高中校本課程教材：趣味數(shù)學(xué).doc

目錄總體規(guī)劃課程實(shí)施第一節(jié)有趣的數(shù)學(xué)謎語第二節(jié)雞兔同籠問題第三節(jié)九宮圖的應(yīng)用第四節(jié)大衍求一術(shù)第五節(jié)讓梨游戲第六節(jié)幻方與魔陣第七節(jié)數(shù)學(xué)中的簡單邏輯推理問題第八節(jié)欺騙眼睛的幾何問題第九節(jié)抽屜原理的簡單應(yīng)用第十節(jié)帕斯卡三角形與道路問題第十一節(jié)數(shù)獨(dú)第二部分課程實(shí)施實(shí)施對象高二學(xué)生實(shí)施時(shí)間校本選修課2實(shí)施步驟分四步1）自行研讀，思考2）合作探究、推理3）老師指導(dǎo)、解答4）創(chuàng)新運(yùn)用、提高實(shí)施計(jì)劃擬在高二實(shí)施，共需18課時(shí)。高二年級(jí)每周2課時(shí)。課時(shí)安排第一節(jié)有趣的數(shù)學(xué)謎語2課時(shí)第二節(jié)雞兔同籠問題1課時(shí)第三節(jié)九宮圖的應(yīng)用1課時(shí)第四節(jié)大衍求一術(shù)2課時(shí)第五節(jié)讓梨游戲1課時(shí)第六節(jié)幻方與魔陣2課時(shí)第七節(jié)數(shù)學(xué)中的簡單邏輯推理問題1課時(shí)第八節(jié)欺騙眼睛的幾何問題2課時(shí)第九節(jié)抽屜原理的簡單應(yīng)用2課時(shí)第十節(jié)帕斯卡三角形與道路問題1課時(shí)第十一節(jié)數(shù)獨(dú)2課時(shí)體會(huì)與反思1課時(shí)評價(jià)與考核本課程采用考核與考試相結(jié)合的評價(jià)方式。作業(yè)結(jié)合課本知識(shí)及相關(guān)內(nèi)容，以作業(yè)形式，考查學(xué)生的解決問題的能力，以了解學(xué)生對該校本課程的掌握。學(xué)習(xí)反思與體會(huì)由學(xué)生撰寫學(xué)習(xí)反思與體會(huì)，以評價(jià)學(xué)生的思辨能力和表達(dá)能力。了解學(xué)生對該校本課程的接受程度，對下期教學(xué)進(jìn)行必要的改進(jìn)。第一節(jié)有趣的數(shù)學(xué)謎語猜謎是一種非常有趣有益的智力活動(dòng)，猜謎語也是鍛煉思維能力的一種好方法。聽了謎語以后，就會(huì)動(dòng)腦筋想這說的是什么東西呢“思源于疑”，“疑”是思維的開始,是創(chuàng)造的基礎(chǔ)，大家覺得是不是呢今天我們就來猜謎語先看幾個(gè)簡單例子1一加一不是二。（打一字）“一”字、加號(hào)“”、再來一個(gè)“一”字，組合在一起，得到的字不是“二”，而是“王”。謎底是王。2一減一不是零。（打一字）“一”字、減號(hào)“”、再來一個(gè)“一”字，組合在一起，得到的字不是“零”，而是“三”。謎底是三。3八分之七。（打一成語）“八分之七”用數(shù)學(xué)符號(hào)寫出來，把數(shù)字7寫在分?jǐn)?shù)線上面，8寫在分?jǐn)?shù)線下面，謎底是成語“七上八下”。在上面這些謎語里，用一些很簡單的數(shù)學(xué)知識(shí)，對謎語的文字作出新的理解，可以幫助猜出答案。另外一類謎語，謎底是數(shù)學(xué)名詞。還是來看幾個(gè)例子4七六五四三二一。（打一數(shù)學(xué)名詞）平常報(bào)數(shù)目，是從小到大順著數(shù)，就像流行歌曲里唱的，“一二三四五六七，我的朋友在哪里”?，F(xiàn)在他說“七六五四三二一”，是從大到小，倒過來數(shù)了，所以謎底是“倒數(shù)”。5討價(jià)還價(jià)。（打一數(shù)學(xué)名詞）買東西討價(jià)還價(jià)，要經(jīng)過反復(fù)協(xié)商，才能達(dá)成雙方都同意的錢數(shù)。這種協(xié)商錢數(shù)的過程，可以戲稱為“商數(shù)”。謎底是商數(shù)。6你盼著我，我盼著你。（打一數(shù)學(xué)名詞）“你盼著我”，是你在等候我；“我盼著你”，是我在等候你。兩人互相等候，可謂“相等”。謎底是相等。7成績是多少（打二數(shù)學(xué)名詞）學(xué)習(xí)成績是用得分的數(shù)目計(jì)算的。問“多少”，可以換一個(gè)說法，改問“幾何”在中國古代數(shù)學(xué)書里，問一種物品有多少個(gè)，總是問“物有幾何”直到現(xiàn)在，有些地區(qū)的方言里，買東西問價(jià)錢，還是說“幾何”所以，問“成績多少”，等于是問“分?jǐn)?shù)，幾何”謎底是兩個(gè)數(shù)學(xué)名詞分?jǐn)?shù)、幾何。今天我們見到的謎語都與數(shù)學(xué)有關(guān)，被我們稱為數(shù)學(xué)謎語，根據(jù)謎面和謎底的不同，數(shù)學(xué)謎語有不同的分類。同學(xué)們不妨一猜，可在緊張學(xué)習(xí)之余博得一樂，還可以提高學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣。請同學(xué)們在說謎底的時(shí)候，將你的猜謎思路和過程有條理地向大家展示。一、以數(shù)學(xué)用語為謎底的謎語1五角一趟2兩羊打架3完全合算4勤點(diǎn)鈔票5兩邊清點(diǎn)6有情人終成眷屬7合法開支8打得鴛鴦各一方9垂釣10馬術(shù)11戽12歲歲重陽今又重陽13追本溯源14對癥下藥15多十分16集體釣魚17協(xié)議離婚18打成和局19團(tuán)體賽20刮胡子21摩拳擦掌22誰押林沖去滄州（打兩個(gè)數(shù)學(xué)用語）二、以數(shù)字為謎面的謎語23一（打一成語）24十百千（打一成語）25一二三四五六七九十（打一字）26壹貳叁肆伍陸柒捌玖（打一古書名）27三八二十四（打一體育用語）2879（打一古軍事書名，卷簾格）三、以方程為謎面的謎語29X只吾（打一工業(yè)用語）30X旭3（打一化學(xué)用語）四、以數(shù)學(xué)家為謎底的謎語31東坡游春32回眸一笑百媚生五、以數(shù)學(xué)科目為謎面的謎語33解析幾何（打一口頭用語）六、以運(yùn)算符號(hào)為謎面的謎語34（打一成語）謎底1一元二次（推算法）2對頂角3絕對值4常數(shù)（通假法）5分?jǐn)?shù)6同心圓7有理數(shù)8公分母9等于（通假法）10乘法11內(nèi)角（分解法）12循環(huán)節(jié)13求根14開方15余角（換算、通假）16公垂線17約分18平角19公共角20平角（詞性通假）21等角22兩個(gè)解、差（問答法。答曰兩個(gè)解差，分開即是）23大有人在24萬無一失（別解為沒有“一”和“萬”）25口（謎面意為“只”少“八”）26拾遺記（意為忘記寫“拾”）27女子雙打（雙打即兩打，二十四）28三十六計(jì)（79計(jì)六十三，反序讀之即得）29成品（八口減五口為三口，三口即成“品”字）30結(jié)晶（九日除以3得3日，結(jié)合為“晶”）31蘇步青32楊樂33十八斤（謎面別解為把“析”分解開是多少）34支離破碎（把支分解開即為“、”）你能總結(jié)出猜數(shù)學(xué)謎語的基本方法嗎【猜一猜，練一練】第一組1群策群力2裁判職責(zé)3批準(zhǔn)法規(guī)4彈簧彈性5人人富裕6啦叭套子7主動(dòng)爭取8聽候下令9財(cái)政赤字10偽造賬目11追問到底12準(zhǔn)備參賽13交換賽場14熱身賽15團(tuán)體賽16互相呼喊17中秋明月18平原鐵道19貨真價(jià)實(shí)20提弦調(diào)音謎底1公理2定理3定律4有限5無窮6大于號(hào)7不等號(hào)8等號(hào)9負(fù)數(shù)10無理數(shù)11求根12等比13更比14相似15合比16對稱17圓18直徑19絕對值20正弦第二組1斷紗接頭（打一數(shù)學(xué)名詞）2抬頭望月正好初八（打一三角函數(shù)名）3一筆債務(wù)（打一數(shù)學(xué)名詞）4兩牛打架（打一數(shù)學(xué)名詞）5大甩賣（打一數(shù)學(xué)名同）6再見吧媽媽（打一數(shù)學(xué)名詞）7醫(yī)生提筆（打一數(shù)學(xué)名詞）899（打一成語）9110（打一成語）10103與1002（打一成語）11大同小異（打一數(shù)學(xué)名詞）12并駕齊驅(qū)（打一數(shù)學(xué)名詞）13周而復(fù)始（打一數(shù)學(xué)名詞）14考試不作弊（打一數(shù)學(xué)名詞）15夏周之間（打一數(shù)學(xué)名詞）16捷道（打一數(shù)學(xué)名詞）17算盤珠（打一數(shù)學(xué)名詞）18聯(lián)合國憲章（打一數(shù)學(xué)名詞）19歲歲重陽，今又重陽（打一數(shù)學(xué)名詞）謎底1延長線；2正弦；3負(fù)數(shù)；4對頂角；5絕對值；6分子分母；7開方；8百無一是；9一成不變；10千變?nèi)f化；11近似；12平行；13循環(huán)；14真分?jǐn)?shù)；15商；16直徑；17代數(shù)；18最大公約數(shù)；19循環(huán)節(jié)?！緮?shù)學(xué)謎語集錦】（一）、打數(shù)學(xué)名詞方面的1五四三二一；2缺了會(huì)計(jì)；3郵寄賬本；4信件統(tǒng)計(jì)；5替人查賬；6查賬；7開獎(jiǎng)；8算術(shù)老師的教鞭；9一筆債務(wù)；10商店盤貨；11用；12同室操戈；13團(tuán)體賽；14兵對兵，將對將；15左右夾攻；16重判；17輕判；18車站告示；19背著喇叭；20待命沖鋒；21朱元璋登基；22婚姻法；23演員招考制度；24五角；25員；26刀口；27海峽兩岸盼統(tǒng)一；28有情人終成眷屬；29馬路沒彎兒；30兩個(gè)寨子隔條崗，南寨沒有北寨強(qiáng)；南寨好漢有五條，不及北寨人一雙。31健全法制；32兒童儲(chǔ)蓄；33聚散無常；34千絲萬縷；35身高；36會(huì)談；37欲言又止；38保持距離，同時(shí)起飛；39五角錢一趟；40浮萍；41互盼；42合家歡；43恰如其分；44一望無際；45一模一樣；46哨聲響了；47減法沒算對；48垂釣；49走致富之路；50北；51抬頭望月，正好初八；52二胡調(diào)音；53時(shí)刻盼望上戰(zhàn)場（打數(shù)學(xué)二名詞）；54丞（打數(shù)學(xué)三名同）；55一個(gè)郵遞員掀起了信箱的蓋子，在清點(diǎn)有多少信件。你能根據(jù)這一情況猜出三個(gè)數(shù)學(xué)名詞嗎（二）、打數(shù)學(xué)家名字方面的1虎丘游春；2博覽群書。（三）、打其它方面的1八十五（打一影片名）；2三八二十四（打一體育名詞）；3四加四（打一字）；4（打一政治名詞）；5圓規(guī)畫雞蛋（打一城市名稱）；6力（打一珠算口訣）；7千古興亡多少事（打三學(xué)科名稱）；8向陽村和青松村比賽籃球。向陽隊(duì)是東方鄉(xiāng)的冠軍，而青松隊(duì)是長豐鄉(xiāng)的冠軍，這場兩個(gè)冠軍隊(duì)的比賽打得非常激烈、精彩，每球必爭，比分不相上下，直到最后一分鐘，向陽隊(duì)罰進(jìn)一球才分出勝負(fù)。當(dāng)有人問起勝負(fù)情況和比分時(shí)，向陽隊(duì)的球員說，這次比賽是“白”字比“雜”字，我們只贏了一分。你知道兩個(gè)隊(duì)各得幾分謎底（一）、1倒數(shù)2無理數(shù)；3函數(shù)；4函數(shù)；5代數(shù)；6對數(shù)；7對數(shù)；8指數(shù)9負(fù)數(shù)；10復(fù)數(shù)；11半角；12內(nèi)角；13公共角；14同位角；15兩面角；16加法（謎面意即“加罰”，“罰”與“法”諧音）；17減法；18乘法（乘車方法，取乘法）；19負(fù)號(hào)；20等號(hào)；21消元；22結(jié)合律；23優(yōu)選法；24半圓；25圓心；26切點(diǎn)；27同心圓；28同心圓；29直徑；30算盤；31圓規(guī)；32微積分；33不定積分；34繁分式；35立體幾何；36集合論；37控制論；38平行；39一元二次；40不定根；41相等；42共圓；43精確值；44無窮大；45全等；46集合；47誤差；48等于（“于”與“魚”諧音）；49趨向無窮；50反比（反扣法，“北”反為“比”）；51正弦（假借法，因?yàn)槌醢嗽铝潦巧舷?，“上”含“正”，故為“正弦”）?2正弦；53等角、正切；54大于、小于、分子（用增損法猜測）；55開立方、函數(shù)、幾何。（二）、1蘇步青；2張廣厚。（三）、1月到中秋；2女子雙打（“三八”扣“女子”，“二十四”扣“雙打”，因?yàn)槭橐淮颍?積（“四加四”和是八，再由“和八”拼成“積”字）；4分裂主義；5太原（“原”與“圓”諧音）；6二一添作五；7歷史、代數(shù)、幾何；9九十九比九十八（“白”是“百”減“一”“雜”是“九”、“十”、“八”的組合）。注1、不同的謎面有時(shí)有相同的謎底；2、同一個(gè)謎面它的謎底有時(shí)是由幾部分組成的，且這幾部分都是并列的，必須都猜出來才算全對；3、第五十五個(gè)謎語屬啞謎，最后一個(gè)謎語屬故事謎。猜數(shù)學(xué)謎語可鍛煉思維能力，提高學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣。在猜謎的過程中，有時(shí)需要一步步地深入，前面猜測的結(jié)果可能成為下一步的前提。因此，算法思想始終滲透在數(shù)學(xué)謎語中，條理清晰，理由充分，推理正確，才能一步步地貼近謎面。同時(shí)，請學(xué)生表述答案的過程是提高表達(dá)能力的過程。第二節(jié)雞兔同籠問題雞兔同籠，這個(gè)問題，是我國古代著名趣題之一。大約在1500年前，孫子算經(jīng)中就記載了這個(gè)有趣的問題。書中是這樣敘述的“今有雉兔同籠，上有三十五頭，下有九十四足，問雉兔各幾何”這四句話的意思是有若干只雞兔同在一個(gè)籠子里，從上面數(shù)，有35個(gè)頭；從下面數(shù)，有94只腳。求籠中各有幾只雞和兔第一類列表舉例法。方法1根據(jù)雞和兔共20只的條件，假設(shè)雞只有1只，那么兔有19只，腿共有78條。在這樣的逐一舉例中，直至尋求到所求的答案。方法2先作一些分析，比較后再試。方法3先假設(shè)雞和兔各占一半，再列表。6054，說明兔子多了，應(yīng)減少兔子的只數(shù)。上面三種方法中，第一張表格是常規(guī)的逐一列舉法，即根據(jù)雞與兔共20只的條件，假設(shè)雞只有1只，那么兔就有19只，腿共有78條；假設(shè)雞有2只，那么兔就有18只，腿共有76條。，再這樣的逐一舉例中，直至找到所求的答案。第二類作圖分析法。方法1先畫20個(gè)圓圈表示20個(gè)頭。再為每個(gè)動(dòng)物畫兩條腿，20只動(dòng)物只用完40條腿，還多出了14條腿。把剩下的14條腿用完，要給其中的7只動(dòng)物加2條腿，這7只就是兔子，另外的13只就是雞。方法2先畫20個(gè)頭，接著假設(shè)全部是兔，共畫80條腿，多出了26條腿，要給其中的13只動(dòng)物去掉2條腿，這13只就是雞，另外的7只就是兔了。第三類方程解答法。解法1設(shè)其中有X只兔，有Y只雞。列式為XY20，4X2Y54。最后算出X7，Y13。解法2設(shè)其中有X只兔，有（20X）只雞。列式為2X4X（20X）54,最后算出X7，得出兔的只數(shù)是7只，那么20X13就是雞的只數(shù)。第四類假設(shè)推理法。方法1假設(shè)這20只全部是兔子，那么就應(yīng)該有80條腿，而題目只告訴我們有54條腿，我們算的80與實(shí)際相比多算了26條腿，這是為什么呢因?yàn)橐恢浑u是兩條腿，而我們把它當(dāng)成四條腿算了，如果用一只雞來換一只兔，就要減少2條腿，也就是我們把多少只雞當(dāng)成了兔子，顯然26213只），所以雞有13只，兔子有7只。可以列式為（20X4544213（只），20137只）。方法2假設(shè)這20只全部是雞，那么就應(yīng)該有40條腿，比實(shí)際少了14條腿，是因?yàn)槊恐煌米由偎懔?條腿，這樣共有兔子是7只，雞則是13只。列式如下（5420X442）13只），20137（只）。解決雞兔同籠問題通常使用假設(shè)法，可以假設(shè)所有的動(dòng)物都是兔子，并求出在假設(shè)情況下的總腿數(shù)，再把實(shí)際的腿數(shù)和假設(shè)情況下的腿數(shù)相比較，看看多出了多少，每多2只腿說明有一只雞，將多出的腿數(shù)除以2就算出共有多少只雞。也可以假設(shè)全部是兔子來解。方法3把一只雞和一只兔看做一個(gè)整體，一個(gè)整體中就有（426）條腿，54條腿應(yīng)該是幾個(gè)這樣的整體呢5469個(gè)），在9個(gè)這樣的整體里兔子的只數(shù)應(yīng)該不是9只，因?yàn)?只兔和11只雞的腿的條數(shù)超過了總條數(shù)54。那么就把兔看成8只，還是偏大，最后把兔的只數(shù)看成7只，雞是13只，腿的總條數(shù)就正好是54了。列式為426（只），5469個(gè)），918（只），927（只），20713（只），7X428（條），13X226（條）282654條）第五類“金雞獨(dú)立”法此方法是每只雞都用一只腳站著，而每只兔子都用后腳站起來”。顯然，在這種情況下，總腳數(shù)出現(xiàn)了一半，是27，此時(shí)，雞的腳數(shù)與雞的頭數(shù)是相等的，兔子的腳數(shù)是兔子的頭數(shù)的2倍。所以，從27中減去總的頭數(shù)20得7，就是兔子的頭數(shù)。當(dāng)然，20713，雞就是13只了。雞兔同籠問題早在我國古代數(shù)學(xué)名著孫子算經(jīng)中就出現(xiàn)過，社會(huì)發(fā)展到今天，雞和兔同裝一籠的此類事件應(yīng)該不多見了。但學(xué)生可以借助“雞兔同籠”這個(gè)載體經(jīng)歷嘗試、創(chuàng)新的過程，讓學(xué)生感受到數(shù)學(xué)思想的運(yùn)用與解決實(shí)際問題的聯(lián)系，體會(huì)到數(shù)學(xué)的價(jià)值。作業(yè)設(shè)計(jì)一個(gè)算法，輸入雞兔的頭和腳數(shù)，輸出雞和兔的數(shù)量。第三節(jié)九宮圖的應(yīng)用一、數(shù)學(xué)故事任意寫一個(gè)三位數(shù)做幾次簡單運(yùn)算，可以發(fā)現(xiàn)一個(gè)小小規(guī)律。任意寫一個(gè)三位數(shù)，例如135。把它的數(shù)字倒過來寫，成為531。用其中較大的減去較小的，得到531135396。換幾個(gè)另外的三位數(shù)，也做同樣的計(jì)算，分別得到876678198，995599396，963369594。以上4個(gè)式子里得到的差，有一個(gè)明顯的共同點(diǎn)差的中間一位數(shù)字都是9。再仔細(xì)看看，還發(fā)現(xiàn)一個(gè)共同點(diǎn)差的首、尾兩位數(shù)字的和等于9。這樣，通過觀察和歸納，就發(fā)現(xiàn)了三位數(shù)顛倒相減的規(guī)律。還可以再隨意寫很多三位數(shù)顛倒相減的例子，來驗(yàn)證上面得到的規(guī)律，結(jié)果大部分都完全符合，只有兩種例外情形。第一種例外，如59449599，差是兩位數(shù)99，不是三位數(shù)。第二種例外，如3233230，這時(shí)的差是0。由此可見，剛才初步歸納出來的規(guī)律，需要作兩點(diǎn)小補(bǔ)充第一，如果差的末位數(shù)字是9，這個(gè)差一定是99；第二，如果差的末位數(shù)字是0，這個(gè)差一定是0。在其他情形下，差都是三位數(shù)。這樣一來，規(guī)律就完整了。你可以讓你的朋友轉(zhuǎn)過身去，在紙上任意寫三位數(shù)，然后顛倒相減，只要把差的末位數(shù)字告訴你，就能猜出差是多少。無論哪種情形，只要掌握規(guī)律，總能應(yīng)答如流，一猜就準(zhǔn)。二、九宮圖的應(yīng)用歷史古老而悠久的中華文化的寶殿中，有兩顆璀璨奪目的明珠河圖洛書，至今吸引著眾多學(xué)者的研究熱情，人們?yōu)楹訄D洛書的神話般的傳說，高深的奧義，豐富的內(nèi)容，簡潔的形式萬分驚訝，對河圖洛書與中國的思想文化、社會(huì)科學(xué)、自然科學(xué)的密切聯(lián)系更是迷惑不解。種種論述表明，河圖洛書是中華文化的總源頭，對中國及世界文化的發(fā)展，都有過深刻的影響。然而，令我們每個(gè)人吃驚和迷惑不解的是，河圖洛書只是兩個(gè)簡單的數(shù)字圖。龍馬載河圖，神龜背洛書河圖洛書是我們祖先創(chuàng)造出來的，翻遍祖國的各種古典著作，我們根本找不到這位創(chuàng)始人。河圖洛書的產(chǎn)生，至少要追溯到四千五百多年以前，那時(shí)，人類尚處于無文字時(shí)代，人類的認(rèn)識(shí)水平還十分低，很難想象那時(shí)就有人能夠制造出如此高深莫測的圖書。在我國各種古籍中，對河圖洛書的起源，僅有兩個(gè)龍馬載河圖，神龜背洛書的傳說。（一）龍馬載河圖相傳遠(yuǎn)古時(shí)期的孟津河邊，一天河水忽然大漲，波浪滔天，水中有一巨獸，似龍非龍，似馬非馬，浪里飛騰。當(dāng)時(shí)的伏羲黃帝與眾臣聽到有人報(bào)告，立即去河邊觀看，只見河中洪濤巨浪，波浪中一巨獸踏水如登平地，大體象馬卻身有魚鱗，高八九尺，有兩翼，形體象駱駝，身上負(fù)有由花點(diǎn)構(gòu)成的圖案，黃帝命人走近河邊，將圖案記錄下來，剛剛記下，怪獸即沒而不見。后伏羲皇帝認(rèn)真研究了這副圖發(fā)現(xiàn)它正是由十種花點(diǎn)組成，這十種花點(diǎn)代表110這10個(gè)數(shù)，兩種花點(diǎn)構(gòu)成一組，布局在東西南北中五個(gè)位置上，每組花點(diǎn)所表示的數(shù)，其差均是5這種和諧統(tǒng)一，四方對稱的特征，黃帝越研究越感到奇妙無比，后來他就依此畫八卦，建甲歷，定時(shí)辰，治理國家。由于此幅圖是在孟津河中發(fā)現(xiàn)的，故稱此圖為河圖。（二）神龜背洛書公元前23世紀(jì)，大禹治水的時(shí)候，在黃河支流洛水中，有一天突然浮規(guī)出一個(gè)大烏龜，當(dāng)時(shí)，大禹與治水士兵正在河邊現(xiàn)察洛河水情，商議治理黃河大計(jì)，遇到烏龜在河里上下翻騰就十分奇怪，只見此龜行走水面，游來游去，其身形龐大，甲背平圓。近處仔細(xì)觀看，發(fā)現(xiàn)甲上載有9種花點(diǎn)的圖案，大禹令士兵們將圖案中的花點(diǎn)布局記了下來，帶回去作了深入的研究，他驚奇地發(fā)現(xiàn)，9種花點(diǎn)數(shù)正好是19這9個(gè)數(shù)，各數(shù)的位置排列也相當(dāng)奇巧，縱橫六線及兩條對角線上三數(shù)之和都為15，既均衡對稱，又深?yuàn)W有趣，在奇偶數(shù)的交替變化之中似有一種旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)之妙。大禹受到啟發(fā)，他參照九數(shù)而劃分天下雨九別，并且把一般政事也區(qū)分為九奧。據(jù)史記夏本紀(jì)寫道夏禹治水時(shí)，“左準(zhǔn)通、右規(guī)矩，載四時(shí)，以開九州，通九道，陂九澤”大禹治水以九宮為據(jù)，應(yīng)用到測量、氣象、地理與交通運(yùn)輸之中，從而治理黃河，大獲成功，受到黃河兩岸人們的擁戴。由于神龜所背圖是在黃河支流洛水中發(fā)現(xiàn)，且圖中內(nèi)容如書一樣深?yuàn)W，故人們稱此為洛書。應(yīng)用如何分班為師各班成績均勻，我們給先學(xué)生排序，然后按照一定的規(guī)律將學(xué)生分組。如分3個(gè)班，將學(xué)生排序后，按照圖1的行（或列）從上到下一次編號(hào)132321213為一組，向下重復(fù)。所有編號(hào)為1的一個(gè)班，編號(hào)為2的一個(gè)班，編號(hào)為3的一個(gè)班。如分4個(gè)班則按圖2處理；5個(gè)班按圖3處理；6個(gè)班按圖4處理。132321213圖1圖21345224513523413512441235圖3圖4作業(yè)按照示例4圖，請與同學(xué)合作，編制一張分7個(gè)班的分班表。1432321423414123316524625341541236163452452163234615第四節(jié)大衍求一術(shù)第五節(jié)讓梨游戲第六節(jié)幻方與魔陣第七節(jié)數(shù)學(xué)中的簡單邏輯推理問題一、“被墨水蓋住”的算式如果要想具備福爾摩斯那樣神奇的破譯密碼的本領(lǐng)，不但應(yīng)具有非凡的推理能力，還要懂得大量的其他知識(shí)。然而，只要你有心，也可以破譯一些簡單的密碼?，F(xiàn)在我們來看一個(gè)例子據(jù)傳說，英國物理學(xué)家牛頓（16421727）小的時(shí)候，學(xué)習(xí)成績幾乎在學(xué)校是倒數(shù)第一。后來他下決心改變這一令人沮喪的狀況。有一次，他把自己的作業(yè)做得干凈整齊，沒有任何錯(cuò)誤，但正當(dāng)他把筆和本子收起來時(shí)，糟糕的事情發(fā)生了墨水灑了，正好在他的一道算術(shù)題上留下了一塊墨跡。下圖顯示了這個(gè)令人不快的結(jié)果。式中只剩下了3個(gè)數(shù)字較為清晰。小牛頓盡了一切努力，最后終于記起來整道題湊巧用了0、1、2、3、4、5、6、7、8、9全部10個(gè)數(shù)字，一樣一個(gè)。如果這是一種從0到9這10個(gè)數(shù)字編制的密碼，你能破譯出被墨水蓋住的都是哪些數(shù)字嗎由于被墨水蓋住的是10個(gè)數(shù)字，所以原式應(yīng)為我們可以把這個(gè)算式寫成28ACB4284GFED其中每個(gè)英文字母分別表示數(shù)字0、1、3、5、6、7、9中的某一個(gè)。我們先考慮千位上的G。兩個(gè)三位數(shù)相加，和是四位數(shù)，由于兩個(gè)百位上的數(shù)相加，和最多向千位進(jìn)1，所以，G只能是1，這時(shí)，算式就成了28ACB41FED再看百位上的C和F。如果要保證向千位進(jìn)1，C不能小于7，即C只可能是7或9中的一個(gè)。設(shè)C9，那么如果十位不進(jìn)位到百位，F(xiàn)1；如果十位進(jìn)位到百位，F(xiàn)2。這都和已知的數(shù)字重復(fù)。所以C9。所以C7，F(xiàn)0。即28A7B410ED這時(shí)，B可能是3、5、6、7中的某一個(gè)。如果B3，那么應(yīng)有E1或2，但這不可能；如果B5，那么E3，但649，946；如果B6，那么E5，這時(shí)令A(yù)9，則有D3。整理出來就是A9，B6，C7，D3，E5，F(xiàn)0，G1。于是，小牛頓的算式應(yīng)為2897641053二、問路問題有這樣一個(gè)故事在太平洋中有AB兩個(gè)相鄰的小島。A島居民都是誠實(shí)的人，B島的居民都是騙子。當(dāng)你問一個(gè)問題時(shí)，A島的居民會(huì)告訴你正確的答案，而B島的居民給你的答案都是錯(cuò)誤的。一天，一個(gè)旅游者獨(dú)自登上了兩島中的某個(gè)島。他分辨不清這個(gè)島是A島還是B島，只知道這個(gè)島上的人既有本島的居民又有另一島的來客。他想問島上的人“這是A島還是B島”卻又無法判斷被問者的答案是否正確。旅游者動(dòng)腦筋想了會(huì)一兒，終于想出一個(gè)辦法，他只需要問他所遇到的任意一人一句話，就能從對方的回答中準(zhǔn)確無誤地?cái)喽ㄟ@里是哪個(gè)島。你能猜出旅游者所問的問題嗎如果旅游者直接問“這是A島還是B島”那么當(dāng)被問者是A島人時(shí)，他會(huì)得到正確的回答；當(dāng)被問者是B島人時(shí)，他會(huì)得到錯(cuò)誤的回答。兩種回答截然相反，而旅游者又無法知道他得到的答案對不對，因此這樣問話達(dá)不到問路的目的。聰明的旅游者的問話是，“你是這個(gè)島的居民嗎”如果對方回答“是”，那么這個(gè)島一定是A島；如果對方回答“不是”，那么這個(gè)島一定是B島。你能說出這是為什么嗎下面我們就對上面的問題進(jìn)行分析我們知道，旅游者提出問題時(shí)并不知道提問地是何島，也不知道被問者是何島居民。他要從所聽到的第一句回答來判斷問話地是何島。因此，所提問題的答案必須是因提問地而異，而不由被問者是A島居民或是B島居民發(fā)生變化。根據(jù)上述特點(diǎn)，我們設(shè)法找到這樣的問題1、使得在A島提問時(shí)，被問者（不論是何島居民）都回答同樣的一種答案；2、在B島提問時(shí)，被問者都回答另一種答案。于是，我們就可以根據(jù)任一人的回答來判斷提問地為何島了。顯然，這樣的問題必須與提問地相關(guān)，并且還要與被問者有關(guān)，如果在A島提出這樣的問題時(shí)，A島居民應(yīng)作肯定回答（B島居民也會(huì)作肯定回答，但這種回答與客觀實(shí)際相反），那么在B島提出同一問題時(shí)，A島居民應(yīng)作否定回答（B島居民也會(huì)做否定回答，但回答與實(shí)際情況相反）?！澳闶沁@個(gè)島的居民嗎”這一問題就是一個(gè)滿足以上要求的問題，我們通過下表表示在不同的提問地的不同的被問者對問題的相應(yīng)回答。問題你是這個(gè)島的居民嗎被問者問話地A島居民B島居民回答A島是是B島不是不是由上表可以一目了然地發(fā)現(xiàn)在A島提問時(shí)，回答總為“是”；在B島提問時(shí)，回答總為“不是”。這就為旅游者判斷提問地是哪個(gè)島提供了依據(jù)，于是“問路問題”得以解決。請想一想，如果旅游者的問題為“你是相鄰的另一島上的居民嗎”，那么能根據(jù)任一人的回答來判斷提問地是何島嗎為什么試通過列表的方式說明理由。數(shù)學(xué)中有個(gè)分支叫做數(shù)理邏輯，它通過數(shù)學(xué)方法來研究邏輯規(guī)律。在數(shù)理邏輯中，列表法是一種基本的研究方法，只是其中表的形式與本文中的表有許多不同，使用了一些有關(guān)命題、真值的抽象符號(hào)，但其基本思想與我們用表討論問題的思想是大體一致的，都是通過列表來分析和說明問題。數(shù)學(xué)是以邏輯推理為重要研究方法的學(xué)科。所謂邏輯推理，就是合乎事理的、有根有據(jù)的推導(dǎo)判斷。上面的兩個(gè)問題正是運(yùn)用到邏輯推理的問題，同學(xué)們應(yīng)在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中注意提高自己的邏輯推理能力，使自己勤于思考并且善于思考，成為聰明人。第八節(jié)欺騙眼睛的幾何問題生活中我們常常相信親眼所見，但又常常為自己的眼睛所騙，魔術(shù)就是一個(gè)很好的例子。數(shù)學(xué)中也有這種欺騙我們眼睛的奇妙的數(shù)學(xué)魔術(shù)，我們先看一個(gè)問題問題1在下面的兩個(gè)圖形中，如果將圖1中的四塊幾何圖形裁剪開來重新拼接成圖2，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)，與圖1相比，圖2多出了一個(gè)洞這怎么可能呢我們自然會(huì)提出這樣的疑問。奧妙何在我們姑且按下不表，讓同學(xué)們先動(dòng)動(dòng)腦子上面的題目有些復(fù)雜，下面我們來看一個(gè)簡單一些的問題。問題2將圖3中面積為1313169的正方形裁剪成圖中標(biāo)出的四塊幾何圖形，然后重新拼接成圖4，計(jì)算可知長方形的面積為821168，比正方形少了一個(gè)單位的面積，非常不可思議，這是為什么呢這兩個(gè)問題是這樣的令人驚奇和難以理解，值得我們花費(fèi)一些時(shí)間動(dòng)手按照所說的剪裁方法做一做。我們先來分析一下問題2我們在白紙上將正方形量好畫出，剪成四塊，重新安排后拼成長方形，除非圖形做得很大并且作圖和剪裁都十分精確，我們一般是不會(huì)發(fā)現(xiàn)拼接成的長方形在對角線附近發(fā)生了微小的重疊，正是沿對角線的微小重疊導(dǎo)致了一個(gè)單位面積的丟失。要證實(shí)這一點(diǎn)我們只要計(jì)算一下長方形對角線的斜率和正方形拼接各片相應(yīng)邊的斜率，比較一下就會(huì)清楚了。問題2中涉及到四個(gè)數(shù)據(jù)5、8、13和21，有一定數(shù)學(xué)基礎(chǔ)的同學(xué)會(huì)認(rèn)出這是著名的斐波那契數(shù)列中的四項(xiàng)，斐波那契數(shù)列的特征是它的每一項(xiàng)都是前兩項(xiàng)之和1，1，2，3，5，8，13，21，34，。我們還可以使用這個(gè)數(shù)列中的其他相鄰四項(xiàng)來試驗(yàn)這個(gè)過程，無論選取哪四項(xiàng)，都可以發(fā)現(xiàn)正方形和長方形的面積是不會(huì)相等的，有時(shí)正方形的面積比長方形多一個(gè)單位面積，有時(shí)則正好相反。多做幾次上述實(shí)驗(yàn)，我們就會(huì)得出斐波那契數(shù)列的一個(gè)重要性質(zhì)這個(gè)數(shù)列任意一項(xiàng)的平方等于它前后相鄰兩項(xiàng)之積加1或減1。用公式表示就是。其中表示正方形的面積，表示長方形的面積。21NNFF2NF1NF知道了這個(gè)事實(shí)，我們就可以自己構(gòu)造類似于問題2的幾何趣題。上面的這個(gè)斐波那契數(shù)列是以1，1兩數(shù)開始的，廣義的斐波那契數(shù)列可以從任意兩數(shù)開始。比如說，用廣義斐波那契數(shù)列2，2，4，6，10，16，做上述試驗(yàn)，就會(huì)多得或丟失四個(gè)單位的面積。如果用A、B、C表示廣義斐波那契數(shù)列的相鄰三項(xiàng)，以X表示“得”或“失”的數(shù)字，則下列兩式成立。我們還可以來研究這樣一個(gè)有趣的問題2CX把正方形按上述方法剪成四塊，是否會(huì)拼接成一個(gè)與它面積相等的長方形要回答這個(gè)問題，可以令方程組中的X等于零，再解之得唯一正解是。其中恰是著名的黃152BA152金分割比，通常用來表示，它是一個(gè)無理數(shù)，等于1618033。這就是說，唯一的每項(xiàng)平方等于前后相鄰兩項(xiàng)之積的斐波那契數(shù)列是1，。要證明它的確234是斐波那契數(shù)列，只要證明它等價(jià)于數(shù)列1，1，21，32，就可以了。只有用這個(gè)數(shù)列相鄰項(xiàng)數(shù)表示的長度來分割正方形，才可以拼出面積不變的長方形。我們再回到問題1，題中涉及到的數(shù)據(jù)1，1，2，3，5，8，13恰是斐波那契數(shù)列的前七項(xiàng)，因此問題1實(shí)際上是問題2的一個(gè)復(fù)雜化版本，計(jì)算一下圖中兩個(gè)大小三角形斜邊的斜率，那么一開始的疑問已不講自明。最后再給喜歡思考的同學(xué)提出一個(gè)與前兩個(gè)問題略有不同的問題3，圖5這個(gè)正方形按圖中標(biāo)出的數(shù)據(jù)分割成了五塊幾何圖形，剪開后重新拼接成圖6，奇怪，又多出了一個(gè)洞這次斜線處并無疊合，少掉的一個(gè)單位面積哪里去了呢這個(gè)問題最初是由美國魔術(shù)師保羅卡瑞提出的，雖然它曾經(jīng)難倒了許多美國人，但相信它難不倒聰明的中國學(xué)生。為幫助大A家思考，提示一下不要忘了計(jì)算最后送給大家一句華羅庚教授的話“數(shù)缺形時(shí)少直觀，形少數(shù)時(shí)難入微”。第九節(jié)抽屜原理的簡單應(yīng)用“任意367個(gè)人中，必有生日相同的人?！薄皬娜我?雙手套中任取6只，其中至少有2只恰為一雙手套。”“從數(shù)1，2，10中任取6個(gè)數(shù)，其中至少有2個(gè)數(shù)為奇偶性不同?！贝蠹叶紩?huì)認(rèn)為上面所述結(jié)論是正確的。這些結(jié)論是依據(jù)什么原理得出的呢這個(gè)原理叫做抽屜原理。抽屜原理又稱鴿籠原理或狄利克雷原理，它是數(shù)學(xué)中證明存在性的一種特殊方法。它的內(nèi)容可以用形象的語言表述為“把M個(gè)東西任意分放進(jìn)N個(gè)空抽屜里（MN），那么一定有一個(gè)抽屜中放進(jìn)了至少2個(gè)東西。”舉個(gè)最簡單的例子，把3個(gè)蘋果按任意的方式放入兩個(gè)抽屜中，那么一定有一個(gè)抽屜里放有兩個(gè)或兩個(gè)以上的蘋果。這是因?yàn)槿绻恳粋€(gè)抽屜里最多放有一個(gè)蘋果，那么兩個(gè)抽屜里最多只放有兩個(gè)蘋果。運(yùn)用同樣的推理可以得到原理1把多于N個(gè)的物體放到N個(gè)抽屜里，則至少有一個(gè)抽屜里有2個(gè)或2個(gè)以上的物體。原理2把多于MN個(gè)的物體放到N個(gè)抽屜里，則至少有一個(gè)抽屜里有M1個(gè)或多于ML個(gè)的物體。下面我們用抽屜原理來分析前面的例子第一個(gè)結(jié)論中，由于一年最多有366天，因此在367人中至少有2人出生在同月同日。這相當(dāng)于把367個(gè)東西放入366個(gè)抽屜，至少有2個(gè)東西在同一抽屜里。在第二個(gè)結(jié)論中，不妨想象將5雙手套分別編號(hào)，即號(hào)碼為1，2，5的手套各有兩只，同號(hào)的兩只是一雙。任取6只手套，它們的編號(hào)至多有5種，因此其中至少有兩只的號(hào)碼相同。這相當(dāng)于把6個(gè)東西放入5個(gè)抽屜，至少有2個(gè)東西在同一抽屜里。例利用上述原理證明“任意7個(gè)整數(shù)中，至少有3個(gè)數(shù)的兩兩之差是3的倍數(shù)。”分析因?yàn)槿我徽麛?shù)除以3時(shí)余數(shù)只有0、1、2三種可能，所以7個(gè)整數(shù)中至少有3個(gè)數(shù)除以3所得余數(shù)相同，即它們兩兩之差是3的倍數(shù)。如果問題所討論的對象有無限多個(gè)，抽屜原理還有另一種表述“把無限多個(gè)東西任意分放進(jìn)N個(gè)空抽屜（N是自然數(shù)），那么一定有一個(gè)抽屜中放進(jìn)了無限多個(gè)東西?！背閷显淼膬?nèi)容簡明樸素，易于接受，它在數(shù)學(xué)問題中有重要的作用。許多有關(guān)存在性的證明都可用它來解決。一、抽屜原理和六人集會(huì)問題1958年6/7月號(hào)的美國數(shù)學(xué)月刊上有這樣一道題目“證明在任意6個(gè)人的集會(huì)上，或者有3個(gè)人以前彼此相識(shí)，或者有三個(gè)人以前彼此不相識(shí)。”這個(gè)問題可以用如下方法簡單明了地證出在平面上用6個(gè)點(diǎn)A、B、C、D、E、F分別代表參加集會(huì)的任意6個(gè)人。如果兩人以前彼此認(rèn)識(shí)，那么就在代表他們的兩點(diǎn)間連成一條紅線；否則連一條藍(lán)線?？紤]A點(diǎn)與其余各點(diǎn)間的5條連線AB，AC，AF，它們的顏色不超過2種。根據(jù)抽屜原理可知其中至少有3條連線同色，不妨設(shè)AB，AC，AD同為紅色。如果BC，BD，CD3條連線中有一條（不妨設(shè)為BC）也為紅色，那么三角形ABC即一個(gè)紅色三角形，A、B、C代表的3個(gè)人以前彼此相識(shí)如果BC、BD、CD3條連線全為藍(lán)色，那么三角形BCD即一個(gè)藍(lán)色三角形，B、C、D代表的3個(gè)人以前彼此不相識(shí)。不論哪種情形發(fā)生，都符合問題的結(jié)論。圖1六人集會(huì)問題是組合數(shù)學(xué)中著名的拉姆塞定理的一個(gè)最簡單的特例，這個(gè)簡單問題的證明思想可用來得出另外一些深入的結(jié)論。這些結(jié)論構(gòu)成了組合數(shù)學(xué)中的重要內(nèi)容拉姆塞理論。從六人集會(huì)問題的證明中，我們又一次看到了抽屜原理的應(yīng)用。二、抽屜原理與“電腦算命”“電腦算命”看起來挺玄乎，只要你報(bào)出自己出生的年、月、日和性別，一按按鍵，屏幕上就會(huì)出現(xiàn)所謂性格、命運(yùn)的句子，據(jù)說這就是你的“命”。其實(shí)這充其量不過是一種電腦游戲而已。我們用數(shù)學(xué)上的抽屜原理很容易說明它的荒謬。如果以70年計(jì)算，按出生的年、月、日、性別的不同組合數(shù)應(yīng)為70365251100，我們把它作為“抽屜”數(shù)。我國現(xiàn)有人口11億，我們把它作為“物體”數(shù)。由于11215265110021400，根據(jù)原理2，存在21526個(gè)以上的人，盡管他們的出身、經(jīng)歷、天資、機(jī)遇各不相同，但他們卻具有完全相同的“命”，這真是荒謬絕倫在我國古代，早就有人懂得用抽屜原理來揭露生辰八字之謬。如清代陳其元在庸閑齋筆記中就寫道“余最不信星命推步之說，以為一時(shí)（注指一個(gè)時(shí)辰，合兩小時(shí)）生一人，一日生十二人，以歲計(jì)之則有四千三百二十人，以一甲子（注指六十年）計(jì)之，止有二十五萬九千二百人而已，今只以一大郡計(jì)，其戶口之?dāng)?shù)已不下數(shù)十萬人（如咸豐十年杭州府一城八十萬人），則舉天下之大，自王公大人以至小民，何啻億萬萬人，則生時(shí)同者必不少矣。其間王公大人始生之時(shí)，必有庶民同時(shí)而生者，又何貴賤貧富之不同也”在這里，一年按360日計(jì)算，一日又分為十二個(gè)時(shí)辰，得到的抽屜數(shù)為6036012259200。所謂“電腦算命”，不過是把人為編好的算命語句象中藥柜那樣事先分別一一存放在各自的柜子里，誰要算命，即根據(jù)出生的年月、日、性別的不同的組合按不同的編碼機(jī)械地到電腦的各個(gè)“柜子”里取出所謂命運(yùn)的句子。這種在古代迷信的亡靈上罩上現(xiàn)代科學(xué)光環(huán)的勾當(dāng)，是對科學(xué)的褻瀆。第十節(jié)帕斯卡（楊輝）三角形與道路問題蘇珊很為難，她步行去學(xué)校，路上老是遇到斯廷基。斯廷基“嘿嘿，蘇珊，我可以陪你一起走嗎”蘇珊“不請走開?！碧K珊心想我有辦法了，每天早上我走不同的路線去學(xué)校，這樣斯廷基就不知道在哪兒找到我了。下面這張地圖表示蘇珊的住所和學(xué)校之間的所有街道，蘇珊去學(xué)校時(shí)，走路的方向總是朝南或朝東，她總共有多少條路線呢蘇珊“我真想知道有多少條路線可走，讓我想一想，要算出多少條路線看來并不簡單。嗯，啊哈一點(diǎn)不難，簡單得很”蘇珊想到了什么好主意呢她的推理如下蘇珊“在我家這個(gè)角點(diǎn)上寫一個(gè)1，因?yàn)槲抑荒軓倪@一點(diǎn)出發(fā)，然后在與此相隔一個(gè)街區(qū)的兩個(gè)角點(diǎn)上各寫一個(gè)1，因?yàn)榈侥抢镏挥幸粭l途徑?，F(xiàn)在，我在這個(gè)角點(diǎn)上寫上2，因?yàn)榈竭_(dá)那里可以有兩條途徑。蘇珊發(fā)現(xiàn)2是1加1之和，她忽然領(lǐng)悟若到某一個(gè)僅有一條途徑，則該角點(diǎn)上的數(shù)字為前一個(gè)角點(diǎn)上的數(shù)字；若有兩條途徑，則為前兩個(gè)角點(diǎn)上的數(shù)字之和。蘇珊“瞧，又有四個(gè)角點(diǎn)標(biāo)上了數(shù)字，我馬上把其他角點(diǎn)也標(biāo)上數(shù)字?！闭埬闾嫣K珊把剩下的角點(diǎn)標(biāo)上數(shù)字，并且告訴她步行到學(xué)校共有多少條不同的路線。蘇珊的家H111213113學(xué)校G剩下的5個(gè)點(diǎn)，自上而下，從左至右分別標(biāo)以1，4，10，5，15。最后一點(diǎn)上的15表示蘇珊去學(xué)校共有十五條最短路徑。蘇珊所發(fā)現(xiàn)的是一種快速而簡單的算法，用來計(jì)算從她家到學(xué)校的最短路徑共有多少條。要是她把這些路徑一條一條地畫出來，然后再計(jì)數(shù)，這樣肯定麻煩，還容易出錯(cuò)。如果街道的數(shù)目很多，那么這種方法根本就行不通。你不妨把這十五條路線都畫出來，這樣你就更能體會(huì)到蘇珊的算法是多么地有效了。你對這種算法是否已經(jīng)理解，可以再畫一些不同的街道網(wǎng)絡(luò)，然后用這種算法來確定從任意點(diǎn)A到另一任意點(diǎn)B的最短路線共有多少條。網(wǎng)絡(luò)可以是矩形網(wǎng)格，三角形網(wǎng)格，平行四邊形網(wǎng)格和蜂窩狀的正六邊形網(wǎng)格。也可以用其他方法例如組合公式求解，但這種方法十分復(fù)雜，需要很高的技巧。在國際象棋棋盤上，“車”從棋盤的一角到對角線上另一角的最短路徑共有多少條就像蘇珊給街道交點(diǎn)標(biāo)上數(shù)字一樣，把棋盤上所有格子也都填上數(shù)字，于是問題就迎刃而解了?！败嚒敝荒苎刂疑戏较虺硪粋€(gè)角的目標(biāo)移動(dòng)，便可以求出共有多少條最短路徑。如圖所示183612033079217163432172884210462924171616215612625246279215153570126210330141020355684120136101521283612345678車1111111把整個(gè)棋盤正確標(biāo)號(hào)，根據(jù)所標(biāo)的數(shù)字，一眼就能看出在棋盤上從一個(gè)角出發(fā)到任意一角，有多少條最短路線右上角的數(shù)字是3432，所以“車”從一角到對角線的另一角的最短路徑共有3432條。讓我們把棋盤沿著左上至右下的對角線一截為二，使其成為如下圖所示的陣列。此三角形上的數(shù)字與著名的帕斯卡三角形我國叫做楊輝三角形的數(shù)字是相同的，當(dāng)然，計(jì)算街道路徑條數(shù)的算法，恰恰就是構(gòu)造帕斯卡三角形所依據(jù)的過程。這種同構(gòu)現(xiàn)象使得帕斯卡三角形成為無數(shù)有趣特性的不竭的源泉。111121133114641利用帕斯卡三角形立即可以求出二項(xiàng)式展開的系數(shù)，即求AB的任意次冪，同樣也可以用來解出初等概率論中的許多問題。請注意，上圖中自頂部至底部，從邊沿一格來說是1，隨著向中間移動(dòng)，數(shù)字逐漸增加。也許你見過根據(jù)怕斯卡三角形所制成的一種裝置在一快傾斜的板上，成百個(gè)小球滾過木釘進(jìn)入各格的底部。全部小球呈現(xiàn)出一條鐘形的二項(xiàng)式分布曲線，因?yàn)榈竭_(dá)每個(gè)底部孔位的最短路徑的條數(shù)就是二項(xiàng)式展開的系數(shù)。顯然，蘇珊的算法同樣適用于由矩陣格子組成的三維結(jié)構(gòu)。設(shè)有一個(gè)邊長為3的立方體，分成27個(gè)立方體單元，把它看成棋盤，處于某一個(gè)角格上的“車”可以向三個(gè)坐標(biāo)上的任何位置作直線移動(dòng)，試問“車”到空間對角線的另一個(gè)角格有多少條最短路徑第十一節(jié)數(shù)獨(dú)數(shù)獨(dú)是一種源自18世紀(jì)末的瑞士，后在美國發(fā)展、并在日本得以發(fā)揚(yáng)光大的數(shù)學(xué)智力拼圖游戲。拼圖是九宮格（即3格寬3格高）的正方形狀，每一格又細(xì)分為一個(gè)九宮格。在每一個(gè)小九宮格中，分別填上1至9的數(shù)字，讓整個(gè)大九宮格每一列、每一行的數(shù)字都不重復(fù)。數(shù)獨(dú)的基礎(chǔ)是數(shù)字魔方，它的解也一定是數(shù)字魔方。制作一個(gè)數(shù)獨(dú)，便是使用一個(gè)一般的數(shù)字魔方，蓋住部分?jǐn)?shù)字，成為一個(gè)擁有唯一解的數(shù)獨(dú)。數(shù)獨(dú)前身為“九宮格”，最早起源于中國。數(shù)千年前，我們的祖先就發(fā)明了洛書，其特點(diǎn)較之現(xiàn)在的數(shù)獨(dú)更為復(fù)雜，要求縱向、橫向、斜向上的三個(gè)數(shù)字之和等于15，而非簡單的九個(gè)數(shù)字不能重復(fù)。中國古籍易經(jīng)中的“九宮圖”也源于此，故稱“洛書九宮圖”。而“九宮”之名也因易經(jīng)在中華文化發(fā)展史上的重要地位而保存、沿用至今?，F(xiàn)在已有多種手機(jī)裝有數(shù)獨(dú)游戲。1783年，瑞士數(shù)學(xué)家萊昂哈德歐拉發(fā)明了一種當(dāng)時(shí)稱作“拉丁方塊”（LATINSQUARE）的游戲，這個(gè)游戲是一個(gè)NN的數(shù)字方陣，每一行和每一列都是由不重復(fù)的N個(gè)數(shù)字或者字母組成的。19世紀(jì)70年代，美國的一家數(shù)學(xué)邏輯游戲雜志戴爾鉛筆字謎和詞語游戲（DELLPUZZLEMGZINES）開始刊登現(xiàn)在稱為“數(shù)獨(dú)”的這種游戲，當(dāng)時(shí)人們稱之為“數(shù)字拼圖”（NUMBERPLACE），在這個(gè)時(shí)候，99的81格數(shù)字游戲才開始成型。填充完整后1984年4月，在日本游戲雜志字謎通訊NIKOIL（通信）上出現(xiàn)了“數(shù)獨(dú)”游戲，提出了“獨(dú)立的數(shù)字”的概念，意思就是“這個(gè)數(shù)字只能出現(xiàn)一次”或者“這個(gè)數(shù)字必須是唯一的”，并將這個(gè)游戲命名為“數(shù)獨(dú)”（SUDOKU）。一位前任香港高等法院的新西蘭籍法官高樂德（WAYNEGOULD）在1997年3月到日本東京旅游時(shí)，無意中發(fā)現(xiàn)了。他首先在英國的泰晤士報(bào)上發(fā)表，不久其他報(bào)紙也發(fā)表，很快便風(fēng)靡全英國，之后他用了6年時(shí)間編寫了電腦程式，并將它放在網(wǎng)站上，使這個(gè)游戲很快在全世界流行。從此，這個(gè)游戲開始風(fēng)靡全球。后來更因數(shù)獨(dú)的流行衍生了許多類似的數(shù)學(xué)智力拼圖游戲，例如數(shù)和、殺手?jǐn)?shù)獨(dú)。中國大陸是在2007年2月28日正式引入數(shù)獨(dú)2007年2月28日，北京晚報(bào)智力休閑數(shù)獨(dú)俱樂部數(shù)獨(dú)聯(lián)盟SUDOKUFEDERATION前身在新聞大廈舉行加入世界謎題聯(lián)合會(huì)的頒證儀式，會(huì)上謎題聯(lián)合會(huì)秘書長皮特里米斯特和俱樂部會(huì)長在證書上簽字，這標(biāo)志著北京晚報(bào)智力休閑俱樂部成為世界謎題聯(lián)合會(huì)的39個(gè)成員之一，這也標(biāo)志著俱樂部走向國際舞臺(tái)，它將給數(shù)獨(dú)愛好者帶來更多與世界數(shù)獨(dú)愛好者們交流的機(jī)會(huì)。元素構(gòu)成數(shù)獨(dú)基本元素示意圖單元格數(shù)獨(dú)中最小的單元，標(biāo)準(zhǔn)數(shù)獨(dú)中共有81個(gè)；行橫向9個(gè)單元格的集合；列縱向9個(gè)單元格的集合；宮粗黑線劃分的區(qū)域，標(biāo)準(zhǔn)數(shù)獨(dú)中為33的9個(gè)單元格的集合；已知數(shù)數(shù)獨(dú)初始盤面給出的數(shù)字；候選數(shù)每個(gè)空單元格中可以填入的數(shù)字。規(guī)則標(biāo)準(zhǔn)數(shù)獨(dú)的規(guī)則為數(shù)獨(dú)每行、每列及每宮填入數(shù)字19且不能重復(fù)。對于數(shù)獨(dú)游戲的解法，通常采用直觀法和候選數(shù)法。我們在這里主要介紹直觀法。直觀法，顧名思義，就是通過對謎題中現(xiàn)有的數(shù)字進(jìn)行分析，繼而逐一確定剩余空格中的數(shù)字的方法。它是最常用并且相對簡單的方法，對于比較容易的謎題，可以快速求解并收到良好的效果。但是遇到比較復(fù)雜的題目，直觀法就稍顯力不從心了。經(jīng)常在報(bào)章、雜志上看到的數(shù)獨(dú)謎題，一般就算再難都可以用直觀法來解決。你只要有相對銳利的眼光和一定的邏輯分析能力，就可以準(zhǔn)確地把空余的數(shù)字逐個(gè)填出來。實(shí)際上，直觀法就是對數(shù)獨(dú)游戲規(guī)則的充分利用。它不需要任何輔助工具，從接到數(shù)獨(dú)謎題的那一刻起就可以立即開始解題，絕不猜測。數(shù)獨(dú)直觀法解題技巧主要有基礎(chǔ)摒除法、唯一解法、唯余解法、區(qū)塊摒除法、單元摒除法、余數(shù)測試法。一、基礎(chǔ)摒除法基礎(chǔ)摒除法就是利用的數(shù)字19在每一行、每一列、每一個(gè)九宮格都只能出現(xiàn)一次的規(guī)則進(jìn)行解題的方法?；A(chǔ)摒除法可以分為行摒除、列摒除、九宮格摒除。實(shí)際尋找解的過程為尋找行摒除解找到了某數(shù)在某行可填入的位置只余一個(gè)的情形即找到了該數(shù)在該行中的填入位置；尋找列摒除解找到了某數(shù)在某列可填入的位置只余一個(gè)的情形即找到了該數(shù)在該列中的填入位置；尋找九宮格摒除解找到了某數(shù)在某一個(gè)九宮格可填入的位置只余一個(gè)的情形即找到了該數(shù)在該九宮格中的填入位置。利用基礎(chǔ)摒除法解題的過程就是依次從數(shù)字19在行、列、九宮格尋找能放入該數(shù)唯一的一個(gè)位置，需要綜合用到行摒除、列摒除、九宮格摒除的