地球的兩頂白帽子分別是南極和北極。地球的兩頂白帽子是極地動物們的快樂家園。
⑵ 帽子的顏色問題講的是什麼呢
(1)有三頂紅帽子,兩頂白帽子,現將其中三頂給排成一列縱隊的三人每人戴上一頂,每人都只能看到自己前面的人的帽子,而看不到自己和自己後面人的帽子。從後往前問三人同樣的問題:「你戴的帽子是什麼顏色?」最後面的人回答說:「不知道。」接著中間的人也說:「不知道。」然而最後回答問題的站在最前面的人卻做出了肯定的正確回答。問這個人戴的帽子是什麼顏色?回答這個問題需要做正確的邏輯分析。
在提問後,最後面的人回答「不知道」,從中可斷定以下事實:
前面兩個人中至少有一個戴紅色帽子。不然的話,如果前面兩人均戴白帽子,而白帽子只有兩頂,最後面的人就會知道自己戴紅帽子,不會說不知道。這個事實中間的人也可得知,在此基礎上他又回答「不知道」,那麼一定是最前面的人戴著紅帽子。不然的話,最前面的人若戴白帽子,因他與中間的人兩人中至少有一個戴紅帽子,那中間的人就一定戴紅帽子了,中間的人也不會說不知道。於是,最前面的人戴紅色帽子是正確結論。
在這個帽子的顏色問題中,戴著帽子回答問題的三個人應是聰明人,都能正確地進行邏輯推理,並作出正確的判斷。如果有一個智力有問題,或胡亂猜測隨便回答,那麼整個事情就無法正確解釋了。
此問題是一個傳統的邏輯推理問題,人們經常利用這樣的問題考察智力,既要看會不會推理,又要看整個推理過程是不是簡明,還要看推理用的時間。在一個好的問題面前,可以充分顯示人的思維能力。
中國著名數學家華羅庚對上述帽子的顏色問題作了改造,提出下面的問題:
(2)一位老師讓三位聰明的學生看了一下事先准備好的五頂帽子:三頂白色的,兩頂黑色的。然後讓他們閉上眼睛,他替每個學生戴上一頂帽子,並把其餘兩頂藏起來,讓學生睜開眼睛後各自說出自己戴的帽子的顏色。三人睜眼互相看了一下,躊躇了一會兒,覺得為難,繼而異口同聲地說自己頭上戴的是白帽子。問他們是怎樣推演出來的?先看戴帽情況,有兩黑一白、兩白一黑、三白共三種情況。
若第一種情況,戴白帽子的學生一看便能說出自己戴的帽子顏色,而實際上三人睜眼互相看了一下,躊躇了一會兒,沒一人馬上說出,這表明這種情況是不符合現實。
這樣三人都明白其中至多隻有一人戴黑帽子,如果有一人戴黑帽子,另外兩人必會立刻說出自己戴著白色帽子,而不會躊躇且覺得為難。三人均為難說明誰也沒有看見有人戴黑色帽子,那麼三人戴的都是白色帽子。於是三位聰明學生便異口同聲說出自己戴的帽子的顏色。
這個問題初看似乎感到條件不足,然而細一琢磨,「躊躇了一會兒,覺得為難,繼後異口同聲地說」裡面涵義豐富,奧妙無窮。建立在這條件上,便可展開如上推理,層層深入,環環緊扣。
華羅庚推出這一改編的問題,讓人深深體會到了數學大師的內在功力,其中表現出高超的思維技巧。
如果把人數增多,還可提出類似的問題:
(3)四個愛動腦筋的小朋友接受老師的智力測驗,看誰能最快最准確地回答問題。老師讓他們都閉上眼睛,給他們每人戴上一頂帽子,或者是白的,或者是藍的。然後讓他們睜開眼睛,告訴他們:「誰看到的白帽比藍帽多就馬上舉手。然後各位說出自己戴的帽子顏色。」大夥互相看了一下(每個人都看不見自己戴的帽子,但能看清別人戴的帽子),誰也沒舉手,過了一會兒,也沒有人說出自己戴的帽子顏色,其中一個叫小光的學生見大家都不說話,就猜出了自己頭頂上的帽子顏色。問小光戴的是什麼樣的帽子。
再來分情況考慮。
如果恰有兩個人戴白色帽子,另外兩人都會看到兩頂白帽,一頂藍帽。他倆會同時舉起手,而實際上無人舉手,這表明在四個學生中最多隻有一人戴白帽子。
如果只有一個學生戴白帽子,另外三人都會看到一頂白帽,兩頂藍帽,誰也不會舉手。戴白帽子的人看到的是三頂藍帽,也不會舉手。三個戴藍帽的人會想到:「我已看到一頂白帽子,如果我戴的也是白帽,就會有兩人舉手,而事實上沒有舉手,說明我戴的是藍帽。」
可是,仍然沒有人舉手,這就說明一頂白帽也沒有,四人戴的都是藍帽子。
⑶ 數學故事
1、蝴蝶效應
氣象學家Lorenz提出一篇論文,名叫「一隻蝴蝶拍一下翅膀會不會在Taxas州引起龍卷風?」論述某系統如果初期條件差一點點,結果會很不穩定,他把這種現象戲稱做「蝴蝶效應」。就像我們投擲骰子兩次,無論我們如何刻意去投擲,兩次的物理現象和投出的點數也不一定是相同的。Lorenz為何要寫這篇論文呢?
這故事發生在1961年的某個冬天,他如往常一般在辦公室操作氣象電腦。平時,他只需要將溫度、濕度、壓力等氣象數據輸入,電腦就會依據三個內建的微分方程式,計算出下一刻可能的氣象數據,因此模擬出氣象變化圖。
這一天,Lorenz想更進一步了解某段紀錄的後續變化,他把某時刻的氣象數據重新輸入電腦,讓電腦計算出更多的後續結果。當時,電腦處理數據資料的數度不快,在結果出來之前,足夠他喝杯咖啡並和友人閑聊一陣。在一小時後,結果出來了,不過令他目瞪口呆。結果和原資訊兩相比較,初期數據還差不多,越到後期,數據差異就越大了,就像是不同的兩筆資訊。而問題並不出在電腦,問題是他輸入的數據差了0.000127,而這些微的差異卻造成天壤之別。所以長期的准確預測天氣是不可能的。
參考資料:阿草的葫蘆(下冊)——遠哲科學教育基金會
2、動物中的數學「天才」
蜜蜂蜂房是嚴格的六角柱狀體,它的一端是平整的六角形開口,另一端是封閉的六角菱錐形的底,由三個相同的菱形組成。組成底盤的菱形的鈍角為109度28分,所有的銳角為70度32分,這樣既堅固又省料。蜂房的巢壁厚0.073毫米,誤差極小。
丹頂鶴總是成群結隊遷飛,而且排成「人」字形。「人」字形的角度是110度。更精確地計算還表明「人」字形夾角的一半——即每邊與鶴群前進方向的夾角為54度44分8秒!而金剛石結晶體的角度正好也是54度44分8秒!是巧合還是某種大自然的「默契」?
蜘蛛結的「八卦」形網,是既復雜又美麗的八角形幾何圖案,人們即使用直尺的圓規也很難畫出像蜘蛛網那樣勻稱的圖案。
冬天,貓睡覺時總是把身體抱成一個球形,這其間也有數學,因為球形使身體的表面積最小,從而散發的熱量也最少。
真正的數學「天才」是珊瑚蟲。珊瑚蟲在自己的身上記下「日歷」,它們每年在自己的體壁上「刻畫」出365條斑紋,顯然是一天「畫」一條。奇怪的是,古生物學家發現3億5千萬年前的珊瑚蟲每年「畫」出400幅「水彩畫」。天文學家告訴我們,當時地球一天僅21.9小時,一年不是365天,而是400天。(生活時報)
大約1500年前,歐洲的數學家們是不知道用「0」的。他們使用羅馬數字。羅馬數字是用幾個表示數的符號,按照一定規則,把它們組合起來表示不同的數目。在這種數字的運用里,不需要「0」這個數字。
而在當時,羅馬帝國有一位學者從印度記數法里發現了「0」這個符號。他發現,有了「0」,進行數學運算方便極了,他非常高興,還把印度人使用「0」的方法向大家做了介紹。過了一段時間,這件事被當時的羅馬教皇知道了。當時是歐洲的中世紀,教會的勢力非常大,羅馬教皇的權利更是遠遠超過皇帝。教皇非常惱怒,他斥責說,神聖的數是上帝創造的,在上帝創造的數里沒有「0」這個怪物,如今誰要把它給引進來,誰就是褻瀆上帝!於是,教皇就下令,把這位學者抓了起來,並對他施加了酷刑,用夾子把他的十個手指頭緊緊夾注,使他兩手殘廢,讓他再也不能握筆寫字。就這樣,「0」被那個愚昧、殘忍的羅馬教皇明令禁止了。
但是,雖然「0」被禁止使用,然而羅馬的數學家們還是不管禁令,在數學的研究中仍然秘密地使用「0」,仍然用「0」做出了很多數學上的貢獻。後來「0」終於在歐洲被廣泛使用,而羅馬數字卻逐漸被淘汰了。
小朋友你們可知道數學天才高斯小時候的故事呢?
高斯念小學的時候,有一次在老師教完加法後,因為老師想要休息,所以便出了一道題目要同學們算算看,題目是:
1+2+3+ ..... +97+98+99+100 = ?
老師心裡正想,這下子小朋友一定要算到下課了吧!正要借口出去時,卻被 高斯叫住了!! 原來呀,高斯已經算出來了,小朋友你可知道他是如何算的嗎?
高斯告訴大家他是如何算出的:把 1加 至 100 與 100 加至 1 排成兩排相加,也就是說:
1+2+3+4+ ..... +96+97+98+99+100
100+99+98+97+96+ ..... +4+3+2+1
=101+101+101+ ..... +101+101+101+101
共有一百個101相加,但算式重復了兩次,所以把10100 除以 2便得到答案等於 <5050>
從此以後高斯小學的學習過程早已經超越了其它的同學,也因此奠定了他以後的數學基礎,更讓他成為——數學天才!
在日常生活中,數學無處不在,比如說:買菜、賣菜、算多少錢……
下面就是一個小故事,是一個數字之間的故事。
有一天,數字卡片在一起吃午飯的時候,最小的一位說起話來了。
0弟弟說:「我們大傢伙兒,一起拍幾張合影吧,你們覺得怎麼樣?」
0的兄弟姐妹們一口齊聲的說:「好啊。」
8哥哥說:「0弟弟的主意可真不錯,我就做一回好人吧,我老8供應照相機和膠卷,好吧?」
老4說話了:「8哥,好是好,就是太麻煩了一點,到不如用我的數碼照相機,就這么定了吧。」
於是,它們變忙了起來,終於+號幫它們拍好了,就立刻把數碼照相機送往沖印店,沖是沖好了,電腦姐姐身手想它們要錢,可它們到底誰付錢呢?它們一個個獃獃的望著對方,這是電腦姐姐說:「一共5元錢,你們一共十一個兄弟姐妹,平均一人付多少元錢?」
在它們十一個人中,就數老六最聰明,這回它還是第一個算出了結果,你知道它是怎麼算出來的嗎?
唐僧師徒摘桃子
一天,唐僧命徒弟悟空、八戒、沙僧三人去花果山摘些桃子。不長時間,徒弟三人摘完桃子高高興興回來。師父唐僧問:你們每人各摘回多少個桃子?
八戒憨笑著說:師父,我來考考你。我們每人摘的一樣多,我筐里的桃子不到100個,如果3個3個地數,數到最後還剩1個。你算算,我們每人摘了多少個?
沙僧神秘地說:師父,我也來考考你。我筐里的桃子,如果4個4個地數,數到最後還剩1個。你算算,我們每人摘了多少個?
悟空笑眯眯地說:師父,我也來考考你。我筐里的桃子,如果5個5個地數,數到最後還剩1個。你算算,我們每人摘多少個?
唐僧很快說出他們每人摘桃子的個數。你知道他們每人摘多少個桃子嗎?