拉金斯基通過自己的努力奮鬥,終於成為俄羅斯出類拔萃的數學家。但是,他始終難忘鄉村的孩子們。經過再三思考,他毅然辭去大學教授的職位,到鄉村小學去當一名數學教師。他深知數學常常使農村孩子們畏懼,決心把枯燥的數學轉變為孩子們喜愛的課程。於是,他利用數的一些特性,教給孩子們許多速算的方法。這既可以教給孩子們實際的技能,也可以激發孩子們的創造性,培養出對數學的濃厚興趣和嚴謹的思維。油畫中的數學題就是拉金斯基出的。他之所以要出這道題,是因為這道題看起來很麻煩,但是,如果了解了這道題幾個數字之間存在的一個特性,它就迎刃而解了。
那麼,這道題幾個數字之間有什麼特性呢?
你先算一算,它等於多少?
在計算中,你發現什麼規律沒有?拉金斯基在計算中發現了一個規律,就是:10的平方加11的平方加12的平方之和,正好等於13的平方加14的平方之和。而10的平方加11的平方加12的平方等於365;也就是說,13的平方加14的平方也等於365。這樣,分子是兩個365的和,而分母是一個365。分子除以分母,答案即可脫口而出地說出來:2。
這樣的數學題,不僅教會學生速算的方法,更重要的是,它能啟發學生細心地去考察數的一些性質,從而運用技巧去解決難題。畫家別列斯基創作這幅油畫,把看似枯燥的數學題繪進畫幅,但卻使觀者如嚼橄欖,回味無窮,觀眾對拉金斯基出色的教學法讚不絕口。
看過這幅油畫的人,在弄懂了它的寓意以後,再做數學題,都會特別留心數字之間是否有規律存在,並力圖尋找出簡便的運算方法來。中國著名數學家華羅庚曾經建議學數學的人,都看一看這幅油畫。
6.9進製
喬治·蘭伯特是美國加利福尼亞州一所中學的數學教師,他對數學特別敏感而且有極大的研究興趣。他常年與數目、公式打交道,深感數學的神秘和魅力。特別有趣的是,他的妻子安妮連續3年都在同一天分娩,更使他感到冥冥之中的某種神秘力量造成了這種巧合。因此,他開始注意一些巧合的事件,力圖用數學的方式來破解巧合。
隨便舉幾例他發現的巧合。
法國皇帝拿破侖與納粹元首希特勒相隔1個多世紀,但他們之間卻有很多數字的巧合。拿破侖1804年執政,希特勒1933年上台,相隔129年。拿破侖1816年戰敗,希特勒1945年滅亡,相隔129年。拿破侖1809年占領維也納,希特勒在1938年攻入維也納,相隔也是129年。拿破侖1812年進攻俄國,希特勒1941年進攻蘇聯,其間相隔又是129年。
美國第16屆總統林肯於1861年任總統,美國第35屆總統肯尼迪於1961年任總統,時隔100年。兩人同在星期五並在女人的參與下被刺遇害。接替林肯任總統的名叫約翰遜,接替肯尼迪任總統的也叫約翰遜。更巧的是,殺害林肯的凶手生於1829年,殺害肯尼迪的凶手生於1929年,又正好相隔100年。兩名凶手都被捕獲經審訊被處決。更令人吃驚的是,林肯出事這一天,他的一位姓肯尼迪的秘書曾急切建議林肯不要去劇院;而肯尼迪出事這天,他的一位叫林肯的秘書也曾極力勸告肯尼迪推遲達拉斯之行。
蘭伯特被這些巧合和數字迷住了,他經常將這些數字翻來覆去地分解組合。他驚奇地發現拿破侖和希特勒的巧合數129與林肯和肯尼迪的巧合數100,把它們顛倒過來成為921和001,用921減去129,用100減去001,得數都能被9除盡:921-129=792,792÷9=88;100001=99;99÷9=11。而且,它們都有一個十位、個位相同的兩位數商。
蘭伯特異常吃驚。他又做遊戲似地用這些名人的出生日期來做數字組合分解,又得到一個奇特的數學現象。
拿破侖出生於1769年8月15日,將這些數字連起來,構成一個數1769815。重新組合排列這些數,任意構成一個不同的數,例如9876511。在這兩個數中,用大數減去小數,即9876511-1769815=8106696。把所得的差的各個數位上的數相加,得到一個兩位數36。再把這個兩位數十位和個位上的數相加,即3+6=9。最後的結果是9。
林肯出生於1809年2月12日,將這些數字連起來,構成一個數1809212。重新組合排列這些數,任意構成一個不同的數,例如9212081。在這兩個數中,用大數減去小數,即9212081-1809212=7402869。把所得的差的各個數位上的數相加,得到一個兩位數36。再把3和6相加,其結果仍然是9。
實際上,把任何人的生日寫出來,按照上麵的方法計算,最後得到的結果都是9。不信,用你的生日算一下,結果一定還是9!
蘭伯特對9入了迷。
他發現,將1,2,3,4,5,6,7,8,9加在一起,它的和是45,那麼4+5=9。
他發現,用9乘以任何數,得出的積數相加,結果它們的和總是9。
9×2=18——1+8=9
9×3=27——2+7=9
9×4=36——3+6=9
9×5=45——4+5=9
9×6=54——5+4=9
9×7=63——6+3=9
9×8=72——7+2=9
9×9=81——8+1=9
不論你用來乘9的數有多大,得數加起來總是9!你可以試用每一個數,結果絕對都如此:
9×78=702——7+0+2=9
9×1997=17973——1+7+9+7+3=27——2+7=9
……
他發現,取任何一個數,比如說1997,把每一位數加起來1+9+9+7=26,用1997減去26,就等於1971。這個數一定能被9除盡!1971÷9=219。
蘭伯特帶著對9的神秘感去請教大數學家喬希·波普。波普告訴他關於9的數理。
把一個大數的各位數字相加得到一個和;再把這個和的各位數字相加又得到一個和;這樣繼續下去,直到最後的數字之和是個一位數為止。最後這個數稱為最初那個數的“數字根”。這個數字根等於原數除以9的餘數。這個計算過程,被稱為“棄9法”。
求一個數的數字根,最快的方法是在加原數的數字時把9舍去。例如求199798的數字根,其中有3個9,而1+8也等於9,就可以舍去,最後隻剩下7。7就是199798這個原數的數字根。
由這些知識可以解釋前麵所述生日算法的奧妙。假定一個數n由很多數字組成,把n的各個數字打亂重排,就得到一個新的數n′。顯然n和n′有相同的數字根(例如199798和199897),把兩個數字根相減就會得0。也就是說n-n′一定是9的倍數,它的數字根是0或9。而在這種算法中,0和9本是一回事(即一個數除以9所得的餘數)。n-n′=0,隻有在n=n′即原數實際上沒有改變時才發生;隻要n≠n′,那麼n·n′累次求數字和所得的結果一定是9。
懂得了棄9法,蘭伯特頓悟了不少。他進而想到,人類根本不應當10個10個地數數(十進製),也不應該12個12個(一打)地數數,而應該9個9個地數數,實行九進製。
這聽起來似乎令人難以接受。因為人類有史以來就使用十進製;而現在的電子計算機也是采用的二進製。使用九進製有必要嗎?
科學家認為,使用九進製,能使加減乘除運算變得更快更準確。但目前對9的研究還很不夠,9對人類來說還極具神秘性。包括蘭伯特在內的數學家們正努力地探索9的奧秘,希望在21世紀能對9的研究有更大的突破。
在結束本文的時候,請欣賞以下美妙的數字,以喚起你對神秘的9的興趣,讓你成為打破9的神秘的突擊手,使人類在21世紀有可能掌握一種更先進的九進製計數方法:
987654321×9=8888888889
987654321×18=17777777778
987654321×27=26666666667
987654321×36=35555555556
987654321×45=44444444445
987654321×54=53333333334
987654321×63=62222222223
987654321×72=71111111112
987654321×81=80000000001