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第7章 数学教学的趣味奥秘推荐(4)

3.特性法:利用“0”与“1”在运算中的特性,进行简便运算。

例如:(1.9-1.9×0.9)÷(3.8-2.8)

=(1.9×(1-0.9))÷1

=0.19

4.常用数据法:利用一些常用数据,通过数的等值变形而使计算简便。

常用数据如:25×4=100;125×8=1000;=0.25=25%;=0.75=75%;=0.8=80%;=0.04=4%等等。同学们可自己再列出一些,把它们熟记在心。

我们前面所举的例子已对此有所运用,同学们可对照着看一下。

16.哪个国家最早使用小数

我国汉朝以前的数学书《孙子算经》中就有了十进单位,到了公元3世纪,刘徽在《九章算术》中,指出开方开不尽时,用十进分数(小数)来表示。我国元朝刘瑾在公元1300年左右着的《律吕成书》中把小数部分降低一格来写,这是世界上最早的小数表示法。而欧洲到了16世纪末期,才掌握了小数的性质和运算方法。这些事实,充分说明了我国是世界上最早使用小数的国家。

17.“等号”为什么这样写

我们都知道等号是表示两个数量相等的符号,记做“=”,读做“等于”。

人类虽然有数千年文明史,然而数学中使用等号只不过400多年,它是16世纪英国学者列科尔德发明的。列科尔德认为,世界上再没有比两条平行而又相等的线段更相同的东西了。所以用“=”来表示两个数相等既合理又十分简便。

18.什么是数学奥林匹克

数学竞赛与体育比赛在精神上有许多相通之处,因此国际上把数学竞赛叫做数学奥林匹克。最早的数学竞赛是匈牙利于1894年举办的,从此以后,许多国家争相仿效举办了全国性的数学竞赛。1902年,罗马尼亚首次举办数学竞赛;1934年,前苏联首次举办“数学奥林匹克”。以后保加利亚于1949年,波兰于1950年,捷克斯洛伐克于1951年,南斯拉夫、荷兰于1962年,蒙古人民共和国于1963年,英国于1965年,加拿大、希腊于1969年,西德、奥地利于1970年,美国于1972年……也都举办了数学竞赛。

1956年,着名的数学家华罗庚教授等倡导的高中数学竞赛,先后在北京、天津、上海和武汉四大城市举行,从而揭开了我国数学竞赛的序幕。

国际性的数学竞赛活动,是从1959年开始的。这一年,罗马尼亚数学学会首先发出倡议,在布加勒斯特举行了第一届“国际数学奥林匹克”,得到了东欧七国的积极响应。此后,世界上每年举行一次国际性的数学竞赛活动。1985年,我国首次派代表参加了第26届国际数学奥林匹克。

19.算术和数学是一回事吗?

你也许听过爸爸妈妈把“数学”说成“算术”。那么,算术和数学是一回事吗?

实际上,算术和数学既有联系,又有区别。

算术包括整数、小数、分数的加减乘除法和它们在日常生活、生产中的应用。算术里不讲负数,也不讲用字母组成的代数式的运算。如果讲到负数、方程,那就是代数的内容了;如果讲到有关图形的许多性质,则是几何的内容了。算术、代数、几何都是数学的一门学科。数学还有很多分支学科,如微积分、数论、集合论、概率论等等。

现行小学数学课本中除了算术外,还有代数、几何等方面的初步知识,所以小学课本不叫算术,而叫数学。

20.各式各样的数学题

泥板上的古代巴比伦王国的位置,在西亚底格里斯河和幼发拉底河的中下游地区,现在的伊拉克境内,巴比伦国家建立于公元前19世纪,是世界四大文明古国之一。

巴比伦人使用特殊的楔形文字,他们把文字刻在泥板上,然后晒干,泥板晒干后和石头一样坚硬,可以长期保存。

从发掘出来的泥板上,人们发现了3000多年前巴比伦人出的数学题:

“10个兄弟分100两银子,一个人比一个人多,只知道每一级相差的数量都一样,但是究竟相差多少不知道,现在第八个兄弟分到6两银子,问一级相差多少?”

如果10个兄弟平均分100两银子,每人应该分10两,现在第八个兄弟只分到了6两,说明老大分得最多,往下是一个比一个少。

按着题目所给定的条件,应该有以下关系:

老二得到的是老大减去一倍的差,

老三得到的是老大减去二倍的差,

老四得到的是老大减去三倍的差,

……

老十得到的是老大减去九倍的差。

这样,老大与老十共得银两

=老二与老九共得银两

=老三与老八共得银两

=老四与老七共得银两

=老五与老六共得银两

=20两

已知老八得6两,可求出老三得20-6=14两,老三比老八多得14-6=8,另一方面,老三与老八相差7-2=5倍的差,因此,

差=8÷5=1.6(两)

答:一级相差1.6两银子。

巴比伦的数学和天文学发展很快,他们除了首先使用60进位制外,还确定一个月(月亮月)有30天,一年(月亮年)有12个月亮月,为了不落后太阳年,在某些年里用规定闰月的办法来纠正。

巴比伦人了解行星的存在,他们崇拜太阳、月亮、金星,把数3看作是“幸福的”,晚些时候,他们又发现了木星、火星、水星、土星,这时数7被看作是“幸福的”。

巴比伦人特别注意研究月亮,把弯月的明亮部分与月面全面积之比,叫做“月相”,在一块泥板上记载有关月相的题目:

“设月亮全面积为240,从新月到满月的15天中,头5天每天都是前一天的2倍,即5,10,20,40,80,后10天每天都按着相同数值增加,问增加的数值是多少?”

月亮全面积为240,第五天月亮面积为80,后10天月亮共增加的面积为240-80=160。

因此,每天增加的数值为160÷10=16。

答:增加的数值为16。

纸草上的《兰特纸草书》是4000年前古埃及人的一本数学书,上面用象形文字记载了许多有趣的数学题,比如:

在7,7×7,7×7×7,7×7×7×7,7×7×7×7×7……

这些数字上面有几个象形符号:房子、猫、老鼠、大麦、斗,翻译出来就是:

“有7座房子,每座房子里有7只猫,每只猫吃了7只老鼠,每只老鼠吃了7穗大麦,每穗大麦种子可以长出7斗大麦,请算出房子、猫、老鼠、大麦和斗的总数。”

奇怪的是古代俄罗斯民间也流传着类似的算术题:

“路上走着七个老头,

每个老头拿着七根手杖,

每根手杖上有七个树杈,

每个树杈上挂着七个竹篮,

每个竹篮里有七个竹笼,

每个竹笼里有七个麻雀,

总共有多少麻雀?”

古俄罗斯的题目比较简单,老头数是7,手杖数是7×7=49,树杈数是7×7×7=49×7=343,竹篮数是7×7×7×7=343×7=2401,竹笼数是7×7×7×7×7=2401×7=16807,麻雀数是7×7×7×7×7×7=16807×7=117649。总共有十一万七千六百四十九只麻雀,七个老头能提着十一万多只麻雀溜弯儿,可真不简单啊!若每只麻雀按20克算,这些麻雀有2吨多重。

《兰特纸草书》上在猫吃老鼠、老鼠吃大麦的问题后面有解答,说是用2801乘以7。

求房子、猫、老鼠、大麦和斗的总数,就是求和7+7×7+7×7×7+7×7×7×7+7×7×7×7×7=7+49+343+2401+16807=19607。这同上面2801×7=19607的答数一样,古代埃及人在4000多年前就掌握了这种特殊的求和方法。

类似的问题在一首古老的英国童谣中也出现过:

“我赴圣地爱弗西,

途遇妇子数有七,

一人七袋手中提,

一猫七子紧相依,

妇与布袋猫与子,

几何同时赴圣地?”

意大利数学家斐波那契在1202年出版的《算盘书》中也有类似问题:

“有7个老妇人在去罗马的路上,每个人有7匹骡子;每匹骡子驮7只口袋,每只动袋装7个大面包,每个面包带7把小刀,每把小刀有七层鞘,在去罗马的路上,妇人、骡子、面包、小刀和刀鞘,一共有多少?”同一类问题,在不同的时代、不同的国家以不同的形式出现,但是,时间最早的还要数古埃及《兰特纸草书》。

古埃及还流传着“某人盗宝”的题目:

“某人从宝库中取宝13,另一人又从剩余的宝中取走117,宝库中还剩宝150件,宝库中原有宝多少件?”

这个问题的提法与现行教科书上的题目很相像,可以这样来解:

设宝库中原有宝为1,则第一人取走13,第二人取(1-12)×117=252

宝库最后剩下:

1-13-(1-13)×117=1-13-251=3251。

因此,宝库原有宝

150÷3251=150×5132=23916。

列出综合算式为

150÷[1-13-(1-13)×117=239116。

《兰特纸草书》还有这样一道题:

“有物品若干件,其三分之二,其一半,其七分之一及其全部,共33件,求物品的件数。”

用算术法来解,可设全部为1,则物品的件数为:

33÷(23+12+17+1)

=33÷9742=33×4297

=142897

答案是唯一的,但是纸草书上的答案却是:

14,14,156,197,1194,1388,1679,1776。这是怎么回事?难道这道题有八个答案吗?

原来纸草书上用古埃及分数的形式给出答案,意思是14+14+156+197+1194+1388+1679+1776。不妨算出来看看:

14+14+156+197+1194+1388+1679+1776

=14+1456+156+197+197×2+197×4+197×7+197×8

=14+1456+8+4+2+197×8+197×7

=14+1456+1597×8+197×7

=14+1456+11397×56

=14+156897×56=142897

这和我们算得的答案相同。

诗歌中的希腊是世界文明古国之一,它有着灿烂的古代文化,在《希腊文集》中有一些用诗歌写成的数学题。

在“爱神的烦忧”中,爱罗斯在古代希腊神话中的爱神,吉波莉达是塞浦路斯岛的守护神,九位文艺女神中,叶芙特尔波管音乐,爱拉托管爱情诗,达利娅管喜剧,特希霍拉管舞蹈,美利波美娜管悲剧,克里奥管历史,波利尼娅管颂歌,乌拉尼娅管天文,卡利奥帕管史诗。

“爱罗斯在路旁哭泣,

泪水一滴接一滴。

吉波莉达向前问道:

‘是什么事情使你如此悲伤?

我可能够帮助你?’

爱罗斯回答道:

‘九位文艺女神,

不知来自何方,

把我从赫尔康山采回的苹果,

几乎一扫而光。

叶芙特尔波飞快抢走十二分之一,

爱拉托抢得更多——

七个苹果中拿走一个。

八分之一被达利娅抢走,

比这多一倍的苹果落入特希霍拉之手。

美利波美娜最是客气,

只取走二十分之一。

可又来了克里奥,

她的收获比这多四倍。

还有三位女神,

个个都不空手:

30个苹果归波利尼娅,

120个苹果归乌拉尼娅,

300个苹果归卡利奥帕。

我,可怜的爱罗斯,

爱罗斯原有多少苹果?还剩50个苹果。’”

这首26行的诗,给出了一道数字挺多的数学题,题目中原有苹果数不知道,经过九位文艺女神的抢劫,爱罗斯只剩下50个苹果,是“知道部分求全体类型”的数学题。

设爱罗斯原有苹果数为x。

依题意,得:

112x+17x+18x+14x+120x+15x

+30+120+300+50=x

整理,得143168x+500=x

∴x=33600(个)

下面的“独眼巨人”中给出了另一种类型的数学题:

“这是一座独眼巨人的铜像,

雕塑家技艺高超,

铜像中巧设机关:

巨人的手、口和独眼,

都连接着大小水管,

通过手的水管,

三天流满水池;

通过独眼的水管——需要一天;

从口中吐出的水更快,

五分之二天就足够,

三处同时放水,

水池几时流满?”

设水池的容积为1,三管同开流满水池所需时间为x天,

则13x+x+52x=1

∴x=623

下面是我国的一首打油诗:

“李白提壶去买酒:

遇店加一倍,

见花喝一斗。

三遇店和花,

喝光壶中酒。

试问壶中原有多少酒?”

这首打油诗的意思是,李白的壶里原来就有酒,每次遇到酒店便将壶里的酒增加一倍;李白赏花时就要饮酒作诗,每次一次喝一斗酒(斗是古代装酒的器具),这样反复经过三次,最后将壶中的酒全部喝光,问李白原来壶中有多少酒?

解这道题最好使用反推法来解:

李白第三次见到花时,将壶中的酒全部喝光了,说明他见到花前,壶内只有一斗酒。进一步推出李白第三次遇到酒店前,壶里有12斗酒,按着这种推算方法,可以算出第二次见到花前,壶里有112斗酒,第二次见到酒店前壶里有112÷2=34斗酒;第一次见到花前壶134里有斗酒,第一次遇到酒店前,壶里有原来壶里有斗酒134÷2=78。

原来壶里有78斗酒。

遗嘱里的在按遗嘱分配遗产的问题中,有许多有趣的数学题。

俄国着名数学家斯特兰诺留勃夫斯基曾提出这样一道分配遗产问题:“父亲在遗嘱里要求把遗产的13分给儿子,25分给女儿;剩余的钱中,2500卢布偿还债务。3000卢布留给母亲,遗产共有多少!子女各分多少!”

设总遗产为x卢布。

则有13x+25x+2500+3000=x

解得:x=20625。

儿子分20625×13=6875(卢布), 女儿分20625×25=8250(卢布)。

结果是女儿分得最多,得8250卢布,儿子次之,得6875卢布,母亲分得最少,得3000卢布,看来父亲是喜爱自己的女儿。

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