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动手学数学讨论与解答(16—20)

2009-03-10 15:36:25      下载试卷

  16.拼缀图案

  这个活动是研究镶嵌与平面图案的极佳范例,包含了对称、面积、角度、转换的概念,以及设计单元的概念.通过这个活动还可以练习几何绘图,培养创造力.

  17.趣谈减法

  这个活动的构思来自一位老师,他说:“这使我的孩子快乐地做了好几个小时的减法.当数字愈来愈大时,验算会是一场恶梦,不过我用电脑程序来做.”

  所以,你的下一个作业就是写一个程序!

  由于数字差形成的方式,使得数字愈来愈小,因此序列以有限个步骤到达终点.若起始时最大数字与最小数字的位置相对,应在5个步骤之内到达终点,但若是位置不同,则能以相当小的数字形成更长的序列.要注意的是,0通常可被取为最小的数字,因为由任何起点开始,例如从(81739)开始所形成的差,与减去最小数字之后,即以(51406)作为起点所形成的数字差是相同的.

  下列的解是一位中学女生得出的.

  对此问题作代数分析相当困难,因为每一阶段的计算都是|xy|而非(xy)

  将这个活动与以三角形起始的类似活动比较是相当有趣的事,两者的结果有何差异?其他多边形的情况又是如何?

  18.猜数字

  上完课下课前可以玩这个游戏以利用剩余的时间,这对培养逻辑推理能力相当有帮助.推广至三位数也可以,但可能要猜许多次,而使大部分的学生失去兴趣.

  19.追踪单词

  所隐藏的单词为DISCOVERY.总共有784个可能的“单词”.

 

  本题的目的是要找出计算所有可能“单词”的系统化方法.为了避免遗漏任何单词或是把某些单词算了两次,需要有一套策略与标记方法.

  作者以如图1所示的方法将方格标上号码,然后在将号码记录成九位数之前,在纸上画出不同的路径.运用镜像对称与旋转对称的原理,就可以很清楚地看出,所有的基本路径都可以重复8次.图2所示就是本题的解125349876经旋转与反射后的路径.所以只需要找到98个基本解,而这些解又可分为3种基本类型.

 

  (1)1开始的路径,并在第一次离开主对角线后即在主对角线的上方移动.

  共有69种路径,部分路径见图3,以显示其复杂的变化.

 

  所有路径以下列九位数表示列出.

 

  (2)2开始的路径,并在第一次离开对称垂直线后移动至右方.共有25种路径,部分路径如图4所示.

 

  (3)5开始的路径,移向12,然后移至右方.只有4种路径,如下所示:

512349876 512349867 512678943 523498761

  这道谜题是由谢菲尔德综合技术学院(Sheffield Polytechnic)的波蒂斯(Hugh Porteous)首先介绍给作者的,他还提供了可以计算出解答的电脑程序.

  20.质数鸿沟

  本题是要研究质数的分布.可使用质数表,或是利用电脑程序.下列5组数之间没有质数:1129115113271361163716571669169319511973

  很容易就可以证明任何长度的非质数序列都可能存在.假设要证明长度为100的非质数序列存在,可考虑下列序列:

  101!+2101!+3101!+4,…,101!+100101!+

  因为形式为101!+n的数,n为其因数,n234,…101,故在所给的100个连续数的已知序列中每个数都不是质数.很显然,此法可加以推广.

来源:网络

  

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