第八章

怎樣巧算圓木堆垛

在貨棧或倉庫裏,物品的碼放都是很有次序的,這樣不僅整齊美觀,取用方便,而且也易於統計。

有一堆長短粗細相同的圓木堆放在露天倉庫裏,按以下規律排列:最下邊一層是10根,以後每一層比下一層少一根,最上邊一層是1根,這堆圓木一共有多少根?

有的同學說,圓木堆垛的橫截麵是一個三角形,底層是10根,高是10層,列式為:10×10÷2=50(根),這堆圓木共50根。

也有同學說,圓木堆垛的橫截麵是一個梯形,下底層是10根,上底層是1根,高是10層,列式為:(10+1)×10÷2=55(根),這堆圓木共55根。

這兩個答案哪個對呢?讓我們來分析一下。

假如你在這堆圓木旁邊,再並排地放上同樣的一堆,隻是上下倒置,每一層的根數,恰好是底層與頂層根數的和,底層是10根,頂層是1根,每一層的根數是10+1=11(根),一共是10層,11×10=110(根),這110根是兩堆圓木的總根數,原來的這堆圓木的根數就是這兩堆圓木總根數的一半,110÷2=55(根)。由此說明,認為“這堆圓木共50根”的答案是錯誤的。錯誤的根本原因在於,不應該把圓木堆垛的橫截麵看成為三角形,雖然它的上底很短,數值很小,是“1”,但它畢竟不是“0”,隻有當梯形的上底逐漸縮短,數值成為“0”時,梯形就轉化成三角形了。

一般的計算公式是:

(底層根數+頂層根數)×層數2

如果有一堆鋼管堆放在地上,第一層是8根,底層是20根,每層仍是依次減少一根,要求這堆鋼管總數是多少根?也可以用這個公式來計算:

(底層根數+頂層根數)×層數2=總根數

=(20+8)×132=182(根),這堆鋼管總數是182根。

“巧算圓木堆垛”的方法還可以推廣到其它圓柱形物體的計算上去,如鉛筆廠計算鉛筆的支數、水泥管廠計算水泥管數等。除此以外,你能不能用這種巧算的方法去計算:101+102+103……+198+199+200的和呢?把101看作頂層的數,200看作底層的數,100個數是層數,列式為:

(101+200)×1002=15050。其實,這道題還可以這樣算:1505×100=15050,你猜猜,這又是怎麼想的呢?

哪些燈還亮著

有一百盞電燈,排成一橫行。從左自右,我們給電燈編上號碼1,2,3,……,99,100。每一盞燈由一個拉線開關控製著。最初,電燈全是關著的。

另外,還有一百個學生。每一個學生走過來,把凡是號碼是1的倍數的電燈的開關拉了一下;接著第二個學生走了過來,把凡是號碼是2的倍數的電燈開關拉了一下;第三個人再走過來,把凡是號碼是3的倍數的電燈上的開關拉了一下,如此下去,最後那個學生走過來,把編號能被100整除的電燈上的開關拉一下。這樣做過之後,問:“哪些燈是亮著的?”

這簡直令人眼花繚亂,不易理出頭緒,方法不當就更不得要領。

正確的思考是:由於最初所有的電燈都是關著的,所以被拉了偶數次開關的電燈,仍然是關著的;隻有那些被拉了奇數次開關的電燈才是亮著的,因此,人們隻須去關心那些被拉過奇數次開關的電燈。

按照問題所規定的法則,編號為n的電燈被拉過幾次呢?要看整數n中有多少個正因數。如果n不是平方數,那麼n的全部正因數的個數是偶數,這盞燈是關著的。隻有當n是平方數時,n的全部正因數個數是奇數,這盞電燈被拉過奇數次,因此它是亮著的。