A不认识”两个“抽屉”里。根据鸽子洞原理,一个抽屉里至少有三个人。假设“认识A”的抽屉里有三个人。分别是B,C,D,如果B,C,D不认识,那么我们就找到了三个不认识的人;如果B,C,D中的两个互相认识,比如B,C互相认识,那么A,B,C就是三个互相认识的人。无论哪种情况,这个问题的结论都是成立的。
由于其新颖的形式和巧妙的解决方案,这个测试很快在世界各地广泛传播,使许多人知道了这个原理。事实上,鸽子洞原理不仅在数学上有用,在现实生活中也处处发挥作用,比如招生、就业安排、资源分配、职称评定等。不难看出鸽子笼原理的作用。
兔笼
你听说过“鸡兔同笼”的问题吗?这个问题是中国古代著名的有趣问题之一。大约1500年前,孙子的计算中就记载了这个有趣的问题。书中是这样描述的:“今有鸡兔同笼,上有35头,下有94足。鸡和兔子的几何?这四句话的意思是:一个笼子里有若干只鸡和兔子,从上面数,有35个头;从底部算起,有94英尺。每个笼子里有多少只鸡和兔子?
你能回答这个问题吗?想知道《孙子算经》怎么回答这个问题吗?
答案是这样的:如果你把每只鸡和兔子的脚都砍掉一半,那么每只鸡都会变成“独角鸡”,每只兔子都会变成“两条腿的兔子”。这样,( 1)鸡和兔子的总脚数从94变成了47。(2)如果笼子里有一只兔子,总脚数比总头数多1。所以总脚数47和总头数35之差就是兔子数,即47-35 = 12(只)。很明显,鸡的数量是35-12 = 23。
这个想法新颖奇特,其“切脚法”也让国内外数学家惊叹不已。这种思维方式叫做还原。还原法是指在解决一个问题时,我们不采取先直接分析问题的方式,而是将问题中的条件或问题进行变形和转化,直至最终归类为一个已解决的问题。
普乔克有趣的问题
普西奥是前苏联著名的数学家。1951写了一本书《小学数学教学方法》。这本书里有一个有趣的问题。
这家店三天卖了1026米布。第二天的销量是第一天的两倍;第三天就卖出了第二天的三倍。三天你想卖多少米布?
这个问题可以这样想:第一天卖出的米数视为1份。你可以画出下面的线段图:
第一天1份;第二天是第一天的两倍;初三是初二的3倍,初一是2×3倍。
综合计算得出第一天卖布的米数:
1026÷(L+2+6)= 1026÷9 = 114(m)
和114× 2 = 228(米)。
228× 3 = 684米
所以三天卖的布分别是:114m,228m,684m。
请采取这种方法做题。
四个人捐款救灾。B的捐款是A的两倍,C的捐款是B的三倍,D的捐款是C的四倍,他们捐款132元。你希望四个人每人捐多少?
鬼谷蒜
中国汉朝有个将军叫韩信。他每次点兵,只要求手下在L ~ 3,1 ~ 5,1 ~ 7报数,然后报出各队报数的余数,就知道到了多少人。他的巧妙算法被称为“鬼谷计算”、“分区计算”,或者“韩信的点部队”,外国人称之为“中国余数定理”。明代数学家程大伟在诗中总结了这个算法,他写道:
三人同行七十,五树二十一棍,
七子重聚在月中,到105年才知道。
这首诗的意思是:将3除所得的余数乘以70,将5除所得的余数乘以21,将7除所得的余数乘以15。如果结果大于105,减去105的倍数,就知道你要的数字了。
比如一篮子鸡蛋,篮子里一定有52个鸡蛋,如果3个地方有3个鸡蛋,1,5个地方有5个鸡蛋,7个地方有2个鸡蛋,7个地方有3个鸡蛋。公式是:
1×70+2×21+3×15=157
157-105 = 52(件)
请根据这个算法计算下面的问题。
新华小学订了一批中国青年报。如果有三位,余数是1。五块地,剩余的是2块;七块七块地,剩下的是2块。新华小学订阅了几份《中国青年报》?
你想要这些吗?