数学学习乐园讨论与解答(141—149)
141.4×4幻方与高阶幻方 在丢勒的幻方中,总和为34的其他4个数字包括: 这种方阵曾被视为具有某种神秘的力量. 纳西克幻方...
141.4×4幻方与高阶幻方
在丢勒的幻方中,总和为34的其他4个数字包括:
这种方阵曾被视为具有某种神秘的力量.
纳西克幻方不但包含了大部分丢勒方阵的对称性,而且还包括下列对角线形式的对称性,如:
142.多阶形式
3×3幻方所具有的性质恒为真,这可以由第140题“3×3幻方”解答中所给出的一般形式作代数证明.取任一常数k加至多阶形式的各数中,就能得出一个同次的新的多阶形式.
例如:
A+B+C+D=a+b+c+d
A2+B2+C2+D2=a2+b2+c2+d2则
(A+k)+(B+k)+(C+k)+(D+k)
=A+B+C+D+4k
=a+b+c+d+4k
=(a+k)+(b+k)+(c+k)+(d+k)
(A+k)2+(B+k)2+(C+k)2+(D+k)2
=A2+B2+C2+D2+2k(A+B+C+D)+4k2
=a2+b2+c2+d2+2k(a+b+c+d)+4k2
=(a+k)2+(b+k)2+(c+k)2+(d+k)2
143.帕斯卡三角形
帕斯卡三角形的下两行为:
除了1以外,其他数字都是由上一行中相邻的两个数字相加所形成的.每一行的数字和都是2的乘方;第十二行的总和为211=2048.
11的乘方
11的乘方至114时,仍满足帕斯卡三角形的形式.115由于会进位,所以并不能对应帕斯卡三角形第六行的数字1、5、10、10、5、1.
六边形迷宫
1 4 6 4 1
二项式
设a=1,看看帕斯卡三角形各行的数字和为何等于2的乘方.
把帕斯卡三角形的数字排成直角三角形,然后往上推,则显然也会出现(1+a)-1与(1+a)-2等的系数形式.
145.费波那契数列与黄金分割比
费波那契数列的规则可以用差分方程表示:
Un+2=Un+1+Un
以两个1开始的此数列,各项的通式为:
作出一个直角三角形,用圆规画出长为2的直线AB与长为1的直线BC,将A与C连线并延长.
以此类推.如果将得出的数组作向量,则其斜率就会趋近于黄金分割比.
146.称重问题
重量为1kg、3kg、9kg与27kg.用这4种法码就可称出所有1至40kg的整数重量.例如:
11=9+3-1 20=27+3-9-1
147.相似长方形
149.平衡问题
将球分成3堆,每堆9个球.先称其中两堆,如果天平平衡,则不合格的球必在另一堆;如果不平衡,则较重的9个球中必定包含不合格的球.不管是什么情况,称一次就能确定不合格的球在哪9个球中.再将这9个球分成3堆,每堆3个球,再称一次,就能确定不合格的球在哪3个球中.因此,只要再称一次,就能找出那只不合格的球.
另一个相当类似但却难得多的问题是:有13个球,其中有一个球与其他的12个球重量不同,但不知是较轻还是较重,请只称3次找出不同的球.