世界经典数学名题.doc

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1、世界经典数学名题鸡兔同笼孙子算经卷下第31题叫“鸡兔同笼”问题，也是一道世界数学名题。“有一群野鸡和兔子关在同一个笼子里，头数是35，脚数是94。问野鸡和兔子的数目各是多少?”这个题目编得很有趣，如果35只动物全是鸡，就应该有70只脚；如果全是兔，就应该有140只脚，而题中却说共有94只脚，给人一种左右为难的印象。其实,解题关键也正在这里,假设35只动物全是鸡，则共有70只脚,与题中“脚数是94”相比较,还差24只脚,将1只兔看作是鸡，脚数就会相差2，有多少只兔被看作是鸡了呢？24 2=12。 算到这里，答案也就呼之欲出了。清朝时,作家李汝珍把这类问题写进了小说镜花缘中。书中有这样一个情节，一

2、座楼阁到处挂满了五彩缤纷的大小灯球，一种是大灯下缀2个小灯，另一种是大灯下缀4个小灯，大灯共360个，小灯共1200个.一位才女把大灯看作是头，小灯看作是脚;把一种灯球看作是鸡，把另一种看作是兔,运用“脚数的一半减头数得兔数，头数减兔数得鸡数的算法，很快就算出了一大二小的灯是120盏，一大四小的灯是240盏，赢得了一片喝彩声。伴随古代中外文化交流，鸡兔同笼问题很快就漂洋过海流传到了日本。不过到了日本之后,鸡变成了仙鹤，兔变成了乌龟,鸡兔同笼变成了赫赫有名的“鹤龟算。狗跑与兔跳行程问题是中小学里常见的一类数学应用题，也是一类很古老的数学问题。在我国古代数学名著九章算术里,收集了很多这方面的题目如

3、书中第6章第14题：“狗追兔子。兔子先跑100步，狗只追了250步便停了下来，这时它离兔子只有30步的距离了.问如果狗不停下来，还要跑多少步才能追上兔子？这道追及问题编得很有趣，它没有直接告诉狗与兔的“速度差”,反而节外生枝地让狗在追及过程中停了下来，数量关系显得扑朔迷离。2000年前，我们的祖先解决这类问题已经很有经验了，所以书中只是简单地说,用(250 30）作除数，用(10030）作被除数，即可算出题目的答案。世界各国人民都很喜爱解答这类问题，一本公元8世纪时在欧洲很流行的习题集中，也记载了一个狗与兔的追及问题：“狗追兔子,兔子在狗前面100英尺。兔子跑7英尺的时间狗可以跑9英尺,问狗跑

4、完多少英尺才能追上兔子？”相传俄国女数学家科瓦列夫斯卡娅还在童年时，就算出了一道有关兔跳的趣味算题：“一对兔兄弟进行跳跃比赛，兔弟弟说：应该让它先跳10次，哥哥才可以起跳.如果兔弟弟跳4次的时间兔哥哥能跳3次,兔哥哥跳5次的距离与兔弟弟跳7次的距离同样远,问兔哥哥要跳多少次才能追上呢？婆什迦罗的妙算婆什迦罗是12世纪印度最著名的数学家，他编的许多数学题被人称作“印度问题”,在很多国家广泛流传，如：“某人对他的朋友说:如果你给我100枚铜币，我将比你富2倍。朋友回答说：你只要给我10枚铜币，我就比你富6倍.问两人各有多少铜币？”就是其中一道著名的数学题。婆什迦罗发现了一种很巧妙的算法：设这个人有

5、（2x-100）枚铜币，他朋友有(x+100）枚铜币，因为这个人给朋友10枚铜币后，他的朋友将比他富6倍，于是有6（2x-100）= x+100，解之得x=70即两人分别有40和170枚铜币。我国古代数学著作张邱建算经里有一个类似的题目:“有甲、乙两人携钱各不知其数，若乙给甲十钱，则甲比乙所多的是乙余数的5倍；若甲给乙十钱，则两人钱数相等。问甲、乙各有多少钱？”更早些，希腊文集里已有了著名的“欧几里得问题”的记载：“驴子和骡子驮着货物并排走在大路上，驴子不住地抱怨驮的货物太重，压得受不了。骡子对它说：你发什么牢骚啊!我驮的比你更重。如果你给我1口袋，我驮的货物就是你的2倍；而我给你1口袋，咱俩

6、才刚好一般多。问驴子和骡子各驮了几口袋货物?”棋盘上的麦粒数印度古代有个国王天性爱玩，对国际象棋这种新发明的游戏尤其入迷,决定重赏它的发明人西萨班.西萨班指着棋盘对国王说：“陛下，请您在第1格里赏我1粒麦子，在第2格里赏我2粒麦子，在第3格里赏我4粒麦子，依此类推,每增加1格麦粒数就增加1倍，一直放满64个格子。国王哈哈大笑，觉得这点麦子简直算不了什么。可他不久就发现,即使把印度的麦子全都扛来，也远远无法兑现自己许下的诺言.西萨班要的麦粒是多少呢？这是一个有趣的等比例数列求和问题.因为每增加1格麦粒数就增加1倍，所以第1格里是1粒，第2格里是21粒，第三格里是22粒，最后一格里是263粒。由等

7、比例数列的求和公式,它们的和是18446744073709551615（粒）。这个数目大得惊人，如果修建一座高4米、宽10米的仓库来存放这些麦子，那么，这座仓库可以从地球修到太阳上,然后再从太阳修回地球来！奇特的墓志铭丢番图是古希腊最后一个大数学家。专家们认为，现代解方程的基本步骤，如移项、合并同类项等等，丢番图基本上都已知道了。他对不定方程的研究尤其受人称赞，被西方数学家誉为这门数学分支的开山鼻祖.遗憾的是，关于他的生平,后人几乎一无所知，既不知道他生于何地，也不知道他卒于何时，幸亏他那段奇特的墓志铭，才知道他曾享有84岁的高龄。丢番图的墓志铭是一道谜语般的数学题:“过路人！这里埋着丢番图的

8、骨灰.他生命的1/6是幸福的童年，生命的1/12是少年时期.又过了生命的1/7他才结婚,婚后5年有了1个孩子。这孩子活到他父亲一半的年纪便死去了.孩子死后,丢番图在深深的哀痛中活了4年，也结束了尘世生涯。”这段墓志铭写得太妙了.谁要想知道丢番图的年纪，就得解一个一元一次方程；而这正好提醒前来瞻仰的人们,不要忘了丢番图所献身的事业。化圆为方问题公元前6世纪时，有位叫安拉克萨哥拉的古希腊学者，被他的政敌丢进了监狱。在牢房里他无事可干，整天思索着这样一个数学问题:“怎样用直尺和圆规作一个正方形,使它的面积与某个已知圆的面积相等?这就是著名的化圆为方问题。当然，安拉克萨哥拉没能解决这个问题。但他也不必

9、为此感到羞愧，因为在他以后的2400多年里,许许多多比他更加优秀的数学家，也都未能解决这个问题。化圆为方看上去谁都能办到，实际上却谁也办不到,因而具有极大的魅力。15世纪时，连欧洲最杰出的艺术大师达芬奇也曾拿起直尺圆规，试图解决这个问题呢。年复一年，有关化圆为方的论文雪片似地飞向各国科学院，多得叫数学家们无法审读，以致在1775年,巴黎科学院为了维持正常的工作秩序，不得不宣布不再审读这方面的论文.化圆为方的狂热终止于1882年,在这一年里,德国数学家林德曼证明了是一个超越数,从而在理论上论证了化圆为方是不可能由尺规作图法完成的。现在仍然有些青少年在尝试化圆为方，显然，这只会是白白浪费精力。立方

10、倍积问题公元前5世纪时，一场大瘟疫凭空降临到古希腊的第罗斯岛上,夺去了许多人的生命，幸存的人们纷纷躲进神庙，祈求神灵保佑。神说：“你们想活命，就必须把庙中的祭坛加大1倍，并且不许改变它的形状。”祭坛是个正方体,第罗斯人连夜加工，把祭坛的长、宽、高都加大了1倍，以为这样就满足了神的要求。岂料瘟疫更加疯狂地蔓延开来,第罗斯人满腹狐疑，再次匍匐在神像前。神怒气冲冲地说：“这个祭坛是原来的8倍！”第罗斯人没有办法，派人向当时最有名的学者柏拉图请教，不料他也解决不了这个问题故事中提到的这个数学问题，也是一个举世闻名的几何作图难题，叫立方倍积问题：“做一个立方体，使它的体积等于已知立方体的两倍.”如果借助

11、其他工具，解决这个问题是很容易的，古希腊的埃拉托斯芬、攸多克萨斯，英国的牛顿等人都曾发明过一些巧妙的方法，但是,如果限制用直尺和圆规去解决，2000年来,无论是初学几何的少年，还是天才的数学大师，却无一不束手无策。1837年，又是法国数学家闻脱兹尔最先从理论上证明：同三等分角问题一样,立方倍积问题也是不能由尺规作图法解决的，才了结了这桩数学悬案.三等分角问题在2000多年前，古希腊数学家苛刻地限制几何作图工具,规定画几何图形时,只准许使用直尺和圆规。于是,从一些本来很简单的作图题中，产生了一批举世闻名的数学难题。例如三等分角问题:“只使用直尺与圆规做一个角，使它等于一个已知角的1/3。大数学家

12、阿基米德曾试图解决这个难题。他预先在直尺上作了一个记号，很轻松地将一个角分成了三等份。可是,人们不承认他解决了这个难题。因为古希腊人还规定：作图时直尺上不能有任何刻度,而且直尺与圆规都只允许使用有限次。三等分角看上去非常简单，做起来却非常难，几千年来，它激发了一代又一代的数学家。有人说，在西方数学史上，几乎每一个称得上是数学家的人,都曾拿起直尺圆规，用三等分角测试过自己的智力,但谁也未能取得成功,直到1837年，法国数学家闻脱兹尔从理论上予以证明，只使用直尺圆规是无法三等分一个任意角的，才率先走出了这座困惑了无数人的数学迷宫。数图之谜现在世界上所能见到的最古老的数学文献，是古埃及的莱因特纸草书

13、。书中记载了85个数学问题,在书写第79题的位置上，作者画了一个台阶，台阶旁依次写着7、49、343、2401和16807这5个数,书的旁边依次画有图、猫、老鼠、大麦、量器等字样，除此之外就没有别的什么东西了。由于这是书中唯一未明确给出答案的题目，后来,这个题目究竟是什么意思，成了一个有趣的谜。数学史学家康托尔猜出了这个谜，他认为题目的意思是：“有7个人,每个人养着7只猫，每只猫吃7只老鼠，每只老鼠吃7棵麦穗,每棵麦穗可以长成7个量器的大麦,问各有多少？”经他这么一解释，书中给出的那5个数就正好成了题目的答案。有趣的是，在莱因特纸草书出土之前600多年，意大利数学家斐波拉契曾遍了一道很相似的数学题：“7位老太太一起到罗马去，每人有7匹骡子，每匹骡子驮7个口袋，每个口袋盛7个面包,每个面包有7把小刀,每把小刀有7个刀鞘。问各有多少？”比斐波拉契还早几百年,我国古书里也记载了一个相似的数学题：“今有出门望有九隄，隄有九木,木有九枝，枝有九巢，巢有九禽,禽有九雏,雏有九毛,毛有九色.问各几何?在不同的民族、不同的国家、不同的时间里，竟流传着一个同样的问题,这也是一个很有趣的谜。