第二章趣味數學故事1
曹衝6歲稱象
曹衝,三國時魏國人,曹操的兒子,公元208年,因病夭折,年僅13歲。自幼聰慧異常。善於動腦。6歲稱象,展露超人的智慧。
曹衝是三國時期魏武帝曹操的兒子,小時聰慧異常,善於動腦筋,而且他心地善良,深得曹操的疼愛,常常把他帶在身邊。
曹衝6歲那年,東吳孫權送給曹操一頭大象,曹操很高興。大象運到的那天,曹操帶領文武百官前去觀看,曹衝也在其中。
大象是南方的一種動物,北方人很少見到,都感到新奇。
曹操看到這個龐然大物,很想知道它究竟有多重,就問身邊的文武官員:“你們說,用什麼辦法可以稱出大象的重量?”
剛才還振振有詞的眾官員,一下子變得啞口無言了,四周一片寂靜,都感到象的體積太大了,想不出辦法來。
過了好一會兒,一個文官說:“做一杆大秤,用房梁那麼粗的大樹當秤杆,或許能稱出大象的重量來。”
於是人們紛紛議論說:“這個方法不行,有了大秤也不行,誰有那麼大的力氣把秤杆連大象一起抬起來呢?”
這時,曹操帳下的猛將許褚走上前來,大吼道:“有辦法了,我把大象用刀砍了,一塊一塊地稱,不就知道象的重量了嗎?”
許褚的話一說完,大家“轟”的一聲笑了,有人挖苦說:“你這個辦法很高明,但是這頭珍貴的大象卻不見了。”顯然人們都不同意他這個辦法。
曹衝一言不發默默地站在一旁,緊鎖雙眉,認真地思索著稱象的辦法。突然,他走到曹操麵前,胸有成竹地道:“父親,孩兒想出辦法來了,能稱出大象的重量。”
曹操見是自己的兒子曹衝,笑著說:
“衝兒,大人都想不出辦法,你有什麼好辦法,快說說看。”
曹衝叫人把大象牽到河邊,對著一條大船說:“我們可以把象牽到這條大船上,船一定會下沉,等船穩定下來,讓人在船舷邊用刀子在齊水麵的地方刻上記號。然後,牽下大象,再往船裏裝石頭,等裝的石頭重量達到吃水的記號時,再稱出船裏石頭的重量,不就是大象的重量嗎?”
人們照曹衝的方法,很快稱出了大象的重量,曹操異常高興,稱讚曹衝說:“衝兒的辦法好極了!”在場的官員們無不投來敬佩的目光,誇獎他有超人的智慧。
曹衝不僅聰明,而且心地善良。一天,他跑到馬廄來看馬。平時常把他放在馬背上玩的馬倌正低著頭傷心地哭。曹衝不知道出了什麼事,就忙上前問道:“你怎麼了,哭什麼呢?”
馬倌驚懼地說:“可惡的老鼠把丞相的馬鞍咬壞了。”
曹衝一聽,大吃一驚。他知道父親製定的製度非常嚴格,對損壞武器裝備和馬匹的人都要處以嚴厲的懲罰,甚至被處死。今天損壞的不是別的,而是他自己那副華麗無比、五光十色的錦繡馬鞍,看來馬倌的性命有危險了。
曹衝很可憐這個馬倌,知道他盡到了責任,他為了保管好這副馬鞍,把它高高掛在軍器庫的柱子上,可還是被老鼠咬了,這怎能光怨他呢?“別怕,我去見父親,聽到我的咳嗽聲,你再進去稟報馬鞍被咬的事。”
說完,曹衝回到自己的房間,用剪刀在自己的衣服上捅了幾個小洞,然後走到曹操跟前,哭喪著臉說:“父親,我向您謝罪來了。”
“衝兒,你一個小孩子家,何罪之有?”曹操不解地問。
“您給我的好衣服,被老鼠咬了好多洞,您懲罰孩兒吧!”
曹操一聽哈哈大笑起來:“是老鼠咬的,怎能怨人呢?”
曹衝咳嗽了兩聲,跪下說:“謝謝父親。”
正在這時,馬倌抱著馬鞍走進來,跪在曹操麵前,一五一十地把馬鞍被老鼠咬破的事說了一遍。
機靈的曹衝適時重複著剛才父親那句話:“是老鼠咬的,怎能怨人呢?”
曹操聽說自己心愛的馬鞍被老鼠咬了,心疼極了,但又一想,這不跟衝兒的衣服一樣嗎?是老鼠咬的,光怨人有何用?於是,笑著說:“快起來,治什麼罪啊,回去吧。”隨即派人去滅鼠。
馬倌得救了,他從心裏感激曹衝,更佩服他的機智。
公元208年,年僅13歲的曹衝不幸因病夭折了,但他的故事卻永遠在民間廣泛流傳著。
祖衝之解開圓周之謎
祖衝之(429~500年),中國南北朝時的科學家。他計算出的圓周率數值在31415926和31415927之間,是當時全世界最精確的圓周率數值。童年不愛讀書,喜歡數學和天文。
公元429年,祖衝之出生在範陽(今河北淶水)。祖父祖昌是當朝的大匠卿,主管建築工程,並且對天文曆法及數學有一定的研究。
祖父經常給祖衝之講一些科學家的故事,其中張衡發明地動儀的故事深深打動了祖衝之幼小的心靈。
祖衝之常隨祖父去建築工地,晚上,在那裏他常同農村小孩們一起乘涼、玩耍。
天上星星閃爍,在祖衝之看來,這些星星很雜亂地散布著,而農村孩子們卻能叫出星星的名稱,如牛郎、織女以及北鬥星等,此時,祖衝之覺得自己實在知道得很少。
祖衝之不喜歡讀古書。5歲時,父親教他學《論語》,兩個月他也隻能背誦十幾句。氣得父親又打又罵。可是他喜歡數學和天文。
一天晚上,祖衝之躺在床上想白天老師說的“圓周是直徑的3倍”這話似乎不對。
第二天早,他就拿了一段媽媽緔鞋子的繩子,跑到村頭的路旁,等待過往的車輛。
一會兒,來了一輛馬車,祖衝之叫住馬車,對駕車的老人說:“讓我用繩子量量您的車輪,行嗎?”老人點點頭。
祖衝之用繩子把車輪量了一下,又把繩子折成同樣大小的3段,再去量車輪的直徑。量來量去,他總覺得車輪的直徑沒有1/3的圓周長。
祖衝之站在路旁,一連量了好幾輛馬車車輪的直徑和周長,得出的結論是一樣的。
這究竟是為什麼?這個問題一直在他的腦海裏縈繞。他決心要解開這個謎。
經過多年的努力學習,祖衝之研究了劉徽的“割圓術”。所謂“割圓術”就是在圓內畫個正6邊形,其邊長正好等於半徑,再分12邊形,用勾股定理求出每邊的長,然後再分24、48邊形,一直分下去,所得多邊形各邊長之和就是圓的周長。
祖衝之非常佩服劉徽這個科學方法,但劉徽的圓周率隻得到96邊,得出314的結果後就沒有再算下去,祖衝之決心按劉徽開創的路子繼續走下去,一步一步地計算出192邊形、384邊形……以求得更精確的結果。
當時,數字運算還沒利用紙、筆和數碼進行演算,而是通過縱橫相間地羅列小竹棍,然後按類似珠算的方法進行計算。
祖衝之在房間地板上畫了個直徑為1丈的大圓,又在裏邊做了個正6邊形,然後擺開他自己做的許多小木棍開始計算起來。
此時,祖衝之的兒子祖暅已13歲了,他也幫著父親一起工作,兩人廢寢忘食地計算了十幾天才算到96邊,結果比劉徽的少0000002丈。
祖暅對父親說:“我們計算得很仔細,一定沒錯,可能是劉徽錯了。”
祖衝之卻搖搖頭說:“要推翻他一定要有科學根據。”
於是,父子倆又花了十幾天的時間重新計算了一遍,證明劉徽是對的。
祖衝之為避免再出誤差,以後每一步都至少重複計算兩遍,直到結果完全相同才罷休。
祖衝之從12288邊形,算到24567邊形,兩者相差僅00000001。祖衝之知道從理論上講,還可以繼續算下去,但實際上無法計算了,隻好就此停止,從而得出圓周率必然大於31415926,而小於31415927。
很多朋友知道了祖衝之計算的成績,紛紛登門向他求教。之後,祖衝之又進一步得出圓周率的密率是355/113,約率是22/7。直到1000多年後,德國數學家鄂圖才得出相同的結果。
數學天才華羅庚
華羅庚(1910~1985),江蘇金壇人,著名數學家。1930年發表震驚世界數學界的數學論文《蘇家駒之代數的五次方程式解法不能成立之理由》。1950年任清華大學教授等職。
在江蘇金壇縣城的清河橋下,有一家小雜貨鋪,鋪主華老強是個老實厚道的商販。1910年11月12日,華老強剛剛從外麵收購蠶繭回來,接生婆便跑來道喜:
“恭喜你啊,喜得貴子!”並把白胖胖的兒子抱到他麵前。
華老強樂嗬嗬地說:“你這小家夥還真來了,你爸昨天晚上還夢著你呢!”
說著,接過兒子放進籮筐,又把另一個籮筐反扣在上麵,自言自語上也說:
“進籮避邪,同庚同歲,給你取個吉利的名字,就叫羅庚吧。”
裝在這破爛不堪的籮筐裏的孩子,就是馳名中外的數學家華羅庚。
轉眼,華羅庚已是初中二年級的學生了。一天,數學老師跟同學們說:
“今天,我給大家出一道難題,看誰先解出來。”同學們都睜大眼睛,豎起耳朵。
“今有物不知其數,三三數之剩二,五五數之剩三,七七數之剩二,問物幾何?”老師搖頭晃腦地將難題念出。