數學史上的趣聞小故事
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阿基米德有許多故事,其中最著名的要算髮現阿基米德定律的那個洗澡的故事了。
國王做了一頂金王冠,他懷疑工匠用銀子偷換了一部分金子,便要阿基米德鑑定它是不是純金制的,且不能損壞王冠。阿基米德捧着這頂王冠整天苦苦思索,有一天,阿基米德去浴室洗澡,他跨入浴桶,隨着身子浸入浴桶,一部分水就從桶邊溢出,阿基米德看到這個現象,頭腦中像閃過一道閃電,“我找到了!”
阿基米德拿一塊金塊和一塊重量相等的銀塊,分別放入一個盛滿水的容器中,發現銀塊排出的水多得多。於是阿基米德拿了與王冠重量相等的金塊,放入盛滿水的容器裏,測出排出的水量;再把王冠放入盛滿水的容器裏,看看排出的水量是否一樣,問題就解決了。隨着進一步研究,沿用至今的流體力學最重要基石——阿基米德定律誕生了。
氣象學家Lorenz提出一篇論文,名叫《一隻蝴蝶拍一下翅膀會不會在Taxas州引起龍捲風?》論述某系統如果初期條件差一點點,結果會很不穩定,他把這種現象戲稱做「蝴蝶效應」。就像我們投擲骰子兩次,無論我們如何刻意去投擲,兩次的物理現象和投出的點數也不一定是相同的。Lorenz爲何要寫這篇論文呢?
這故事發生在1961年的某個冬天,他如往常一般在辦公室操作氣象電腦。平時,他只需要將溫度、溼度、壓力等氣象數據輸入,電腦就會依據三個內建的微分方程式,計算出下一刻可能的氣象數據,因此模擬出氣象變化圖。
泰勒斯看到人們都在看告示,便上去看。原來告示上寫着法老要找世界上最聰明的人來測量金字塔的高度。於是就找法老。
法老問泰勒斯用什麼工具來量金字塔。泰勒斯說只用一根木棍和一把尺子,他把木棍插在金字塔旁邊,等木棍的影子和木棍一樣長的時候,他量了金字塔影子的長度和金字塔底面邊長的一半。把這兩個長度加起來就是金字塔的高度了。泰勒斯真是世界上最聰明的人,他不用爬到金字塔的頂上就方便量出了金字塔的高度。
戰國時期,齊威王與大將田忌賽馬,齊威王和田忌各有三匹好馬:上馬,中馬與下馬。比賽分三次進行,每賽馬以千金作賭。由於兩者的馬力相差無幾,而齊威王的馬分別比田忌的相應等級的馬要好,所以一般人都以爲田忌必輸無疑。
但是田忌採納了門客孫臏(着名軍事家)的意見,用下馬對齊威王的上馬,用上馬對齊威王的中馬,用中馬對齊威王的下馬,結果田忌以2比1勝齊威王而得千金。這是我國古代運用對策論思想解決問題的'一個範例。
唐僧師徒四人走在無邊無際的沙漠上,他們又餓又累,豬八戒想:如果有一頓美餐該有多好啊!孫悟空可沒有八戒那麼貪心,悟空只想喝一杯水就夠了。孫悟空想着想着,眼前就出現了一戶人家,門口的桌上正好放了一杯牛奶,孫悟空連忙上前,準備把這杯牛奶喝了,可主人家卻說:“大聖且慢,如果您想喝這杯奶就必須回答對一道數學題。”
孫悟空想,不就一道數學題嗎,難不倒俺老孫。孫悟空就答應了。那位主人家出題:倒了一杯牛奶,你先喝了1/2加滿水,再喝1/3,又加滿水,最後把這杯飲料全喝下,問你喝的牛奶和水哪個多些?爲什麼?
當高斯還在上小學二年級的時候,有一天他的數學老師因爲想借上課的時間處理一些自己的私事,因此打算出一道難題給學生練習。他的題目是:
1+2+3+4+5+6+7+8+9+10=?
因爲加法剛教不久,所以老師覺得出了這題,學生肯定是要算蠻久的。自己也就可以藉此機會來處理未完的事情。但是才一轉眼的時間,高斯已停下了筆,閒閒地坐在那裏。老師看了,很生氣地訓斥高斯。
但是高斯卻說他已經將答案算出來了,就是55。老師聽了嚇了一跳,就問高斯如何算出來的。高斯答道:“我只是發現1和10的和是11、2和9的和也是11、3和8的和也是11、4和7的和也是11、5和6的和還是11,又因爲11+11+11+11+11=55,所以我就是這麼算出來了。”老師同學聽了以後,都對高斯豎起了大拇指。後來的高斯長大後,成爲了一位很偉大的數學家。
傍晚,我在奧林匹克書中看到一道難題:果園裏的蘋果樹是梨樹的3倍,老王師傅每天給50棵蘋果樹20棵梨樹施肥,幾天後,梨樹全部施上肥,但蘋果樹還剩下80棵沒施肥。請問:果園裏有蘋果樹和梨樹各多少棵?
我沒有被這道題嚇倒,難題能激發我的興趣。我想,蘋果樹是梨樹的3倍,假如要使兩種樹同一天施完肥,老王師傅就應該每天給“20×3”棵蘋果樹和20棵梨樹施肥。
而實際他每天只給50棵蘋果樹施肥,差了10棵,最後共差了80棵,從這裏可以得知,老王師傅已經施了8天肥。一天20棵梨樹,8天就是160棵梨樹,再根據第一個條件,可以知道蘋果樹是480棵。這就是用假設的思路來解題,因此我想,假設法實在是一種很好的解題方法。
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