数学史上的趣闻小故事
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阿基米德有许多故事,其中最著名的要算发现阿基米德定律的那个洗澡的故事了。
国王做了一顶金王冠,他怀疑工匠用银子偷换了一部分金子,便要阿基米德鉴定它是不是纯金制的,且不能损坏王冠。阿基米德捧着这顶王冠整天苦苦思索,有一天,阿基米德去浴室洗澡,他跨入浴桶,随着身子浸入浴桶,一部分水就从桶边溢出,阿基米德看到这个现象,头脑中像闪过一道闪电,“我找到了!”
阿基米德拿一块金块和一块重量相等的银块,分别放入一个盛满水的容器中,发现银块排出的水多得多。于是阿基米德拿了与王冠重量相等的金块,放入盛满水的容器里,测出排出的水量;再把王冠放入盛满水的容器里,看看排出的水量是否一样,问题就解决了。随着进一步研究,沿用至今的流体力学最重要基石——阿基米德定律诞生了。
气象学家Lorenz提出一篇论文,名叫《一只蝴蝶拍一下翅膀会不会在Taxas州引起龙卷风?》论述某系统如果初期条件差一点点,结果会很不稳定,他把这种现象戏称做「蝴蝶效应」。就像我们投掷骰子两次,无论我们如何刻意去投掷,两次的物理现象和投出的点数也不一定是相同的。Lorenz为何要写这篇论文呢?
这故事发生在1961年的某个冬天,他如往常一般在办公室操作气象电脑。平时,他只需要将温度、湿度、压力等气象数据输入,电脑就会依据三个内建的微分方程式,计算出下一刻可能的气象数据,因此模拟出气象变化图。
泰勒斯看到人们都在看告示,便上去看。原来告示上写着法老要找世界上最聪明的人来测量金字塔的高度。于是就找法老。
法老问泰勒斯用什么工具来量金字塔。泰勒斯说只用一根木棍和一把尺子,他把木棍插在金字塔旁边,等木棍的影子和木棍一样长的时候,他量了金字塔影子的长度和金字塔底面边长的一半。把这两个长度加起来就是金字塔的高度了。泰勒斯真是世界上最聪明的人,他不用爬到金字塔的顶上就方便量出了金字塔的高度。
战国时期,齐威王与大将田忌赛马,齐威王和田忌各有三匹好马:上马,中马与下马。比赛分三次进行,每赛马以千金作赌。由于两者的马力相差无几,而齐威王的马分别比田忌的相应等级的马要好,所以一般人都以为田忌必输无疑。
但是田忌采纳了门客孙膑(着名军事家)的意见,用下马对齐威王的上马,用上马对齐威王的中马,用中马对齐威王的下马,结果田忌以2比1胜齐威王而得千金。这是我国古代运用对策论思想解决问题的'一个范例。
唐僧师徒四人走在无边无际的沙漠上,他们又饿又累,猪八戒想:如果有一顿美餐该有多好啊!孙悟空可没有八戒那么贪心,悟空只想喝一杯水就够了。孙悟空想着想着,眼前就出现了一户人家,门口的桌上正好放了一杯牛奶,孙悟空连忙上前,准备把这杯牛奶喝了,可主人家却说:“大圣且慢,如果您想喝这杯奶就必须回答对一道数学题。”
孙悟空想,不就一道数学题吗,难不倒俺老孙。孙悟空就答应了。那位主人家出题:倒了一杯牛奶,你先喝了1/2加满水,再喝1/3,又加满水,最后把这杯饮料全喝下,问你喝的牛奶和水哪个多些?为什么?
当高斯还在上小学二年级的时候,有一天他的数学老师因为想借上课的时间处理一些自己的私事,因此打算出一道难题给学生练习。他的题目是:
1+2+3+4+5+6+7+8+9+10=?
因为加法刚教不久,所以老师觉得出了这题,学生肯定是要算蛮久的。自己也就可以藉此机会来处理未完的事情。但是才一转眼的时间,高斯已停下了笔,闲闲地坐在那里。老师看了,很生气地训斥高斯。
但是高斯却说他已经将答案算出来了,就是55。老师听了吓了一跳,就问高斯如何算出来的。高斯答道:“我只是发现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的和还是11,又因为11+11+11+11+11=55,所以我就是这么算出来了。”老师同学听了以后,都对高斯竖起了大拇指。后来的高斯长大后,成为了一位很伟大的数学家。
傍晚,我在奥林匹克书中看到一道难题:果园里的苹果树是梨树的3倍,老王师傅每天给50棵苹果树20棵梨树施肥,几天后,梨树全部施上肥,但苹果树还剩下80棵没施肥。请问:果园里有苹果树和梨树各多少棵?
我没有被这道题吓倒,难题能激发我的兴趣。我想,苹果树是梨树的3倍,假如要使两种树同一天施完肥,老王师傅就应该每天给“20×3”棵苹果树和20棵梨树施肥。
而实际他每天只给50棵苹果树施肥,差了10棵,最后共差了80棵,从这里可以得知,老王师傅已经施了8天肥。一天20棵梨树,8天就是160棵梨树,再根据第一个条件,可以知道苹果树是480棵。这就是用假设的思路来解题,因此我想,假设法实在是一种很好的解题方法。
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