清光緒年間,廣東吳川人陳蘭彬作為使者出使日本。日本首相伊藤博文出聯為難他:“黃河綠水三三轉。”陳蘭彬立即以自家後花園內三十六轉紅湖假山應對:“紫海青山六六彎”。“三三見九”指黃河九曲,下聯以六六應對,可謂巧矣。
相傳,有一秀才愛上鄰女,秀才之父認為門戶不對,便以對對聯為由,想推卻婚事:“乾八卦,坤八卦,八八六十四卦,卦卦乾坤已定。”不料,姑娘瞬間就對出下聯:“鸞九聲,鳳九聲,九九八十一聲,聲聲鸞鳳和鳴。”這副對聯直接將乘法口訣引入聯中,別開生麵,妙趣橫生。
延伸閱讀
有許多詩歌,從字麵上看不出它與數學的聯係,但仔細思索之下,利用數學知識重新反思詩歌內容,會有全新的認識。
譬如歌劇《劉三姐》中,劉三姐與羅秀才對唱,羅秀才:“小小麻雀莫逞能,三百條狗四下分。一少三多要單數,看你怎樣分得清。”劉三姐:“九十九條打獵去,九十九條看羊來。九十九條守門口,還剩三條奇奴才。”計算一下可以發現300=99+99+99+3。
這正是數學中的整數分拆問題。如果不計次序地分拆,就有4種分拆方法:300=99+99+99+3=99+99+3+99=99+3+99+99=3+99+99+99。顯然,上麵的分拆數目若計及次序的分拆便是4種;若不計及次序的分拆便是1種。這時候可以有一個更一般的問題:“將300分成有次序的4個奇數之和,有多少種不同的方式?”不難想象,如果當年與劉三姐對唱的羅秀才,將歌詞的最後一句改為:“多少分法請說清”,那麼即使劉三姐非常聰明,一時間,也恐怕難於應付了。
小說中的數學問題
情境導入
傑克·倫敦是美國著名作家,他在其小說《大房子裏的小主婦》中談到一道數學題:
有一段鋼杆深插在田地中央。杆的頂端係著一條鋼索,鋼索的另一端係在田地邊緣的一部拖拉機上。拖拉機向前駛去,以鋼杆為中心在它四周劃了一個圓圈。
“為了徹底改造這部拖拉機,”格列漢說,“您剩下一件事,就是把它劃出的圓形改變成正方形。”“對了,這樣的耕作方法用在方塊的田地上,會荒掉許多土地的。”“幾乎每十英畝要損失三英畝之多。”“不會比這少。”
現在我們來計算一下,小說中判斷的結果是否正確。
數學原理
因為鋼索的長度決定了拖拉機離鋼杆的最大距離,即決定了圓形田地邊級到鋼杆的距離及正方形田地頂點到鋼杆的距離,所以圓是正方形的外接圓。設正方形的邊長為a,則正方形的麵積是a2,它的外接圓的直徑(正方形的對角線)是2a,圓的麵積是πa22,故圓形田地剩下的部分應是:
通過計算可以發現,小說中的判斷是基本正確的。
延伸閱讀
對數學頗有研究的傑克·倫敦在他的另一篇小說裏又敘述了一道趣題:
他乘坐套了5隻狗的雪橇從斯卡洛維伊趕回營地。在途中第一個晝夜,雪橇以全速行駛。如果這樣走下去,就能按時到達。但是一晝夜後,有2隻狗扯斷韁繩逃走了,剩下的路程隻好由3隻狗來拖雪橇,前進的速度是原來速度的3br5。因為這個緣故,傑克·倫敦到達營地的時間比預定的時間遲到了2晝夜。傑克·倫敦寫道:“逃跑的2隻狗如能再拖雪橇走50英裏(約80千米),那麼我就能比預定時間隻遲到一天。”看完了這段敘述,你能知道從斯卡洛維伊到營地的距離是多少嗎?該題條件較多,數量關係較為複雜。下麵給出兩種解法:
解法1(算術法):
“有2隻狗扯斷了韁繩逃走了,”“到達營地的時間比預定的時間遲到了2晝夜,”“逃跑的2隻狗如能再拖雪橇走50英裏,那麼我就能比預定的時間隻遲到一天,”這意味著如果2隻狗不逃走,即還是5隻狗全速行駛50英裏,就比預定的時間遲一天到,還是5隻狗全速行駛50×2=100(英裏),就能按時趕到。說明第一天末離營地還有100英裏,顯然這100英裏是由3隻狗拉,“速度是原來速度的”,到了預定的時間當然未到營地,隻能走這100英裏的即為60英裏,還剩下40英裏未跑完,這剩下的40英裏就是多跑2天的原因(遲到了2晝夜),因此3隻狗還須2天跑完這40英裏,即全速的是每天跑20英裏,所以全速的速度為每天跑20÷=(英裏),顯然從斯卡洛維伊到營地第一天跑了英裏,加上剩下的100英裏共英裏。
解法2(代數法):
像這類問題中所求的量隻有一個,但未知的量卻較多,若隻設一個未知數,列方程較困難。因此,可以從中選出幾個未知的量設出,即設輔助未知數,然後在解方程(組)中隻將所求的量的代數式求出即可。
典籍中的數學
情境導入
希臘是世界文明古國之一,它有著燦爛的古代文化。《希臘文集》是一本用詩歌寫成的問題集,主要是六韻腳詩。荷馬著名的長詩《伊利亞特》和《奧德賽》就是用這種詩體寫成的。
《希臘文集》中許多數學題都是以神話和童話的形式出現的。比如有這樣一個問題:“時間之神赫倫斯,請告訴我,今天已經過去多少時間了?”赫倫斯回答說:“現在剩餘的時間等於已經過去的2br3的2倍。”這道題目用現代的數學方法如何解答呢?
數學原理
此題可以這樣解:設過去的時間為x小時,由於剩餘的時間等於已經過去的的2倍,所以剩餘的時間為2×x,可列方程:x+x=24。這是一個一元一次方程,可解得:x=10(小時)。故今天已經過去了10小時。