书城科普读物解释世界秩序的工具——数学
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第21章 数学开心辞典(1)

你相信即使你不告诉我你的出生年月,我也能算出你的年龄吗?你知道棋盘上能放多少颗麦粒吗?你知道谁能指挥数字吗?你知道数学家留下了什么遗嘱吗?想要解开答案,来看看数学开心辞典吧。

算出你的年龄

你相信即使你不告诉我你的出生年月,我也能算出你的年龄吗?不过,首先,你得从0到7中任意挑选一个数字。

我能算出你的年龄

如果你现在选择2。接下来,我们用这个“2”乘2,得到了4。然后再来加上5,得到9。再用9来乘以50。答案是多少?450,记下这个数。

你今年的生日过了吗?如果过了,那就在450这个数上再加上1762,得到2212。那要是没过呢,只要在450这个数上加上1761,我们就得到了2211。

离你的岁数太“遥远”了吧?就好像光年和年之间的差别。当然这是不可能的,因为我们还有最后一件事没做。那就是用刚才你得到的这个数2211减去你出生的年份,结果是多少?5——4——3——2——1,停!

231!

你现在三十一岁,对不对?1980年出生的。

一点没错。2211-1980=231,百位上的2表示你每周想去散心的次数,后面的两位就是你的年龄了。

年龄推算分析

还是难以置信?你可以再试试。这里面包含着什么道理吗?按上面的步骤,我们举一个式子来看看。

(2×2+5)×50+1761-1980

=2×2×50+5×50+1761-1980

=(2×2×50)+(5×50+1761)-1980

=200+2011-1980=231

看出来了吗?第三列等式中,200相当于一个常数,不变,如果我们设出去走走的天数为x,这个算式不论怎么算,它都会是100x,后面的2011表示过去一年的年份,因为你的生日还没过,所以算作去年。如果你的生日过了,这里的数就会是2011,表示今年,这个数也是不变的,所在减去你出生的年份,不是正好是你的岁数吗?对了,它是用了一系列迷惑人的数字来替换常数,你可不要被它迷惑了啊。

数学原理揭谜

如果把上面的式子用字母代替一下,你会看得更明白。今年生日没过:(2x+5)50+1761-出生年=100x+2011-出生年=xab(其中x表示出去走的天数,ab表示你的年龄)。

今年生日已过:(2x+5)50+1762-出生年=100x+2012-出生年=xab(其中x表示出去走的天数,ab表示你的年龄)。

这个道理我只告诉你一个人哦,可不能让别人知道了。要不然你找别人玩时就没戏了。

扑克牌中的数学游戏

很多人喜欢玩扑克牌,争上游、斗地主、双扣等,如果不加上赌博因素的话,这些其实就是一些数学游戏。

扑克牌,是技巧还是巧合

玩扑克牌,除了运气之外(手中的牌好不好),还得靠技巧。扑克牌的玩法很多,下面我们介绍一种曾经风靡美国和日本的玩法:24点。把两张王牌去掉,把A、J、Q、K分别看作1点、11点、12点、13点,或者把它们全部看成1点,其余的牌上数字是几点就算作几点。游戏的步骤是:1.四个人一起玩,每个人抓13张牌,每人每次从手中任意抽一张牌出来。

2.游戏者对这四张牌的数字进行加减乘除运算,可以加括号,使结果等于24。

谁先列出结果为24的算式,谁就得1分。如果游戏的人都没办法列出,就没有人能够得分。牌放入底。

3.继续按步骤1、2进行,直到把每个人手中的13张牌全部用完为止。最后得分多者为胜。举个例子,比如这四张牌分别是:Q,10,Q,1,那么运用12×(12-10)×1=24。

由此可知,要想比赛获胜,并不是一味地去硬拼硬算就可以得来的,即使那样,也算得很慢。因此,技巧也非常重要。也就是说,我们必须要非常清楚24可以怎样由两个数来求得。第一种情况是乘,比如:2×12=24,3×8=24,4×6=24;第二种情况是加减,如:16+8=24,28-4=24,32-8=24……这样,我们就把4个数的问题转化成了2个数的问题,计算起来就容易得多。

一种更简单的方法

举例来说,依据2×12=24,可得2×(3+4+5)=24;依据3×8=12,可得3×(12÷6×4)=24等等。当然,我们的这种解法并不是唯一的,还可以用其他方式求得,但关键就是要学会转化。

以上说的是4个数字不相同的情况,如果4个数字相同,哪些情况可以算出“24”来呢?我们来看看,如果把J、K、Q、A全看作1的话,那么4人抽出同一数字的牌有9种情况:4个1,4个3,4个4……4个8,4个9。如果把J、K、Q、A看作11、12、13、1的话,那么就有13种情况。由于4个数字相同,用乘的方式去考虑就不太容易实现,所以我们可以考虑加减关系。比如12+12=24,27-3=24等等。

4个1和4个2由于数太小,即使我们全部用乘也没法算出“24”,所以先排除掉。从4个7一直到4个13,由于数太大了,也没法算出“24”。因此,剩下的只有3-6这4个数字。

运用12+12=24,我们可以得出(6+6)+(6+6)=24。

运用20+4=24,我们可以得出4×4+4+4=24。

运用25-1=24,则可得5×5-5÷5=24。

运用27-3=24,那么可以算出3×3×3-3=24。

再假如,如果抽出的四张牌恰好是“1-9”中从大到小连续排列的四张,这样的牌能算出“24”吗?你不妨去算算!

凑成“24”点的方法还有很多,我们就不一一介绍了,关键是要掌握技巧。

庞贝古城留下的谜题

古罗马时期曾经有一座繁华无比的都市,叫庞贝,是地中海的一处天然良港。这里有神奇的太阳神庙、巨大的斗兽场、恢宏的大剧院、灵验的巫师堂以及新奇的蒸气浴室。加上城北维苏威火山多次喷发带来的奇异岩浆土、火山石、地热温泉以及佳酿美酒,不断吸引着无数的贵族、富商纷纷来到此地造花园、建别墅开发娱乐场馆,庞贝很快成为了烟柳繁华之地。这里的人们过着奢靡的生活,醉生梦死。然而,谁能料到给他们带来财富、名声的维苏威火山有一天会成为这座城市永远的噩梦?

灾难,意外之外

维苏威火山位于现在的意大利南部,它是一座举世闻名的活火山,数千年来它一直在不断喷发,庞贝城是建筑在远古时期维苏威火山一次爆发后变硬的熔岩基础上的。可是公元初前,著名的地理学家斯特拉波仅凭维苏威火山的地形地貌就断定它是一座死火山,当时的人们完全相信了这一说法。他们在火山两侧种上了绿油油的庄稼,平原上到处是柠檬、橘子林和葡萄园。他们无论如何也没有想到,这座“死火山”有一天会喷发出炽烈的火焰。某年某月某日,维苏威火山突然爆发,瞬间,火山喷出的灼热岩浆遮天蔽日,夹杂着滚烫的火山灰扑向庞贝城,很快,厚约五六米的熔岩和火山灰吞没了这座闻名遐迩的拥有2万人口的城市。其他几个有名的海滨城市如赫库兰尼姆、斯塔比亚等也被殃及,遭到严重破坏。

庞贝古城引发的数学题

后来,有人以庞贝古城为话题,出了这么一道数学题:庞贝古城从它的全盛时期到火山爆发将它湮没,正好是横跨公元元年前后相同的年数。以前人们并不知道有这么一个古城,在挖掘的那年,才发现它已经被火山爆发湮没了1669年。挖掘的工作一直延续了212年,到挖掘结束,证实已距庞贝城最繁华的时期2039年。请问:庞贝城全盛时是哪年?火山爆发把它湮没又是哪年?挖掘工作又是从哪年到哪年?

该如何去找出答案呢?你先想想,然后再来看看和我们的答案是否一致,谁的方法更简单一点。

庞贝古城谜题揭底

我们可以用方程来解。

设庞贝城全盛时期为公元前的x年,因为题目告诉我们,它被火山湮没时正好是横跨公元元年前前后相同的年数,那么,火山爆发把它湮没时就应该在公元后x年。我们再设挖掘工作从公元y年到z年,那么:

①1669+212+2x=2039

这个方程式是什么意思呢?公元前的x年加上公元后的x年,就是它的全盛期到湮没时期的年代数,也就是2x年。挖掘那年时距火山爆发已经有1669年,挖掘了212年,那么这三个数字相加,正好是挖掘时期结束到全盛时期的相距时段2039年。据此,我们得出x为79,也就是说,庞贝城的全盛时期是公元前79年,被火山湮没时是公元后79年。

②y=x+1669

这个方程式是什么意思呢?火山湮没庞贝城时为公元后的x年,加上被湮没至今的时间1669年,不正好是挖掘工作开始那年y年吗?现在我们已经x为79,因此也就知道挖掘工作开始那年是1748年。

③z=y+221

由②式已知y为1748,那么z就等于1960。也就是说,到1960年时庞贝城的挖掘工作结束。所以,庞贝城全盛时期为公元前79年,火山爆发把它湮没在公元后79年,挖掘工作从公元1748年一直延续到1960年。