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题:有81个球,其中1个球比较轻,其余80个球重量相同,所有的球大小都是一样的。现在我给你一个没有刻度、没有砝码的天平,你最多用多少次,能把这个比较轻的小球找出来?最多用多少次,这好办,一个一个地称不就行了吗?这是对的,但不叫数学。有智慧的人怎么办呢?你看,我把那81个小球,平均分成3堆,一堆27个,然后这堆放在这个盘上,那堆放在那个盘上,一称,这两堆只要是重量相同,好了,小球就藏在没称的那一堆里;如果这两堆重量不一样,好了,哪一堆轻,小球就藏在哪一堆,这就把藏着较轻的小球的那27个球找出来。然后再平均分成3份,一堆9个,再称一次搞定了,又找出了藏着较轻小球的那一堆。照此办理,最多用4次,就能把这个较轻的小球给找出来。这就是数学培养出来的智慧。
再看一道题,甲乙两个人往一个圆盘上摆硬币,硬币的面积是一样的,然后甲往上放1枚,乙再往上放1枚,依此类推。那么大家想一想,硬币放得越多,圆盘的面积就越少,总有那么一个时刻,其中一个人拿着硬币往上放的时候,就没地放了。问题是甲乙两个人,就这样放,轮到谁的时候放不下了?乱放肯定不行,最后的答案是什么呢?乙最先没法放。怎么放呢?甲拿着这枚硬币,放在那个圆盘圆心的位置上,然后乙随便放,乙放1枚硬币,那么关于圆心总能找到1个对称点,甲就总放在对称的那个地方,那么大家想想,无论乙怎么放,只要乙能够放得下,甲肯定能找着那个对称点,一定能放上。最终呢,肯定是乙没地方放了。这就是数学智慧的体现,你们感觉数学好玩吧!
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第26节:数学语言最准确
现在咱们再看一个题,这是一张纸(如下图所示),我把它对折一次,然后沿着中轴线,再把它对折一次,经过这两次处理,然后我用剪刀沿这个折好的正方形中线横竖各剪一次,问剪成了几块?多么好的数学题,不需要什么数学背景,就是锻炼你的思维。一块块数当然可以,但还可以找找规律和方法。
这个方法是什么呢?大家看上图,剪刀的剪痕就相当于图二中的粗线,你把纸重新摊开的时候,你看这线条清清楚楚地画在原来的那张纸上,原来的那张纸被这个粗线方框分成九部分了,是不是?所以答案应该是九部分。它就有这样一种联想,你得从折叠后的状态,联想到剪刀进去之后,在原来那张纸上,留下一种什么样的痕迹,所以一观察,答案一目了然,这是数学的智慧。
数学语言最准确
数学还有一个很大的特点,就是准确。我不知道大家是否听说过,人世间最准确的语言其实就是数学语言。好比说我今年的收入是5万块钱,明年的收入要增长1倍,就相当于收入是10万;说我增长2倍,那就相当于,第二年是5万加上增长的2倍,是15万。增长2倍和增长到原来的2倍,这是两个概念,所以数学要求表达非常准确。
不仅表现在语言的准确上,它在具体问题上的准确性也是令人惊叹的。我上大学的时候,物理课本上有这么一个题目,当时把我折磨得不得了。说一个山坡,它的倾斜度是15°,在这个山坡下面有一门大炮,炮的仰角是30°。这门炮以一个初速度发射了一发炮弹,问能落在那个斜坡的什么地方?当时用物理的方法解起来,就感觉挺费劲,后来我想,我是数学系的学生,是不是应该用数学的方法来解呢?结果很容易就解出来了。什么办法呢?首先我建立一个直角坐标系,把那个斜坡看成是一条直线,把它的方程写出来,那发炮弹离开炮筒的一刻,它做斜上抛运动,是一条抛物线。于是问题就变成,抛物线和直线求交点,结果就变成一个非常简单的问题,所以解起来就比较轻松了。
考大学之前,我还做过一个物理的题目,说在1万米的高空有一架飞机正在飞行,要对着地面的一个目标投弹,问它要从离那个目标多远的地方开始投弹?这个问题要用物理的方法来研究,还真的有点儿难,最好的解法是什么?那个炮弹离开飞机的那一刻,它的初速度和飞机的速度一样,所以这是一个斜下抛运动,斜下抛运动的轨迹是一条抛物线,那么问题就变成了,求那个目标正好在抛物线上的坐标。所以你看用数学的方法来解决现实问题,又简单又准确。
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第27节:数学有一种惊人之美(1)
数学有一种惊人之美
数学的美那可不得了,美在什么呢?美在它的对称和谐,美在它的跌宕起伏,美在它的波澜壮阔
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