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數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)樂(lè)園討論與解答(71—80)

2009-04-08 17:06:13      下載試卷

  

71.眼見(jiàn)為實(shí)

 

 

  這是個(gè)老問(wèn)題了!分陷阱是在13×5長(zhǎng)方形的對(duì)角線部,其實(shí)它是一個(gè)非常細(xì)長(zhǎng)的平行四邊形,其面積為1平方單位. 

72.道路考察

 

  A、C、E、GHI為奇數(shù)結(jié)點(diǎn),因此與這些結(jié)點(diǎn)連接的道路中各有一條必須經(jīng)過(guò)兩次(參見(jiàn)第48題的討論).為了使總里程數(shù)最小,應(yīng)該選擇AG、HC、與IE為重復(fù)經(jīng)過(guò)的道路.有一種可能的路徑為:

  ABCDEFAGFIEIDHCHBGHIGA

  總里程為

  (6×13)+(9×12)+(6×5)=216km

 

73.棋盤(pán)上的骨牌 

  答案是不可能!

  假設(shè)骨牌一半涂黑色,一半涂白色,形成類似國(guó)際象棋棋盤(pán)的樣子.去掉棋盤(pán)兩個(gè)相對(duì)角落的方格,會(huì)使棋盤(pán)少了相同顏色的兩個(gè)方格.在圖示中,留下的是30個(gè)黑色方格與32個(gè)白色方格,因此無(wú)法用骨牌擺滿整個(gè)棋盤(pán). 

74.雙胞胎 

  知道了方法就很容易!

75.四色定理

  許多人都會(huì)興致勃勃地要找出無(wú)法只用4種顏色繪制的地圖,有時(shí)自認(rèn)為找到了,但后來(lái)又會(huì)有人只用4種顏色重新著色,而澆他一盆冷水.圖示為如何只用4種顏色將地圖著色的方法.

  有趣的是,在環(huán)體(如救生圈)的表面,如果要將地圖著色,則至少需要7種顏色.

 

76.五連形

  如果你喜歡拼圖,這個(gè)活動(dòng)應(yīng)該能使你有如魚(yú)得水之感!下面的解答是由一位11歲的兒童發(fā)現(xiàn)的,他用幾星期的時(shí)間,在練習(xí)簿上畫(huà)滿了各種不同的解答.你也可以試著用一組五連形拼成如5×5的正方形等其他形狀.市面上也可以找到塑料或木制的五連形與六連形,不過(guò)如用彩色卡片紙自己做,效果是一樣的.所有的五連形都可以自行嵌合.

 

  下圖所示為可組成開(kāi)口盒子的五連形,畫(huà)斜線部分為其底部.

  請(qǐng)問(wèn)你是否能將9個(gè)正方形排列組合成可以包含這12種五連形的形狀?

 

77.六連形

 

  35種不同的六連形見(jiàn)下頁(yè)圖.畫(huà)斜線的是可以折成立方體的形狀.值得注意的是,這里的六連形是以一種系統(tǒng)化的方式呈現(xiàn)的.首先是6個(gè)正方形排成一行;然后是5個(gè)正方形排成一行(3);接著是4個(gè)正方形排成一行,另外兩個(gè)正方形再在這一行的上下方變換位置.以此類推.

  其中偶數(shù)型的有11種,奇數(shù)型的有24種.

  7×6的長(zhǎng)方形有42格.假設(shè)把7×6的長(zhǎng)方形像國(guó)際象棋棋盤(pán)一樣涂上黑色與白色,則其中會(huì)有21格是黑色的.但是7種偶數(shù)型六連形的黑色方格總數(shù)是偶數(shù),不可能等于21

  可以用類似的論證方法說(shuō)明為何所有的35種六連形絕不可能嵌合在一起而形成長(zhǎng)方形.因?yàn)檫@種長(zhǎng)方形有35×6個(gè)正方形,故有35×3=105個(gè)黑色方格,是奇數(shù)個(gè)黑色方格.但是有11種偶數(shù)型六連形,故應(yīng)有偶數(shù)個(gè)黑色方格,其他24種奇數(shù)型六連形的黑色方格數(shù)也是偶數(shù).既然35種六連形所包含的黑色方格總數(shù)為偶數(shù),所以不可能組成長(zhǎng)方形.

 

78.建構(gòu)立方體

 

  另外兩種半立方體形狀如圖1所示.

  2×2×2立方體分成兩個(gè)部分的其他方法,是從2×2×2=8而來(lái),也就是說(shuō),可以分成7+1、6+25+34+4等兩個(gè)部分.4+4時(shí)的3種情況我們已經(jīng)討論過(guò)了,其他的情況則都只有一種分法,如圖2~圖4所示.

 

  找出新形狀的最好方法,就是用一些立方體實(shí)際動(dòng)手拼拼看,即使用方糖也可以.

  使用5個(gè)立方體所形成的形狀可以稱之為五方體(pen-tacube),共有29種.其中12種與五連形相同,等于是把一個(gè)個(gè)立方體放在五連形的正方形上.其他17種三維的形狀如圖5所示.

 

 

  其中許多形狀互成鏡像,但無(wú)法互相嵌合.

  分組競(jìng)賽,看誰(shuí)能找出最多的形狀.如使用彩色立方體,這個(gè)活動(dòng)會(huì)變得更有趣.

  此外,設(shè)計(jì)一套記錄各種形狀的方法也是很值得去做的事.圖6是記錄圖5中第一種形狀的例子.

79.半立方體

 

  這個(gè)活動(dòng)是前一個(gè)活動(dòng)的延伸,雖然不限制使用單位立方體,但是要把一個(gè)立方體分成兩個(gè)相等的部分并不容易.橡皮泥模型可能對(duì)你的研究會(huì)有所幫助.找到分解方法后,可以用彩色的卡片紙或木頭做出模型.

 

80.制作多面體積木

 

  剛開(kāi)始剪下許多相同的形狀時(shí)需要些耐心,但這一定是值得的.使用這些道具,能讓你發(fā)現(xiàn)許許多多的立體形狀,而且其中有不少是不用這些道具就想不到的.如果你能說(shuō)服別人幫助做出三角形與正方形等等,那就更好了.這種方法的好處是,你并不需要買(mǎi)昂貴的材料,只要用一些包裝盒即可.作者用的道具是10年前做的,直到現(xiàn)在還可以用.

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