這件物品在1-59克之間。
你是否能做到,甚至少了任何兩個砝碼也能做到這一點?】
伊誠看完了題目,心中至少有4種不同的證明方式。
但是這題有點奇怪的地方在於——
它規定了時代背景。
你生活在13世紀,並且是歐洲。
這個時期的歐洲數學還比較落後,它剛從衰落階段開始複蘇。
所以伊誠能用來證明題目的方法,也隻能是這個時期以前的。
他先嚐試對題目進行拆解——
取n個砝碼,記第i個砝碼的重量為Fi
對於重量為w的物體,可以用n個砝碼測出它的重量。
當n=1時,F3=F2+F1=2
於是,F3-1=1,w=1時,顯然可以測出。
然後再討論n和n+1時的情況……
通過歸納假設……
可以得到第1問的證明。
在這裏,通過多次枚舉之後,伊誠發現了一些規律——
真是美麗的數字關係。
如此美麗的數字關係,隻有一種東西可以解釋:
斐波那契數列。
斐波那契是13世紀初的數學家,運用它的理論不會違背這個時代背景的原則。
所以,當發現規律為斐波那契數列之後,對於第2問就簡單得多了。
伊誠提筆寫到——
構造廣義斐波那契數列:
g(n)=g(n-1)+g(n-3)(n大於等於4)。
g(1)=g(2)=g(3)=1.
用歸納假設,可以說明對於這樣的n個砝碼,即使任意去掉其中的兩個,仍然能稱出重量1到g(n+1)-1的物體。
而g(13)=60.
所以第二問得證。
可以找到滿足題意的12個砝碼稱量1-59範圍內的物體。
答完題。
伊誠閉上眼睛,細細地品味著。
不得不說出題人真的很棒。
至少他讓人在這道題目中領略了什麼是數學之美。
不單單是因為斐波那契數列是黃金分割,本身就具有藝術美感。
更關鍵的是,這題反應了從探索到猜想,再到證明的數學之美。
嘖嘖。
伊誠砸吧著嘴唇,在陶醉了一番後,繼續攻克最後一道大題。
現在時間才過去了三分之一。
最後一題是一道證明題:
設S為R^3中的拋物麵z=(x^2+y^2)/2,P(a,b,c)為S外一固定點,滿足a^2+b^2大於2C,過P點作S的所有切線。
證明:這些切線的切點落在同一平麵上。
本來以為是壓軸題,應該有點難度,但是伊誠稍加思索,發現這題並不難。
在幾何中,有一個非常厲害的王者咖喱棒。
它就是向量。
隻要使用向量這把咖喱棒,就能把一切都斬於無形。
伊誠略加思索,運用向量把題目證明完畢。
完了以後,他發現了一個神奇的事情——
這道題目不隻是在二維平麵上是可證的,甚至可以推廣到二次曲麵上。
於是伊誠又用向量證明了二次曲麵的推廣命題。
做完這些,伊誠在想,既然二次曲麵也是可行的,那麼有沒有可能推廣到3次?
當他忘乎所以,在草稿紙上進行更高維度的推廣時——
考試時間結束了。
按照競賽的要求,考官會把考卷連同草稿紙一起密封進行考核。
伊誠一臉茫然,對最後的步驟沒有做完耿耿於懷。
“這次不像你啊!”
在賽場門口,李安若抱著雙手嘲諷到。
“你不是次次都是第一個交卷的嗎?”
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