二十世紀(jì)著名的數(shù)學(xué)家諾伯特·維納,從小聰穎過人,3歲時(shí)就能讀寫,14歲時(shí)就大學(xué)畢業(yè)。幾年后,他又通過了博士論文答辯成為了美國(guó)哈佛大學(xué)的科學(xué)博士。 在博士學(xué)位的授予儀式上,執(zhí)行主席看到一臉稚氣的維納,很是驚訝,于是就詢問他的年齡,維納的回答十分巧妙:“我今年的歲數(shù)與歲數(shù)的平方的乘積是一個(gè)四位數(shù),歲數(shù)的平方的平方是個(gè)六位數(shù),這兩個(gè)數(shù)剛好把10個(gè)數(shù)字0、1、2、3、4、5、6、7、8、9全都用上,不重不漏,這意味著全體數(shù)字都像我稱臣,預(yù)祝我將來在數(shù)學(xué)領(lǐng)域里一定能干出一番驚天動(dòng)地的大事業(yè)。” 維納此言一出,四座皆驚,大家都被他的這道妙題深深地吸引住了,整個(gè)會(huì)場(chǎng)都在討論他的年齡。 其實(shí),這個(gè)問題并不難解答,只是需要一點(diǎn)數(shù)字靈感,你能推算出維納的年齡嗎?
解題過程: 我們先來研究維納年齡可能的“上限”:不難發(fā)現(xiàn),21的立方是四位數(shù),而22的立方已經(jīng)是五位數(shù)了,所以維納的年齡最多是21歲; 再來研究維納年齡可能的“下限”:18的四次方是六位數(shù),而17的四次方則是五位數(shù)了,所以維納的年齡至少是18歲。 這樣,維納的年齡只可能是18、19、20、21這四個(gè)數(shù)中的一個(gè)。 剩下的工作就是一一篩選了。 20的立方是8000,有3個(gè)重復(fù)數(shù)字0,不合題意。同理,19的四次方等于130321,21的四次方等于194481,都不合題意。 最后只剩下18,驗(yàn)算一下,18的立方等于5832,四次方等于104976,恰好“不重不漏”地用完了十個(gè)阿拉伯?dāng)?shù)字,很完美的組合!這種解題方法就叫做排除法。
桌面上有14只杯子,3只杯口朝上,現(xiàn)在每次翻動(dòng)4只杯子(把杯口朝上的翻為朝下,把杯口朝下的翻為朝上)。 問:能否經(jīng)過若干次翻動(dòng)后,把杯口都朝下?若不能,那么每次翻動(dòng)6只能做到嗎?7只呢? 把杯口朝上的杯子用+1表示,把杯口朝下的杯子用-1表示。初始狀態(tài)是3"+",11"-",所以把14個(gè)數(shù)相乘則積為-1, 而翻動(dòng)1只杯子時(shí),就是把+1變?yōu)?1或者是把-1變?yōu)?1,當(dāng)翻動(dòng)1只杯子時(shí),就相當(dāng)于原狀態(tài)乘以-1。翻動(dòng)n次杯子時(shí),就相當(dāng)于乘以n個(gè)"-1" 所以每次翻動(dòng)偶數(shù)只杯子時(shí),不改變初始狀態(tài)是"-1"的這個(gè)結(jié)果。 所以每次翻動(dòng)4只杯子和每次翻動(dòng)6只杯子,不能改變乘積為是"-1"的這個(gè)結(jié)果。即:都不能做到。 而每次翻動(dòng)奇數(shù)只杯子時(shí),能改變初始狀態(tài)是"-1"的這個(gè)結(jié)果。所以每次翻動(dòng)7只杯子且翻動(dòng)奇數(shù)次能做到。 具體操作如下:原狀態(tài)3只杯口朝上,11只杯口朝下。 ①翻動(dòng)2只杯口朝上,翻動(dòng)5只杯口朝下, 翻動(dòng)后,6只杯口朝上,翻動(dòng)8只杯口朝下。 ②翻動(dòng)3只杯口朝上,翻動(dòng)4只杯口朝下,翻動(dòng)后,7只杯口朝上,翻動(dòng)7只杯口朝下。 ③翻動(dòng)7只杯口朝上。翻動(dòng)后,這時(shí)14只杯子都是杯口朝下,完成任務(wù)。 一個(gè)理想中的西瓜是無限可切的,切一刀最多可得兩塊,切二刀最多可得四塊,切三刀最多可得八塊,請(qǐng)問:切100刀最多能得多少塊? 設(shè)二維中切第n刀破壞Q(n)個(gè)平面塊,三維中切第n刀破壞P(n)個(gè)立體塊,我發(fā)現(xiàn):P(n)=P(n-1)+Q(n-1)。設(shè)n刀切出V(n)塊西瓜,有V(n)=(V(n-1)-P(n))+2P(n)=P(n)+V(n-1)所以開始的幾刀切出的西瓜塊是:4刀15塊、5刀26塊、6刀42塊……n 1 2 3 4 5 6 7 8Q(n) 1 2 3 4 5 6 7 8P(n) 1 2 4 7 11 16 22 29V(n) 2 4 8 15 26 42 64 93正確答案的通項(xiàng)公式:V(n)=1/6(n^3+5n+6)將100代入上面的式子就可的正確答案:166751
美國(guó)貨幣中的硬幣有1美分、5美分、10美分、25美分、50美分和1美元這幾種面值。一家小店剛開始營(yíng)業(yè),店堂中只有三位男顧客和一位女店主。當(dāng)這三位男士同時(shí)站起來付帳的時(shí)候,出現(xiàn)了以下的情況: (1)這四個(gè)人每人都至少有一枚硬幣,但都不是面值為1美分或1美元的硬幣。 (2)這四人中沒有一人能夠兌開任何一枚硬幣。 (3)一個(gè)叫盧的男士要付的帳單款額最大,一位叫莫的男士要付的帳單款額其次,一個(gè)叫內(nèi)德的男士要付的帳單款額最小。 (4)每個(gè)男士無論怎樣用手中所持的硬幣付帳,女店主都無法找清零錢。 (5)如果這三位男士相互之間等值調(diào)換一下手中的硬幣,則每個(gè)人都可以付清自己的帳單而無需找零。 (6)當(dāng)這三位男士進(jìn)行了兩次等值調(diào)換以后,他們發(fā)現(xiàn)手中的硬幣與各人自己原先所持的硬幣沒有一枚面值相同。 隨著事情的進(jìn)一步發(fā)展,又出現(xiàn)如下的情況: (7)在付清了帳單而且有兩位男士離開以后,留下的男士又買了一些糖果(注:5分)。這位男士本來可以用他手中剩下的硬幣付款,可是女店主卻無法用她現(xiàn)在所持的硬幣找清零錢。 (8)于是,這位男士用1美元的紙幣付了糖果錢,但是現(xiàn)在女店主不得不把她的全部硬幣都找給了他。 現(xiàn)在,請(qǐng)你不要管那天女店主怎么會(huì)在找零上屢屢遇到麻煩,這三位男士中誰用1美元的紙幣付了糖果錢?莫 解題方法: 對(duì)題意的以下兩點(diǎn)這樣理解: (2)中不能換開任何一個(gè)硬幣,指的是如果任何一個(gè)人不能有2個(gè)5分,否則他能換1個(gè)10分硬幣。 (6)中指如果A,B換過,并且A,C換過,這就是兩次交換。那么,至少有一組解:是內(nèi)德用紙幣。盧開始有10′3+25,賬單為50;莫開始有50,賬單為25;內(nèi)德開始有5+25,賬單為10;店主開始有10。此時(shí)滿足1,2,3,4。 第一次調(diào)換:盧拿10′3換內(nèi)德的5+25變?yōu)楸R5+25′2內(nèi)德10′3;第二次調(diào)換:盧拿25′2換莫的50。此時(shí):盧有50+5賬單為50付完走人。莫有25′2賬單為25付完走人。內(nèi)德有10′3賬單為10付完剩20,要買5分的糖,付賬后,店主有50+25+10′2,無法找開10,但硬幣和為95,能找開紙幣1元。題目:一艘輪船從甲港順?biāo)叫械揭腋?,立即逆水返航到甲港,共?小時(shí),已知輪船順?biāo)俣缺饶嫠俣让啃r(shí)快20千米,又知前4小時(shí)比后4小時(shí)多航行60千米,問兩地路程? 這道小學(xué)數(shù)學(xué)題看似并沒有傳說中的那么難,但就招聘單位的工作人員介紹,在74名應(yīng)聘學(xué)校教師的大學(xué)生中,只有數(shù)目少得可憐的3名大學(xué)生得出了正確答案,而其他的大學(xué)生要么解答錯(cuò)誤,要么交了“白卷”,其中不乏應(yīng)聘數(shù)學(xué)教師的大學(xué)生。一道小學(xué)數(shù)學(xué)題竟然讓如此多的大學(xué)生為難,人們不禁開始懷疑它的真實(shí)難度。于是有人就把這道小學(xué)數(shù)學(xué)題拿到當(dāng)?shù)匾患倚W(xué)交個(gè)六年級(jí)兩個(gè)班的學(xué)生解答,結(jié)果不到十分鐘就有十幾名小學(xué)生解出了正確答案。 易知水速為10km/h; (S-30)/(V-10)=4; S/(V+10)+30/(V-10)=4; 解得:S=150; 即,兩地路程為150KM。 正確答案:ACD 古代印度也像古代中國(guó)一樣有著燦爛的文化。下面是古代印度手稿里的一道有趣的數(shù)學(xué)題。 有一群蜜蜂,其中五分之一落在杜鵑花上,三分之一落在梔子花上,這兩者的差的三倍飛向月季花,最后剩下一只小蜜蜂在芳香的茉莉花和玉蘭花之間飛來飛去,共有幾只蜜蜂? 農(nóng)夫的村子里面有50個(gè)人,每個(gè)人家里都有一只家禽。一天,農(nóng)夫回來得知了一個(gè)消息:村子里面有家禽得傳染病了。需要村民每天觀察一次家禽的情況,但是每個(gè)人只能觀察到別人家的49只家禽是否生病,而看不出自己的家禽。當(dāng)判斷出自己家的家禽是病的時(shí)候,必須槍斃生病的家禽以換來全村家禽的成活,但是每個(gè)人只有權(quán)力槍斃自己家的家禽。 第一天,農(nóng)夫沒有槍聲;第二天,還是沒有槍聲。第三天,聽見槍聲了。這時(shí),農(nóng)夫知道了村子里有幾只生病的家禽。請(qǐng)問,你知道有幾只么?解題過程:假如只有1只動(dòng)物,那么該家禽的主人在第一天看到其余49只狗都沒病時(shí),就知道自己家的有病了,故第一天就會(huì)有槍聲。假如有2只生病的話,其主人分別為甲和乙,第一天沒有槍聲響起,在第二天甲會(huì)做如下思考:如果我的家禽沒病,那么乙在昨天看到的49只家禽全都是正常狗,他就會(huì)知道自己的家禽有病從而開槍了。他為什么沒開槍?這說明他看到我的家禽有病。于是甲會(huì)在第二天開槍。當(dāng)然同理乙也會(huì)在第二天開槍。實(shí)際情形是,第三天才出現(xiàn)槍聲,那么按照上述方法推理:一定有3只病狗。 由紅點(diǎn)和藍(lán)點(diǎn)組成的19×19的正方形點(diǎn)陣中,有207個(gè)紅點(diǎn)(其中29個(gè)在邊界上,但不在四個(gè)角上)其余的點(diǎn)都是藍(lán)點(diǎn)。如果同行或同列相鄰兩點(diǎn)是同色的,那么就用這種顏色的線段連接這兩點(diǎn);如果是異色的就用黑色線段連接這兩點(diǎn)。這樣一共連得2×19×18=684條線段,發(fā)現(xiàn)其中有215條黑色線段,那么藍(lán)色線段有多少條?
解題過程: 本題是一道老題了!初看這一題似乎沒有切入點(diǎn),那來慢慢讀題吧。 1)點(diǎn)的特征:“角上的點(diǎn)”是2條線段的頂點(diǎn);“邊上的點(diǎn)” 是3條線段的頂點(diǎn);“其余的點(diǎn)”是4條線段的頂點(diǎn)。 2)線段特征:同色兩點(diǎn)之間得到同色的線段,異色兩點(diǎn)之間得到黑色的線段。 3)原題問:“藍(lán)色線段”,就考慮藍(lán)色點(diǎn)出發(fā)有多少條線段。 角上:4, 線段:4×2=8, 邊上:4×17-29(紅色)=39, 線段:39×3=117, 中間:19×19-207-4(角上)-39(邊上)=111, 線段:111×4=444。 到此,該有的全有了,所有的線段,如何處理呢? 4)在上面所有的線段中,應(yīng)該知道,如果是“藍(lán)點(diǎn)與藍(lán)點(diǎn)”相連,則這條線段被計(jì)算了兩次,而黑色的線段,因?yàn)閯偛诺姆治龈静豢紤]紅點(diǎn),所以黑色線段只算了一次,而紅色線段則完全不考慮了。即上面的計(jì)算結(jié)果是:黑色線段與藍(lán)色線段的總數(shù)。 黑色線段是已知的,顯然,答案也就出來了: (8+117+444-215)÷2=177。 即:藍(lán)色線段有177條。 有六個(gè)不同國(guó)籍的人,他們的名字分別為A,B,C,D,E和F;他們的國(guó)籍分別是美國(guó)、德國(guó)、英國(guó)、法國(guó)、俄羅斯和意大利(名字順序與國(guó)籍順序不一定一致)。 現(xiàn)已知:(1)A和美國(guó)人是醫(yī)生;(2)E和俄羅斯人是教師;(3)C和德國(guó)人是技師;(4)B和F曾經(jīng)當(dāng)過兵,而德國(guó)人從沒當(dāng)過兵;(5)法國(guó)人比A年齡大,意大利人比C年齡大;(6)B同美國(guó)人下周要到英國(guó)去旅行,C同法國(guó)人下周要到瑞士去度假。 請(qǐng)判斷:F是哪國(guó)人? 答案詳解:仔細(xì)分析一下各句。根據(jù)前三句,我們首先能得出C不是德國(guó)人、美國(guó)人、俄羅斯人,根據(jù)5、 6得知C不是意大利人、法國(guó)人,所以C是英國(guó)人。 同樣根據(jù)前三句知道A不是美國(guó)人、俄羅斯人、德國(guó)人,根據(jù)5得知A不是法國(guó)人,又不是英國(guó)人(C才是)所以A是意大利人。 又根據(jù)前三句知A、C、E都不是德國(guó)人,根據(jù)4知B、F也不是德國(guó)人,所以D是德國(guó)人。然后E不是美國(guó)人、俄羅斯人、德國(guó)人,加上得出的結(jié)論E不是英國(guó)人、意大利人,所以E是法國(guó)人。 只剩下B和F了,國(guó)家只剩下美國(guó)人和俄羅斯人,根據(jù)6知B不是美國(guó)人,所以B是俄羅斯人,F(xiàn)是美國(guó)人。
船長(zhǎng)杰克代領(lǐng)四名船員搶到了100顆寶石,每一顆都一樣的大小和價(jià)值連城。他們決定這么分: 1.抽簽決定自己的號(hào)嗎(1,2,3,4,5) 2.首先,由1號(hào)杰克提出分配方案,然后大家5人進(jìn)行表決,當(dāng)且僅當(dāng)超過半數(shù)的人同意時(shí),按照他的提案進(jìn)行分配,否則將被扔入大海喂鯊魚。 3.如果1號(hào)死后,再由2號(hào)提出分配方案,然后大家4人進(jìn)行表決,當(dāng)且僅當(dāng)超過半數(shù)的人同意時(shí),按照他的提案進(jìn)行分配,否則將被扔入大海喂鯊魚。 4.依次類推。 條件:每個(gè)海盜都是很聰明的人,都能很理智的判斷得失,從而做出選擇。 問題:杰克提出怎樣的分配方案才能夠使自己的收益最大化? 答案是:1號(hào)杰克分給3號(hào)1顆寶石,4號(hào)或5號(hào)2顆寶石,自己則獨(dú)得97顆寶石,即分配方案為(97,0,1,2,0)或(97,0,1,0,2)解題過程:首先從5號(hào)海盜開始,因?yàn)樗亲畎踩?,沒有被扔下大海的風(fēng)險(xiǎn),因此他的策略也最為簡(jiǎn)單,即最好前面的人全都死光光,那么他就可以獨(dú)得這100顆寶石了。 接下來看4號(hào),他的生存機(jī)會(huì)完全取決于前面還有人存活著,因?yàn)槿绻?號(hào)到3號(hào)的海盜全都喂了鯊魚,那么在只剩4號(hào)與5號(hào)的情況下,不管4號(hào)提出怎樣的分配方案,5號(hào)一定都會(huì)投反對(duì)票來讓4號(hào)去喂鯊魚,以獨(dú)吞全部的寶石。哪怕4號(hào)為了保命而討好5號(hào),提出(0,100)這樣的方案讓5號(hào)獨(dú)占寶石,但是5號(hào)還有可能覺得留著4號(hào)有危險(xiǎn),而投票反對(duì)以讓其喂鯊魚。因此理性的4號(hào)是不應(yīng)該冒這樣的風(fēng)險(xiǎn),把存活的希望寄托在5號(hào)的隨機(jī)選擇上的,他惟有支持3號(hào)才能絕對(duì)保證自身的性命。 再來看3號(hào),他經(jīng)過上述的邏輯推理之后,就會(huì)提出(100,0,0)這樣的分配方案,因?yàn)樗?號(hào)哪怕一無所獲,也還是會(huì)無條件的支持他而投贊成票的,那么再加上自己的1票就可以使他穩(wěn)獲這100寶石了。 但是,2號(hào)也經(jīng)過推理得知了3號(hào)的分配方案,那么他就會(huì)提出(98,0,1,1)的方案。因?yàn)檫@個(gè)方案相對(duì)于3號(hào)的分配方案,4號(hào)和5號(hào)至少可以獲得1顆寶石,理性的4號(hào)和5號(hào)自然會(huì)覺得此方案對(duì)他們來說更有利而支持2號(hào),不希望2號(hào)出局而由3號(hào)來進(jìn)行分配。這樣,2號(hào)就可以屁顛屁顛的拿走 98顆寶石了。 不幸的是,1號(hào)杰克更不是省油的燈,經(jīng)過一番推理之后也洞悉了2號(hào)的分配方案。他將采取的策略是放棄2號(hào),而給3號(hào)1顆寶石,同時(shí)給4號(hào)或 5號(hào)2顆寶石,即提出(97,0,1,2,0)或(97,0,1,0,2)的分配方案。由于1號(hào)的分配方案對(duì)于3號(hào)與4號(hào)或5號(hào)來說,相比2號(hào)的方案可以獲得更多的利益,那么他們將會(huì)投票支持1號(hào),再加上1號(hào)自身的1票,97顆寶石就可輕松落入1號(hào)的腰包了。 試想有這么一個(gè)正三角形圍欄被分割成若干個(gè)相同大小的正三角形格子. 現(xiàn)在假設(shè)初始時(shí)每個(gè)格子中都有一只螞蚱, 聽到一聲令下之后它們都跳到自己所在格子的相鄰格子(有公共邊的兩個(gè)格子稱為相鄰). 假設(shè)我們有這樣的被劃分成100個(gè)(而不是圖中的16個(gè), 但容易想象其劃分方式)相同大小的正三角形的圍欄, 在螞蚱們集體跳躍9次之后, 試說明一定有至少10個(gè)格子是空的. 答案: 如圖, 把其中相鄰的格子染上不同的兩種顏色, 容易計(jì)算, 其中紅色的格子有55個(gè), 黃色的格子有45個(gè). 螞蚱們每跳一次, 就會(huì)跳到另一種顏色的格子中. 這樣第一次跳躍之后, 紅色格子中原來的螞蚱都不在了, 而從黃色的格子中調(diào)到紅色格子中只有45只螞蚱, 所以至少有10個(gè)紅色格子是空的. 而且, 只要是奇數(shù)次跳躍之后, 都有這樣的結(jié)論, 因此, 9次跳躍后, 至少10個(gè)格子中是沒有螞蚱的.
一次競(jìng)選中,某候選人在國(guó)內(nèi)安排了競(jìng)選旅行,我們不妨設(shè)他乘飛機(jī)。第一天他到正東方某地,第二天接著向正北方向飛到某地,第三天接著向正西方向飛到某地,第四天接著向正南方向飛到某地,第五天接著又向正東方向飛到某地……,如果第n天他飛行路程為n2/2 英里,那么從他的出發(fā)點(diǎn)到完成第40天旅行的終點(diǎn)有__________英里。
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